變壓器與遠距離輸電ppt

關(guān)于變壓器與遠距離輸電ppt第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解變壓器的構(gòu)造及工作原理，掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間關(guān)系，掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題。2、知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失，知道如何減少功率和電壓損失．3、理解為什么遠距離輸電要用高壓.第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三自主學(xué)習(xí)一、變壓器1．定義：用來改變交流電壓的設(shè)備，稱為變壓器．變壓器不僅能改變交變電流的電壓，也能改變交變電流的電流，但是不能改變恒定電流的電流、電壓。第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三2．構(gòu)造：變壓器由一個閉合鐵芯（是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成的）和兩個線圈（用絕緣導(dǎo)線繞制）組成的．原線圈（初級線圈）：和

相連接的線圈（匝數(shù)為n1）．副線圈（次級線圈）：和

相連接的線圈（匝數(shù)為n2）．有些情況副線圈不只一個．交變電源負載第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三二、理想變壓器1．理想變壓器是一種理想模型．理想變壓器有三個特點：（1）無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈兩繞組每匝的磁通量Φ都一樣．每匝線圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢相等．（2）線圈繞組的電阻不計，無能量損失現(xiàn)象．（3）鐵芯中的電流不計，鐵芯不發(fā)熱，無能量損失現(xiàn)象．2．理想變壓器的變壓工作原理:互感現(xiàn)象3．能量轉(zhuǎn)換：電能——磁場能——電能．第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三4．理想變壓器的基本關(guān)系：（1）輸出功率與輸入功率關(guān)系：

（2）原副線圈兩端的電壓、電流跟匝數(shù)關(guān)系：原、副線圈兩端的電壓跟匝數(shù)成

關(guān)系，若副線圈只有一個，原、副線圈中的電流跟匝數(shù)成

關(guān)系；若副線圈有兩個時，原、副線圈中的電流跟匝數(shù)不再成反比關(guān)系。寫出兩圖中電壓、電流跟匝數(shù)關(guān)系式：P入=P出正比反比第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三（3）原副線圈的交變電流的周期關(guān)系

、頻率關(guān)系

，但原、副線圈的電流不同步。5．理想變壓器的三個決定關(guān)系（1）理想變壓器的輸

功率決定輸

功率（變壓器的效率等于

）（2）理想變壓器原線圈兩端電壓和————

比決定副線圈兩端電壓．（3）理想變壓器

線圈中的電流決定

線圈中的電流．T1=T2f1=f2出入100%原副線圈匝數(shù)副原第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三三、互感器1.用途：把高電壓變成低電壓，或把大電流變成小電流．2.畫出電壓互感器和電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖：

電壓互感器電流互感器第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三四、降低輸電損耗的途徑：1.減小輸電線電阻R：依據(jù)公式

_______，可采取措施：__________。2.減小輸電電流I：依據(jù)公式_________，可采取措施:___________

選擇電阻率小的材料，適當(dāng)增加橫截面積高壓輸電第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三五、電能的輸送過程：1、輸送結(jié)構(gòu)：發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→降壓變壓器→用電單位2、高壓輸電線路示意圖：第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三3、各物理量間關(guān)系：（1）功率關(guān)系式:（2）電壓關(guān)系式：（3）電流關(guān)系式：

（4）輸電導(dǎo)線損失的電功率△P的表達式：I2=I3第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三典例探究題型一、變壓器的工作原理例1、一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比n1：n2=1：2，電源電壓u=220sinωtV，原線圈電路中接入一熔斷電流I0=1A的保險絲，副線圈中接入一可變電阻R，如圖所示，為了使保險絲不致熔斷，調(diào)節(jié)R時，其阻值最低不能小于（）A.440ΩB.440Ω

C.880ΩD.880ΩC第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三針對練習(xí)1：如圖所示，一個理想變壓器，初、次級線圈匝數(shù)比為10：1，把初級線圈接入U1=220sin100πtV的交流電源，那么（）A.用交流電壓表測量次級輸出電壓為220VB.次級交流電的頻率為100HzC.次級接入R=22Ω的電阻，則初級線圈的電流為1AD.次級接入R=22Ω的電阻，則變壓器的輸入功率為22WD第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三例2、如圖所示為一理想變壓器電路圖，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1為原線圈中的電流，則正確的是（）A、若保持U1及P的位置不變，S由a合到b時，I1將增大B、若保持U1及P的位置不變，S由b合到a時，R消耗的功率將增大；C、若保持U1不變，S接在a處，使P向上滑時，I1將增大；D、若保持P的位置不變，S接在a處，使U1增大時，I1將增大。AD第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三針對練習(xí)2：如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同燈泡L1、L2，輸電線上的等效電阻為R，開始時，開關(guān)S斷開。當(dāng)S接通時，以下說法中正確的是（）A、副線圈兩端M、N的輸出電壓減少。B、副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大。C、通過燈泡L1的電流減小。D、兩線圈中的電流增大BCD第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三題型二：遠距離輸電例3、發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠到學(xué)校的輸電導(dǎo)線總電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電線上損耗的功率可表示為（）

A、/B、/C、D、BCD第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三針對練習(xí)3：在電能輸送過程中，若輸送的電功率一定，輸電線電阻一定時，則在輸電線上損耗的電功率（）A、和輸送電線上的電壓降的平方成反比；B、和輸送電流的平方成反比；C、和輸送電線上的電壓降的平方成正比；D、和輸送電流平方成正比。CD第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三例4、一臺發(fā)電機輸出的電功率為100kW，輸出電壓為250V，欲向遠處輸電，若輸電線總電阻為8Ω，要求輸電時輸電線上損失的電功率為輸送電功率的5%，要向用戶輸送220V電壓，求：（1）試畫出這次輸電線路的示意圖；（2）輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比分別是多少？（3）用戶得到的電功率是多少？第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三解：（1）

(2)由5%P=I22r，得I2=25A

由P=U2I2

得U2=4×103V

則n1/n2=U1/U2=1/16U3=U2-I2r=3800V

則n3/n4=U3/U4=190/11(3)P用=95%P=95KW第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三針對練習(xí)4：有一臺發(fā)電機,供給一個學(xué)校照明用電,如圖所示.升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻R=4Ω,全校共22個班,每班有“220V,40W”燈6盞,若要保證全部電燈正常發(fā)光,則:（1）發(fā)電機輸出功率多大?（2）發(fā)電機輸出電壓多大?（3）輸電效率是多少?（4）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光,發(fā)電機輸出功率是否減半？（1）5424W（2）226V（3）97%（4）否第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三（4）由P用減半推出I3減半，I2減半，ΔP變?yōu)棣/4，由P出=ΔP+P用知，P出不減半或：由P用減半知，I3、I2、I1都減半，而U1變化了，故P出=U1I1并不減半第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三1．在正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數(shù)值上不一定相等的物理量為（）A．交流電的頻率B．端電壓的最大值C．電流的有效值D．電功率2．一個理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2．已知n1>n2，則（）A．U1>U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1<I2C．I1<I2，U1>U2D．P1>P2，I1>I2ABC課下練習(xí)BC第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三3.當(dāng)遠距離高壓輸送一定電功率時，輸電線上損耗的功率與電路中的（）A．輸電電壓的平方成正比B．輸電電壓的平方成反比C．輸電線中電流的平方成正比D．導(dǎo)線中電流的平方成反比4.關(guān)于減小遠距離輸電線上的功率損耗，下列說法正確的是（）A．由功率P=，應(yīng)降低輸電電壓，增大導(dǎo)線電阻B．由P=IU，應(yīng)低電壓小電流輸電C．由P=，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻或減小輸電電流D．上述說法均不對BCC第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三5.遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的n倍，則輸電導(dǎo)線上（）A、電能損失變?yōu)樵瓉淼?/p>

B、電壓損失變?yōu)樵瓉淼腃、電能損失減少D、電壓損失減少6.某用電器離供電電源L，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過U，已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ，那么，該輸電導(dǎo)線的橫截面積最小值為（）A、ρL/UB、2ρLI/UC、U/ρLID、2UI/ρLBAB第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期三7.發(fā)電廠