变压器高中物理专题

变压器高中物理专题 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
第4课时 变压器、远距离输电
一、变压器：
1、结构：原副线圈绕在同一闭合铁心
上；
2、结构图：
3、原理：
1U → 1I → 1B → 2B → 2U ；
电能 → 磁能 → 电能；
4、作用：改变交流电压；
5、基本规律：（U 、I 为交流电的有效值）
（1）变压比：2121//n n U U =； （2）变流比：1221//n n I I =；
（3）功率：出入P P =；
（4）多个副线圈：2121//n n U U =；3131//n n U U =；
+++=321P P P P ； 332211U I U I U I +=； 332211I n I n I n +=；
6、注意：（1）2I 决定1I ； （2）2P 决定1P ； （3）1U 决定2U ；
（4）高压线圈：n 多，电流小，细线绕制；低压线圈：n 少，电流大，粗线绕制；
（5）不改变交流电的f 和T ；不能改变直流电；
7、常见变压器：自耦变压器、互感器；
二、远距离输电：
1、输送电能基本要求：可靠、保质、经济；
2、减小线路损耗的有效方法：
_____________________________________；
3、输电电路：
4、规律：
（1）功率：'=11P P ； '=22P P ； P P P ∆+='21；
（2）电压、电流关系：U U U ∆+='21； 21I I ='；
（3）导线损耗功率： r U r I P P P 2
2
121∆='=-'=∆；
三、例题分析：
【例1】如图所示，理想变压器原副线圈匝数
比为3:1，副线圈接三个相同灯泡，
均能正常发光，在原线圈接有一相同的灯
泡L，则：（）
A．灯L也能正常发光
B．灯L比另外三个灯都暗
C．灯L将会被烧坏 D．不能确定
【例2】图是街头变压器通过降压给用户供电的示意
图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大
的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线
的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电
阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不．正确的是() A．相当于在增加用电器的数目
B．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
C．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
D．变压器的输入功率增大
【例3】某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()
>n3
n4 <n3 n4
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
四、课堂练习：
1、在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示．它的原线圈匝数n1＝600匝，交流电源的电动势
e＝311sin(100πt) V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为 A的保险丝，副线圈匝数n2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则()
A．负载功率不能超过62 W
B．副线圈电流最大值不能超过1 A
C．副线圈电路中的电阻R不能小于44
Ω D ．副线圈电路中电压表的读数为62 V 2、一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原 线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈 所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头． 下列说法正确的是( )
A ．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B ．副线圈输出电压的有效值为31 V
C ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加
3、如图所示电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上
220V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为
110V ，若分别在c 、d 与g 、h 两端加上110V 的交流电
压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为
( )
A ．220V ，220V
B ．220V ，
110V
C ．110V ，110V
D ．220V ，0
4、如图所示，理想变压器初、次级线圈的匝数之比
n 1:n 2=2:1，且分别接有完全相同的纯电阻，电源的电压为
U ，则次级线圈的输出电压为 ( )
A.2U
B.3U
C.U 52
D.U 4
3 5、某发电厂发电机的输出功率P ＝100 kW ，发电机端电压U ＝250 V ，向远处送电的输电 线的总电阻R ＝8 Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电 压又 正好是220 V ，那么：
(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．
(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．
第4课时 变压器、远距离输电
参考答案
【例1】：A;
【例2】：C;
【例3】：AD;
课堂练习： 5、解析：(1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示．
(2)按题意，P 损＝5%P ＝×100×103 W ＝5×103 W.
设输电线路中的电流为I ，P 损＝I 2R ，
I ＝ P 损R ＝ 5×103
8
A ＝25 A. 输送电压U 2＝P I ＝100×103
25
V ＝4000 V ， 对升压变压器n 1n 2＝U 1U 2＝2504000＝116
， 输电线路上损失电压
U 损＝IR ＝25×8 V ＝200 V ，
降压变压器原线圈n 3两端电压
U 3＝U 2－U 损＝(4000－200) V ＝3800 V ，
用户在副线圈n 4两端得到电压U 4＝220 V ，
所以n 3n 4＝U 3U 4＝3800220＝19011
. 即升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16；
降压变压器原、副线圈匝数比为190∶11.。