變壓器 電能的輸送

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1、【同步教育信息】一.本周教學(xué)內(nèi)容：變壓器電能的輸送［知識要點(diǎn)和理解說明］（一）知識要點(diǎn)：1.變壓器：(1)原理：根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，用來變換交變電流的電壓。(2)理想變壓器的基本關(guān)系式：2.電能的輸送：為減小輸電線路上的電能損失，常采用高壓輸電。因?yàn)檩斔凸β室欢〞r(shí)，線路電流，輸電線上損失功率可知（二）理解說明：1.要理解理想變壓器的工作原理包含以下幾個方面：(1)變壓器是電磁感應(yīng)原理的應(yīng)用。因此，變壓器不能改變恒定電流和電壓，也不能改變電流的頻率。而線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢為(2)理想變壓器線圈無內(nèi)阻，因此不論原副線圈，線圈兩端的電壓U與線圈的感應(yīng)電動勢E相等，所以有（想一想：

2、物理意義是什么？）由理想變壓器的鐵芯中無漏磁，可得到各線圈兩端電壓U與匝數(shù)n的關(guān)系。例如常見的口字形變壓器（圖18—2—1甲示），無論有幾個副線圈，均成立，且線圈上每匝的電壓相同。而對于日字形變壓器（圖18—2—1乙示）。(3)理想變壓器無能耗。因此，當(dāng)副線圈有多個時(shí)，……；當(dāng)分析含有變壓器的電路時(shí)，要注意變壓器是無能耗元件。2.在用變壓器輸電時(shí)，如輸入電壓和變壓匝數(shù)比一定，則原線圈中的電流與輸入功率由負(fù)載決定?！纠}分析】例1.如圖18—2—2示，一理想變壓變壓器的原副線圈分別由雙線圈ab和cd（匝數(shù)都為）、ef和gh（匝數(shù)都是）組成，用和9版權(quán)所有不得復(fù)制表示輸入電流

3、和電壓。在下列四種接法中，符合關(guān)系的有：A.b與c相連，以a、d為輸入端；f和g相連，以e、h為輸出端B.b與c相連，以a、d為輸入端；e和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相連作為輸出端分析與解：(1)當(dāng)b與c相連，以a、d作為輸入端時(shí)，假設(shè)某時(shí)刻電流方向是從a流入的，順著電流可看出線圈ab與cd是串聯(lián)關(guān)系，此時(shí)原線圈的匝數(shù)為2n1匝，符合題意的副線圈就應(yīng)為2n2匝，即副線圈也應(yīng)是串聯(lián)關(guān)系。故（A）正確，（B）錯誤。(2)a與c相連，b與d相連作為輸入端時(shí)

4、，線圈ab與cd是并聯(lián)關(guān)系，此時(shí)的原線圈可看成用更粗的線繞制而成的線圈，匝數(shù)為n1，因此副線圈匝數(shù)應(yīng)為n2，故（C）錯誤（D）正確述評：(1)解本題時(shí)在審題上易出錯。因?yàn)椋ˋ）（B）中的“以a、d為輸入端”這句話很容易導(dǎo)致讀者在看（C）（D）時(shí)，誤將“b與d相連作為輸入端”理解成“b、d作為輸入端”(2)本題是變壓器線圈的連接問題，解此類問題是通過跟蹤假設(shè)的電流路徑，來看清線圈的連接關(guān)系。而這些連接關(guān)系中，除本題的串聯(lián)、并聯(lián)外，還有一種接法，即將a與c相連，以b、d作為輸入端，此時(shí)通過跟蹤電流，可發(fā)現(xiàn)線圈ab與cd中電流相反，使鐵芯中磁通量相互抵消。如果此時(shí)ab匝數(shù)為n1

5、，cd匝數(shù)為，則原線圈的匝數(shù)等效為。例2.如圖18—2—3所示，接于理想變壓器中的四個燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，求三個線圈的匝數(shù)比。分析和解：設(shè)三個線圈中的電流分別為I1、I2、I3。兩端電壓分別為，各燈電壓為。各燈相同有u2=2u3(1)9版權(quán)所有不得復(fù)制理想變壓器無能耗，有(2)其中(3)將(1)(3)代入(2)解得(4)由(1)、(4)解得，故述評：(1)有的同學(xué)錯誤地認(rèn)為，從而得出。其錯誤之處在于把變壓器原線圈兩端電壓與A燈兩端電壓混淆了。(2)學(xué)習(xí)變壓器知識時(shí)，不要死記公式，而要弄清公式的由來，本題中各線圈的電流與匝數(shù)關(guān)系由可得到。例3.圖18—2—4為一理

6、想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)。P為滑動變阻器的滑動觸頭，u1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則：A.保持及P位置不變，K由a合到b時(shí)，將增大B.保持及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R上消耗的功率減小C.保持不變，K合在a處，使P上滑，將減小D.保持P不變，K合在a處，如增大，將增大分析和解：(1)當(dāng)K由a合到b時(shí)，，根據(jù)故A正確(2)當(dāng)k由b合到a時(shí)，情況與(1)相反；可知，所以B正確。(3)P上滑，，所以C錯誤。(4)，所以D正確。述評：分析這類動態(tài)變化問題的關(guān)鍵是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各物理量的因果關(guān)系。對于理想變壓器，是由與匝數(shù)比決定；

7、是由及R決定；是由和匝數(shù)比決定。例4.某發(fā)電廠通過兩條輸電線向遠(yuǎn)處的用電設(shè)備供電。當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率為時(shí)，額定電壓為u的用電設(shè)備消耗的功率為。若發(fā)電廠用一臺升壓變壓器先把電壓升高，仍通過原來的輸電線供電，到達(dá)用電設(shè)備所在地，再通過一臺降壓變壓器，把電壓降到用電設(shè)備的額定電壓，供用電設(shè)備使用。這樣改動后，當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率仍為，用電設(shè)備可獲得的功率增加至，試求所用升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比以及降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比各為多少？9版權(quán)所有不得復(fù)制分析和解：供電線路如圖18—2—5所示，設(shè)輸電線電阻為，當(dāng)發(fā)電廠未經(jīng)變壓直接向用電設(shè)