(完整版)变压器和远距离输电--专题复习
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第2讲变压器电能的输送
1.如图所示,理想变压器有两个副线圈,L1、L2是两盏规格为“8 V,10 W”的灯泡,L3、L4是两盏规格为“6 V,12 W”的灯泡,当变压器的输入电压为U1=220 V时,四盏灯泡恰好都能正常发光,如果原线圈的匝数n1=1100匝,求:
(1)副线圈的匝数n2、n3?
(2)电流表的读数?
2. (多选)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上,输出
端接理想电流表及阻值为R的负载,变压器原、副线圈匝数的比值为r∶R。如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是(AB)
A.交流电源的效率为50%
B.电流表的读数为
E m 22Rr
C.负载上消耗的热功率为E2m 4r
D.该交流电源电动势的瞬时值表达式为e=E m sin100πt V 考点2 理想变压器的动态分析
常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
1.匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U1不变,根据U1
U2=
n1
n2,输入电压U1决定输出电压
U2,可以得出不论负载电阻R如何变化,U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化。
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变,n1
n2发生变化,U2变化。
(2)R不变,U2变化,I2发生变化。
(3)根据P2=U22
R和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生
变化,U1不变时,I1发生变化。
3.分析动态问题的步骤
3.有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,C、D之间加上输入电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中为交流电流表,为交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C、D两端接正弦交流电源,变压器可视为理想变压器,则下列说法正确的是 (A)
A.当R3不变,滑动触头P顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小
B.当R3不变,滑动触头P逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小
C.当P不动,滑动变阻器滑动触头向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小
D.当P不动,滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表的读数变大,电压表的读数变大
4.[2017·湖南长沙模拟](多选)如图,一理想变压器
原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为定值电阻,开关S 是闭合的。V 1和V 2为理想电压表,读数分别为U 1和U 2;A 1、A 2和A 3为理想电流表,读数分别为I 1、I 2和I 3。现断开S ,U 1数值不变,下列推断中正确的是( BC )
A .U 2变小、I 3变小
B .U 2不变、I 3变大
C .I 1变小、I 2变小
D .I 2变大、I 3变大 考点3 远距离输电
(1)功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3。 (2)电压、电流关系:
U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4
I 3
U 2=ΔU +U 3,I 2=I 3=I 线。
(3)输电电流:I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3
R 线。
(4)输电线上损耗的电功率 P 损=I 线ΔU =I 2线R 线
=⎝ ⎛⎭
⎪⎫P 2U 22
R 线。 当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n 倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的1n
2。
5. 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW ,输出电压为500 V ,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求:
(1)村民和村办小企业需要220 V 电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)
(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?
6. [2014·浙江高考]如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U ,
用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则(A)
A.用户端的电压为I1U1 I2
B.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为I21r
D.输电线路上损失的电功率为I1U
考点4.几种变压器
7.在绕制变压器时,某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交变电流时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1。在不接负载的情况下(B)
A.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为110 V
B.当线圈1输入电压为220 V时,线圈2输出电压为55 V
C.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为220 V
D.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为440 V
8.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,
通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd,为了使电流
表能正常工作,则(B)
A.ab接MN、cd接PQ,I ab
B.ab接MN、cd接PQ,I ab>I cd
C.ab接PQ、cd接MN,I ab
D.ab接PQ、cd接MN,I ab>I cd
9.如图所示,自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源,
其电压有效值U1=100 V,R0=40 Ω,当滑动片处于线
圈中点位置时,C、D两端电压的有效值U2为__200_V,
通过电阻R0的电流有效值为__5__A。
10.如图所示为一理想变压器,原线圈的输入电压U1=3300 V,
副线圈的输出电压U2=220 V,绕过铁芯的导线所接的电压表的示数
U0=2 V,则
(1)原、副线圈的匝数各是多少?
(2)当S断开时,A2的示数I2=5 A,那么A1的示数是多少?
(3)当S闭合时,A2的示数将如何变化?A1的示数将如何变化?
答案(1)1650匝110匝(2)0.33 A(3)A1、A2的示数都增大
板块三限时规范特训