變壓器電能的輸送.doc

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1、中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家龍文教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義教師：學(xué)生：時(shí)間:2011年1月日段課題變壓器電能的輸送教學(xué)目標(biāo)1．了解變壓器的基本構(gòu)造，知道變壓器為什么能夠改變交流電壓。和實(shí)際變壓器的區(qū)別。2，變壓器原、副線圈的電壓與兩個(gè)線圈匝數(shù)的關(guān)系。3．常見(jiàn)的變壓器類型及其應(yīng)用。4．體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析論證能力。重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：變壓器難點(diǎn)：電能的輸送考點(diǎn)及考試要求1.變壓器原、副線圈的電壓與兩個(gè)線圈匝數(shù)的關(guān)系2。變壓器的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容一、理想變壓器1、構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器．2、作用：在輸送電能的過(guò)程中改變電壓．

2、3、原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．（互感）．4、理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律．在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，，忽略原、副線圈內(nèi)阻，有U1＝E1，U2＝E2，另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過(guò)原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有，而，于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為，由此

3、可見(jiàn)：理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別．）二、變壓器的物理量變化的規(guī)律1、電壓規(guī)律理解：（1）U1由電源決定，U2隨U1和n的變化而變化，副線圈相當(dāng)于一個(gè)新電源（2）U/n表示單匝線圈的電壓。（類比于砌墻）2、功率規(guī)律10龍文教育·教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家理解：（1）理想變壓器只傳遞能量，不消耗能量（2）p1隨p2的變化而變化，但p1不能無(wú)限地變大，要受到發(fā)電機(jī)最大輸出功率地限制（類比：銀行出納）3、電流規(guī)律理

4、解：R增大，I2減小，p2減小，p1減小，I1減小n2增加，U2增加，I2增加，p2增加，p1增加，I1增加結(jié)論：I1隨I2地變化而變化4、多組副線圈（1）無(wú)論原副線圈，磁通量變化率相同，所以有（類比：砌墻）U1I1U3I3U2I2（2）令n2Ln3R220Vn1【例1】理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A，求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3?！纠?】在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用

5、的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是AAAA零線火線火線零線零線火線零線火線A.B.C.D.【例3】如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)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U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大10龍文教育·教務(wù)管理部中小學(xué)1對(duì)1課外輔導(dǎo)專家【例4】一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1

6、=1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2=60匝，n3=600匝，若通過(guò)兩個(gè)副線圈中的電流強(qiáng)度分別是I2=1A，I3=4A，求原線圈中的電流強(qiáng)度.三、遠(yuǎn)距離輸電用戶電源U,p△U，△pRU′，p′A、明確物理量電源的輸出電壓U，輸出功率p導(dǎo)線上損失電壓△U，損失功率△p用戶得到的電壓U′，得到的功率p′B．怎樣減少電能損失1、減小時(shí)間t2、減小電阻減小導(dǎo)線長(zhǎng)度L，減小電阻率（銅和鋁）增大截面積s3、減小電流，提高輸出電壓，⊿p與輸出電壓U平方反比C．其他方面的能量損失—輸電線上的電壓損失，除與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高、導(dǎo)

7、線截面積較大時(shí)，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。【例5】在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：⑴這時(shí)的輸電效率η和輸電線的總電阻r。⑵若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？【例6】發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓是250V，用戶需要的電壓是220V，輸電線電阻為10Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）在輸電線路中設(shè)置的升

8、、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.（2）畫出此輸電線路的示意圖.（3）用戶得到的電功率是多少？10