變壓器和電能的輸送總結(jié)

1、變壓器和電能的輸送0、變壓器的原理1構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成.(1)原線圈：與交流電源相連的線圈.(2)副線圈：與負(fù)載相連的線圈.2. 原理：變壓器工作的基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.3. 作用：改變交流電流的電壓.三、常用的變壓器一一互感器1分類：電壓互感器(如圖甲)和電流互感器(如圖乙).2電壓互感器：如圖甲所示 ，原線圈并聯(lián)在高壓電路中,副線圈接電壓表.互感器將高壓變?yōu)榈蛪海ㄟ^(guò)電壓表測(cè)低電壓，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出高壓電路的電壓.3.電流互感器：如圖乙所示,原線圈串聯(lián)在待測(cè)高電流電路中,副線圈接電流表.互感器將大電流變成小電流，通過(guò)電流表測(cè)出小電流，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出大電流電路的電

2、流.四、理想變壓器中的幾個(gè)關(guān)系：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jp.如圖根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，原線圈中Elni，副線圈中6= n2匸，所以有-=-2電壓關(guān)系I L n百n：，無(wú)論副線圈一端是空載還是有負(fù)載，都是適用的.n><ni時(shí)，U2<Ui,這種變壓L2UJ，U n 據(jù)一=二知當(dāng)n2>ni時(shí)L2>Ui,這種變壓器稱為升壓變壓器，當(dāng)L2 n2器稱為降壓變壓器.3.電流關(guān)系：根據(jù)p= U1，由功率關(guān)系得：皿=Ul1，所以卜再由Uh2得，電流關(guān)系為：n=和nili=m.若有多個(gè)副線圈時(shí)，有 R= R+R+，即 Uli =

3、U2I2 + Ul3 +將 U :U2:U3:=ni: n2:n3：代入得nil 1 =rul2 + ml 3 +4. 功率關(guān)系：理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸入功率等于輸出功率.當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，原線圈輸入功率為零. 對(duì)有多個(gè)副線圈輸出時(shí)， 輸入功率等于副線圈上輸出功率 之和.5頻率關(guān)系：變壓器不能改變交變電流的頻率在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發(fā)出同頻率的交流電.特別提醒：（1）變壓器只能改變交流電壓，若初級(jí)線圈加直流電壓則次級(jí)線圈輸出電壓為零.（2）變壓器的電動(dòng)勢(shì)關(guān)系、電壓關(guān)系和電流關(guān)系是有效值間的關(guān)系，對(duì)最大值也適用，但對(duì)某時(shí)刻的瞬時(shí)值其關(guān)系并不成立.五、變壓器工作

4、時(shí)的制約關(guān)系1電壓制約：輸出電壓 U2由輸入電壓 U決定，即 U= rbU/ni.2電流制約：原線圈中的電流 11由副線圈中的輸出電流 |2決定，即Ii= el2/ni.3.負(fù)載制約：（1）變壓器副線圈中的功率 P2由用戶負(fù)載決定，F(xiàn)2 = P負(fù)i+ P負(fù)2+; 變壓器副線圈中的電流 12由用戶負(fù)載及電壓 U確定，12= R/U;（3）理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入”,即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率,Pl= P2；即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的.練習(xí)題:1.理想變壓器的原、副線圈中一定相同的物理量有（A.交流電的頻率B.磁通量的變化率功率D

5、交流電的峰值2.對(duì)理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是（）A.原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大B.原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大C.原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化D.當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零3.如圖所示的理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比n1 : n2= 1:2,U= 220/2s in 3 t V, 6= 1100匝，以下說(shuō)法中正確的是 （）A.穿過(guò)原、副線圈磁通量的變化率之比為1 : 2B.穿過(guò)原、副線圈磁通量的變化率的最大值相等，均為C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有效值相等，均為0.2 V:b'ni氐&:10.2 邁VD

6、.原、副線圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之比為1 : 24.如圖所示，理想變壓器原、畐y線圈匝數(shù)之比為20： 1，原線圈接正弦式交流電源，畐y線圈接入“ 220 V,60 W ”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光.A.電流表的示數(shù)為322aB.電源輸出功率為 1200 WC.電流表的示數(shù)為220 AD.原線圈兩端電壓為11 V5.（變壓器的動(dòng)態(tài)分析高考天津卷 ）為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡Li、L2,電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表 A、A2,導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示.當(dāng)開(kāi)關(guān) S閉合A.Ai示數(shù)變大,A與A示數(shù)的比值不

7、變B.Ai示數(shù)變大,A與A示數(shù)的比值變大C.V2示數(shù)變小,V與V2示數(shù)的比值變大D.V與V2示數(shù)的比值不變6.V2示數(shù)不變，有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R）和滑動(dòng)變阻器R,在原線圈上加一電壓為U的交流電，則（）A.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變小I£ UC.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變大D.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)變小7.如圖5-4- 16,電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電

8、壓均為U,變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比 n1 : n2和電源電壓 U分別為（）niA. 1 : 22U B . 1 : 24UC. 2 : 14UD . 2 : 12U&如圖5 4- 18甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10 : 1, R1= 20 Q, R2= 30 Q,C為電容器.已知通過(guò) R1的正弦式交流電如圖乙所示，則（A.交流電的頻率為 0.02 HzB.原線圈輸入電壓的最大值為200邊VC.電阻R的電功率約為6.67 WD.通過(guò)F3的電流始終為零ft弘=r 0電能的輸送、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑1由于輸電導(dǎo)線有電阻，在輸電過(guò)程中必有一部分

9、電能要轉(zhuǎn)化成熱能而損失掉，設(shè)輸電導(dǎo)線中電流為I，輸電導(dǎo)線的電阻為 R,則輸電導(dǎo)線上的功率損失為P= I2R2.減小輸電導(dǎo)線上的功率損失的兩種方法(1)減小輸電導(dǎo)線上的電阻：由電阻定律R= PQ可知，距離一定，選用電阻率 P小的金屬做S導(dǎo)線，增大導(dǎo)線橫截面積 S可減小電阻. 減小輸電導(dǎo)線的電流：由P= UI可知，當(dāng)傳輸功率 P一定時(shí)，升高電壓可以減小電流3.遠(yuǎn)距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過(guò)降壓變壓器降到所需的電壓.二、輸電線上的電壓損失和功率損失1電壓損失：輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓 U'的差值. U= U- U = IR.2(1)

10、 A P= I R (2) A P= I A U;2.功率損失：遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率 A U2A P=-R-I為輸電電流，R為輸電線的電阻， U為輸電線上損失的電壓.特別提醒:(1)輸電電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓U,損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓AU=IR.(2)輸送功率是指高壓輸電線始端輸出的電功率，損失功率是輸電線上消耗的功率.二、遠(yuǎn)距離輸電的幾個(gè)基本關(guān)系電路(如圖所示)Pl1.功率關(guān)系：R = R, p3= R, R= P 線+ P3Un1I 2U3 n3 I 42.電壓、電流的關(guān)系： U2= n2 h，Ur n= hU2=A U+

11、 U,12 = 13 = I 線.P2 P3 U2 - Ufe3.輸電電流： I線=77=77=廠U2 L3R線P2 24.輸電導(dǎo)線上損耗的電功率： P線=12線R線，P線=（訂）R線.練習(xí)題:1.在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時(shí)，那么A.輸電線路上損失的電壓與輸送的電流成正比B.輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D.輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比2.某變電站用11 kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的電阻為R現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220 kV送電，下面選項(xiàng)正確的是A.I =R所以輸電線上的電流增為原來(lái)的2

12、0倍B.U，所以輸電線上的電流減為原來(lái)的120C.P=U，所以輸電線上損失的功率增為原來(lái)的400倍D.若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的直徑減為原來(lái)的4003.某水電站，用總電阻為 2.5 Q的輸電線輸電給 500 km外的用戶,其輸出電功率是3X 106kW現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是（A.輸電線上輸送的電流大小為2 X 105 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9 X 108 kWD.輸電線上損失的功率為aP= U/r, U為輸電電壓,r為輸電線的電阻3.中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)椋ǎ〢.4B.P.4P1 : 10，降壓4如圖3甲為某水電站的電能輸送示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為變壓器的副線圈接有負(fù)載R,升壓、降壓變壓器之間的輸電線路的電阻不能忽略，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器左側(cè)輸入如圖乙所示的正弦式電壓，下列說(shuō)法正確的是( )升壓變壓器降壓變壓器甲311D.用戶得到的交變電流頻率為25 Hz311A.交變電流的頻率為