高考物理《電學》專題復習系列課件第1頁17《變壓器

遠距離輸電》第2頁變壓器遠距離輸電目標要求一、了解變壓器工作原理二、掌握相關理想變壓器問題幾個公式四、掌握相關遠距離輸電問題三、了解幾個常見變壓器第3頁一、變壓器：

改變電壓或電流裝置第4頁了解變壓器工作原理副線圈原線圈鐵芯(初級線圈)(次級線圈)電源用電器(負載)1、結構：2、原理：把交變電壓加在原線圈上，原線圈中交變電流在鐵芯中產生交變磁通量，這個交變磁通量不但穿過原線圈，也穿過副線圈，所以也在副線圈中激發感應電動勢。假如副線圈兩端連著負載，副線圈中就會產生感應電流。⑴電能→磁場能→電能⑵互感現象是變壓器工作基礎3、說明：電路符號第5頁二、理想變壓器：磁通量全部集中在鐵芯內，變壓器沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率。第6頁掌握相關理想變壓器問題幾個公式n1n2U1~U2~副線圈原線圈１、P入＝P出２、３、（僅一個副線圈）理想變壓器工作中邏輯關系（1）U2隨U1改變而改變。（3）I1隨I2改變而改變。（2）P入=P出P入隨P出改變而改變。（4）對有多個副線圈情況:A、B、n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+…U1~n1U2~n2n3U3~第7頁了解幾個常見變壓器1、自耦變壓器調壓變壓器就是一個自耦變壓器2、互感器a、電壓互感器b、電流互感器把高電壓、強電流變成低電壓、弱電流來測量第8頁三、遠距離輸電第9頁第10頁（1）為何要進行遠距離輸電？電站利用能源合理性和各地用戶需要可靠、保質、經濟

Q=I2R線tP損=I2R線U損=IR線（2）輸送電能基本要求是什么？

（3）為何輸電過程中有電能損失？會產生怎樣影響？（4）怎樣減小輸電過程中電能損失？第11頁減小功率損失方法：

1．減小輸電線電阻依據:P損=I2R(R=ρL/s)⑴選取電阻率較小銅線或鋁線⑵增大導線橫截面積第12頁2．減小輸電導線中電流。依據電功率公式I=P/U，在確保輸送功率P不變條件下，能夠提升輸電電壓。小結：減小電能輸送中電能損失最有效方法是提升輸電電壓減小功率損失方法：

第13頁掌握相關遠距離輸電問題發電廠用戶U出U戶U線RU2U1I出I戶I線第14頁第15頁例1.一臺變壓器原線圈輸入380V電壓后，副線圈輸出電壓為19V，若副線圈增加150匝，輸出電壓增加到38V，則變壓器原線圈匝數為

匝。U1／n1=U2／n2=U3／n3=k=ΔU／Δn∴n1=U1

Δn／ΔU=380×150/(38-19)=3000匝又解:380／n1=38／(n2+150)∴n2=150匝n1=3000匝380／

n1=19／n2解:U1／n1=U2／n23000第16頁

例2.如圖所表示，有一理想變壓器，原線圈匝數為n1，兩個副線圈匝數分別為n2和n3，原副線圈電壓分別為U1、U2、U3，電流分別為I1、I2、I3，兩個副線圈負載電阻阻值未知，以下結論中，正確是：()(A)U1：U2＝n1：n2，U2：U3=n2：n3；(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；(C)I1U1=I2U2＋I3U3；(D)n1I1=n2I2＋n3I3。

ACD第17頁

P230/練習2.如圖所表示理想變壓器,輸入電壓U1=220伏，各線圈匝數之比n1:n2:n3=10:5:1。R2=110歐,測得經過R3電流I3=2A。求：流經電阻R2及初級線圈中電流強度I2和I1各為多少？解:U1:U2:U3=n1:n2:n3=10:5:1∴U2=110VU3=22V理想變壓器輸入電功率等于輸出電功率，I1U1=I2U2+I3U3

I1U1=1×110+2×22=154V∴I1=0.7AI2=U2/R2=1A第18頁97高考變形.圖（甲）、（乙）兩電路中，當a、b兩端與e、f兩端分別加上220V交流電壓時，測得c、d間與g、h間電壓均為110V。若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V交流電壓，則a、b間與e、f間電壓分別為

V和

V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V恒定電壓，則a、b間與e、f間電壓分別為

V,

和

V.d1102201100第19頁例、如圖是一個理想變壓器電路圖，若A、B兩點接交流電壓U時，五個相同燈泡均正常發光，則原、副線圈匝數比為：A.51B.15C.41D.14n1n2UAB解：設燈泡正常發光電流為I，則原、副線圈電流分別為I和4I，如圖示。I4I所以原、副線圈匝數比為4

1第20頁1996年上海高考題：P228/例1在繞制變壓器時，某人誤將兩個線圈繞在如圖所表示變壓器鐵芯左右兩個臂上．當通以交變電流時，每個線圈產生磁通量都只有二分之一經過另一個線圈，另二分之一經過中間臂．已知線圈1、2匝數之比n1∶n2=2∶1．在不接負載情況下【】A．當線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為110VB．當線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為55VC．當線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為220VD．當線圈2輸入電壓110V時，線圈1輸出電壓為110V解見下一屏12第21頁【分析】因為理想變壓器原、副線圈電壓之比（U1/U2）等于線圈中產生感應電動勢之比（E1/E2），每個線圈產生磁通量只有二分之一經過另一線圈,所以當從線圈1輸入電壓U1=220V時，由【答】B、D．當從線圈2輸入電壓U2=110V時，同理由第22頁bacd5V3VP229/例2.如圖所表示理想變壓器有兩個副線圈，副線圈繞向和輸出端見圖，輸出電壓分別是5V和3V，要取得8V電壓，兩個副線圈連接方法是：()(A)

b、c連接,a、d兩端輸出(B)

a、d連接,b、c兩端輸出(C)

a、c連接,b、d兩端輸出(C)b、d連接,a、c兩端輸出AB第23頁例3.如圖所表示,一理想變壓器原、副線圈分別由雙線圈ab和cd(匝數都為n1)、ef和gh(匝數都為n2)組成.用I1和U1表示輸入電流和電壓,I2和U2表示輸出電流和電壓.在以下4種連接法中,符合關系U1/U2=n1/n2,I1/

I2=n2/n1有().(A)

b與c相連,以a、d為輸入端;f與g相連,以e、h為輸出端(B)

b與c相連,以a、d為輸入端;e與g相連,f與h相連作為輸出端(C)

a與c相連、b與d相連作為輸入端;f與g相連,以e、h為輸出端(D)

a與c相連、b與d相連作為輸入端;e與g相連,f與h相連作為輸出端AD第24頁

例4.在遠距離輸電中，當輸送電功率相同時，則關于輸電導線上損失功率以下說法正確是（）(A)減小輸電導線電阻能夠減小損失功率，但此種方法很有限(B)提升輸送電壓從而減小輸送電流，可大大減小損失功率(C)損失功率與輸送電壓二次方成反比(D)損失功率與輸電線上電壓降成反比ABC第25頁

例5.變壓器接入某輸電電路中，現以相同輸入電壓U，不一樣輸出電壓輸送相同電功率P，輸電線電阻為R．當副線圈與原線圈匝數比為K時，輸電線線路上損耗功率為

；當匝數比為nK時，線路上損耗功率為原來______倍.(P/KU)2R1/n2解:變壓器輸出電壓為KU,線路電流為P/KU,功率損失為ΔP=I2R=(P/KU)2R

.匝數比為nK時,變壓器輸出電壓增大為n倍,線路電流減小為1/n,功率損失減小為原來1/n2.第26頁

P229/例3、某發電機輸出功率P=100千瓦，發電機端電壓U=1000伏，向遠距離輸電輸電線總電阻R=8歐。現要求輸電損耗為5%，用戶得到電壓恰好為220伏，則：①畫出輸電線路示意圖；②求出所用變壓器原副線圈匝數比。解：線路上損耗功率為P′=5000W，∵P′=I2

2R,∴電流為I2=25A，線路上電壓為U′=I2R=200V，U2=P/I2=100000/25=4000V,∴n1／n2=U1／U2=1／4U3=U2-U′=3800VU4=220Vn3／n4=U3／U4=190／11U4=220VU1=1000V8ΩU2U3第27頁例6.有一條河流，河水流量為4m3/s，落差為5m，現利用它來發電，使用發電機總效率為50％，發電機輸出電壓為350V，輸電線電阻為4Ω，允許輸電線上損耗功率為發電機輸出功率5％，而用戶所需要電壓為220V，求所用升壓、降壓變壓器上原、副線圈匝數比．g=9.8m/s2線路上損耗功率為P′=4900W，∵P′=I2

2R,∴電流為I2=35A，線路上電壓為U