高考物理变压器远距离输电(教师版)

三元整合导学模式高二理科物理学科导学稿

主编人：高二备课组定稿日期：2015年03月08日

学校审批领导：

编号02

班级姓名

【课题】 2.6变压器 2.7 远距离输电

【重点问题聚焦】

1、变压器的构造及工作原理是怎么样？

2、理想变压器的工作原理是什么？

3、理想变压器原、副线圈匝数与电压、电流的关系是怎么样？

4、如何计算高压输电时电压损失及功率损失？

【学习过程】

2.6变压器

1、工厂里的电动机工作电压为380 V，一般照明电压为220 V,机床照明电压为36 V

2、改变交变电流的设备是变压器

一、认识变压器

1、变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成；

闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，线圈用绝缘导线绕成

2、变压器原理图：

原线圈：与电源连接的线圈，叫做原线圈，也称为初级线圈

副线圈：与负载连接的线圈，叫做副线圈，也称为次级线圈

3、变压器的符号：

4、在原线圈上加交流电压，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通

量，这个交变的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生感应电动势。如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流

【注意】：恒定电压在原副线圈不能产生电磁感应，从而无法产生新的感应电动势，即是说变压器不能改变恒定电压

二、探究变压器的电压与匝数的关系

1、互感现象：原线圈上加有交流电压时，原线圈就有交变电流，它在铁芯中产生交变

的 磁通量 ，这个交变的磁通量既通过 原线圈 ，也通过副线圈，在原、

副线圈中会发生相互感应的现象。

2、结合教材P56的实验探究，得到实验结论：变压器原、副线圈的电压U 1、U 2与原、副

线圈的匝数n 1、n 2之间存在一定的关系是 正比

3、理想变压器：忽略原、副线圈的 电阻 和各种电磁能量 损失 ，原、副线圈两端

的电压之比等于这两个线圈的 匝数 之比，用公式表示为 2

121n n U U = 4、升压变压器：变压器使电压 升高 ，当n1

降压变压器：变压器使电压 降低，当n1>n2时，U1 > U2

三、理想变压器原副线圈中的电流

1、变压器工作时，输入的功率主要由 副线圈 输出，小部分在变压器 内部 损耗

2、变压器内部的损耗分为两种：一是 铜损 ，二是 铁损

铜损：变压器的线圈有电阻，电流通过线圈会 发热 ，损耗的这部分能量叫做铜损

铁损：铁芯在交变磁场中反复 磁化 ，损耗的这部分能量使铁芯发热，这种损耗叫

做铁损

3、如果忽略铜损和铁损消耗的能量，则该变压器称为理想变压器，其中输入功率 等于

输出功率，得到：P1=P2

即： I 1U 1=I 2U 2

又因为：2121n n U U =

所以：121221n n U U I I ==

结论： 理想变压器工作时，原、副线圈的电流跟它们的匝数成 正比

【课堂练习】

1．（单选）对理想变压器可作出的判断是( D )

A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗

B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细

C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细

D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗

解析：由变压规律U 1U 2＝n 1n 2高压线圈匝数多，由变流规律I 1I 2＝n 2n 1

，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D 。

2、(双选)下图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是(BD)

A．线圈匝数n1n2，n3

C．甲图中的电表是电压表，输出端可以短路

D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以短路

解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1>n2，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3

2.7 远距离输电

【学习过程】

一、从发电站到用户的输电线路

根据课本P60的图2-7-1“远距离输电的基本过程示意图”填空

1、大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区通过变压器升高到几十万伏，然后进行远距离输电。当电能被输送到用电区域后，再根据不同的用电需求，用变压器将电压降低。这就是远距离输电的过程。

2、实验与探究P60

二、为什么要用高压输电？

1、用什么方法可以减少电能的损失？

根据导线的发热功率P=I2R可知，输电过程中，减少电能损失的方法有两种：

一是减小导线的电阻，二是减小输电导线的电流

由P=UI可知，在保证输送功率不变的前提下，只有提高输电的电压，才能减小输电电流。这就是为什么要用高压输电的原因。

2、例题P62

三、直流输电

1、由于导线也有电感，电容，当交流输电功率很大时，电感和电容引起的电能损失是很的，所以现在有些大功率输电线路已经开始采用高压直流输电

2、现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电和升、降电压仍然是交变电流。发电机发出的交变电流经变压器升压后，由换流设备将交变电流变为直流，高压的直流经远距离传输后，再由换流设备将直流换为交流。然后，配电所的变压器再将高压交变电流降压成适合用户的电压电流，送达用户

【课堂练习】

1、如图1是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( A)