變壓器及電能的輸送

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1、變壓器及電能的輸送目標(biāo)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)　　1．知道原線圈（初級(jí)線圈）、副線圈（次級(jí)線圈）的概念?！　?．知道理想變壓器的概念，記住電壓與匝數(shù)的關(guān)系?！　?．知道升壓變壓器、降壓變壓器概念。　　4．會(huì)用及I1U1=I2U2（理想變壓器無(wú)能量損失）解題?！　?．知道電能輸送的基本要求及電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)?！　?．分析論證：為什么在電能的輸送過(guò)程中要采用高壓輸電。　　7．會(huì)計(jì)算電能輸送的有關(guān)問(wèn)題。　　8．了解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系。學(xué)習(xí)重點(diǎn)　　1．理想變壓器改變電流和電壓的計(jì)算，即應(yīng)用及I1U1=I2U2進(jìn)行計(jì)算和分析

2、。　　2．理解高壓輸電的意義并能分析、解決有關(guān)高壓輸電的一些簡(jiǎn)單問(wèn)題。學(xué)習(xí)難點(diǎn)　　1．對(duì)變壓器的動(dòng)態(tài)工作原理的理解?！　?．遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程負(fù)載發(fā)生變化時(shí)引起各個(gè)物理量變化的動(dòng)態(tài)分析，尤其是能量傳遞和轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)分析。知識(shí)要點(diǎn)梳理知識(shí)點(diǎn)一：變壓器的構(gòu)造和工作原理　　要點(diǎn)詮釋：1．變壓器的構(gòu)造：（以單相變壓器為例）　?、匍]合鐵芯　　用導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊合而成，用來(lái)提供原線圈共同的封閉的磁路。原線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)認(rèn)為全部通過(guò)閉合鐵芯。彼此絕緣的硅鋼片是用來(lái)減少渦流造成電能的損失?！　、谠€圈（又叫初級(jí)線圈

3、）和副線圈（又叫次級(jí)線圈）　　原副線圈大都由絕緣銅導(dǎo)線繞制而成，套在閉合鐵芯上。有大電流的線圈銅導(dǎo)線的截面積要大一些?！　、燮渌糠帧　〈蠊β首儔浩饕旁谑⒂薪^緣油的鋼筒內(nèi)，并帶有散熱管，以便有效地將原副線圈以及鐵芯中產(chǎn)生的焦耳熱釋放出去，防止溫度過(guò)高燒壞變壓器，同時(shí)提高線圈間的絕緣性能。2．變壓器的構(gòu)造和工作原理　　簡(jiǎn)而言之：變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的互感原理制成并改變交流電壓和電流的?！　【唧w說(shuō)來(lái)：當(dāng)原線圈中通有交變電流時(shí)就會(huì)在閉合鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量，這個(gè)變化的磁通量完全穿過(guò)繞在同一鐵芯上的副

4、線圈，便在副線圈中產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果副線圈上接有負(fù)載構(gòu)成閉合回路，那么副線圈中便產(chǎn)生了感應(yīng)電流。感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量反過(guò)來(lái)影響原線圈在閉合鐵芯中的磁通量，如此相互作用實(shí)現(xiàn)電能從原線圈轉(zhuǎn)移到副線圈，同時(shí)獲得所需要的電壓和電流。　　說(shuō)明：變壓器只能改變變化的電流或電壓，不能改變恒定電流或電壓！知識(shí)點(diǎn)二：理想變壓器變壓、變流的規(guī)律　　要點(diǎn)詮釋：1．實(shí)際變壓器　　從副線圈輸出電能的功率P出=I2U2小于從原線圈輸入電能的功率P入=I1U1，即P出＜P入，變壓器在傳輸電能的過(guò)程中有電能損失?！　∧芰繐p耗的原因

5、：　?、僭本€圈中有電阻，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為熱?！　、阼F芯中不可避免的存在渦流，使輸入的電能轉(zhuǎn)化為熱?！　、墼本€圈及鐵芯都存在漏磁現(xiàn)象，有一部分磁場(chǎng)不通過(guò)鐵芯引起感應(yīng)電流。2．理想變壓器　　從副線圈輸出電能的功率P出=I2U2等于輸入電能的功率P入=I1U1；即P出=P入或?qū)懗蒛1I1=U2I2。對(duì)于副線圈不只一個(gè)的情形，I1U1=I2U2+I3U3+……　　說(shuō)明：　?、倮硐胱儔浩魇且粋€(gè)理想化模型，是實(shí)際變壓器的一種簡(jiǎn)化，因?yàn)榇笮妥儔浩麟娔軅鬏斝识己芨?，忽略了很小部分的能量損失，使問(wèn)題的

6、分析討論更加簡(jiǎn)單?！　、诶硐胱儔浩骱雎粤嗽谠本€圈、鐵芯中的電能損失，忽略了線圈和鐵芯的漏磁現(xiàn)象。理想變壓器的重要特點(diǎn)是：a．通過(guò)原線圈的磁通量和通過(guò)副線圈的磁通量相等，即。b．。3．理想變壓器變壓、變流規(guī)律推導(dǎo)與討論　　（1）電動(dòng)勢(shì)關(guān)系　　由于互感現(xiàn)象，沒(méi)有漏磁，原、副線圈中具有相同的磁通量的變化率。如圖根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，原線圈中，副線圈中，所以有?！　。?）電壓關(guān)系　?、儆捎诓挥?jì)原、副線圈的電阻，因此原線圈兩端的電壓U1=E1，副線圈兩端的電壓U2=E2，所以。無(wú)論副線圈一端是空載還是有負(fù)載，

7、都是適用的?！　、谳敵鲭妷篣2僅由輸入電壓U1和原、副線圈的匝數(shù)比共同決定，即，與負(fù)載個(gè)數(shù)、電阻大小無(wú)關(guān)?！　、廴糇儔浩饔袃蓚€(gè)副線圈，則有?！　∷杂?，或?！　、軗?jù)知，當(dāng)n2＞n1時(shí)，U2＞U1，這種變壓器稱為升壓變壓器；當(dāng)n2＜n1時(shí)，U2＜U1，這種變壓器稱為降壓變壓器?！　。?）功率關(guān)系　　由于理想變壓器，不考慮能量損失?！　。?）電流關(guān)系　　當(dāng)只有一個(gè)副線圈時(shí)，由功率關(guān)系I1U1=I2U2得：　　　　同理當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)由I1U1=I2U2+I3U3+……得：　　I1n1=I2n2+I3n3+…

8、…知識(shí)點(diǎn)三：變壓器分類與用途　　要點(diǎn)詮釋：1．按照變壓器使用目的來(lái)分，　　可分為　?。?）變壓：升壓變壓器和降壓變壓器　　（2）變流：使輸出電流變大或變小　?。?）變阻抗：使輸出阻抗變大或變小（此作用在高中階段討論較?。?．按用途　　可以分為：　　（1）可調(diào)變壓器：自耦變壓器便是其中的一種?！　。?）固定變壓器：只能輸出固定電壓?！　。?）互感器：測(cè)量高電壓、大電流的變壓器　　分類：電壓互感器（如圖甲）和電流互感器（如圖乙）。　?、匐妷夯ジ?/p>