变压器三量的因果关系

变压器三种量的因果关系
理想变压器中的三种物理量，是指原、副线圈中的电压、电流和功率．学习时应明确三种量的因果关系．
1．电压关系．对“理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比”这句话要正确理解，不能机械地理解为匝数越大，电压越大．事实上，当变压器原、副线圈的匝数比（n 1/ n 2）一定时，输出电压U 2由输入电压U 1决定，即11
22U n n U =．若U 1也不变，则U 2也不变，U 2与负载无关．简单地说，电压关系中U 1是原因，U 2是结果，原线圈决定副线圈．
2．电流关系．原线圈中的电流21
21I n n I =．当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U 1确定时，I 1由副线圈中的输出电流I 2决定．当变压器负载为纯电阻R 时（高中阶段涉及变压器问题的计算时其负载通常就为纯电阻），由欧姆定律知I 2＝U 2/R ，说明I 2由U 2和R 决定．因此，当匝数比和U 1一定时，其电流关系中副线圈（更确切地说是负载）是原因，原线圈是结果，即副线圈决定原线圈．
3．功率关系．变压器的输入功率随输出功率的变化而变化，即P 入＝P 出．若变压器负载为纯电阻R ，由于副线圈的端电压U 2即为负载的端电压，变压器的输出功率即为负载的功率，
故有P 入＝P 出＝R U n n R U U I 212
122222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==．因此，当匝数比、U 1一定时，输入功率由负载R 决定．打个比方，若变压器原线圈（实际应为电源）为卖方，负载为买方，则就功率而言，买方由卖方决定，说白了，发出的电要由用户用掉．
例 如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ．开始时开关S 断开．当S 接通后，以下说法正确的是（ ）
A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小
B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压将增大
C ．通过灯泡L 1的电流减小
D ．原线圈的电流增大
解析 由于匝数比和U 1保持不变，故副线圈的端电压即U MN 保持不变，则A 项不对．S 接通后，用户增多，用户总电阻减小．变压器的负载由R 和用户组成，因此负载的总电阻R 总减小．由欧姆定律知次级回路中电流I 2＝U MN /R 总，故I 2增大，输电线等效电阻R 上的电压U R ＝I 2R 增大，灯泡L 1两端电压U L ＝U MN －U R 减小．原线圈中的电流I 1∝I 2，所以I 1增大．选项BCD 正确．
点评 做变压器的动态分析时，在众多的物理量中，应明确哪些量是常量，哪些量是变量，各变量中，又要明确哪些量是自变量，哪些量是因变量．由此可见，理解三个量的因果关系是至关重要的．本题中在分析原线圈的电流时还可由功率着手（事实上在讨论变压器的电流关系时均应提倡由能量关系入手），由U 1I 1＝U 2I 2知，U 1、U 2不变，所以当I 2增大时，I 1增大．。