第變壓器電能的輸送

優(yōu)選第變壓器電能的輸送當前第1頁\共有25頁\編于星期六\17點(2)由得U2=U1=220×V=44V(電壓表讀數(shù))I2= A=0.44A(電流表讀數(shù))P入=P出=I2U2=0.44×44W=19.36W效率η=100%答案

(1)00(2)44V0.44A19.36W100%當前第2頁\共有25頁\編于星期六\17點如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比為2∶1的理想變壓器正常工作時()A.原、副線圈磁通量之比為2∶1B.原、副線圈電流之比為1∶2C.輸入功率和輸出功率之比為1∶1D.原、副線圈磁通量變化率之比為1∶1BCD當前第3頁\共有25頁\編于星期六\17點2．(2009年高考四川理綜)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C為電容器．已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則(

)A．交流電的頻率為0.02HzB．原線圈輸入電壓的最大值為200VC．電阻R2的電功率約為6.67WD．通過R3的電流始終為零【答案】

C當前第4頁\共有25頁\編于星期六\17點3．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流．所用的器材叫電流互感器，如下圖所示中，能正確反映其工作原理的是 (

)[答案]

A當前第5頁\共有25頁\編于星期六\17點如圖所示，交流發(fā)電機電動勢的有效值ε＝20V，內阻不計，它通過一個R＝6Ω的指示燈連接變壓器．變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡，每只燈泡都是“6V0.25W”，燈泡都正常發(fā)光，導線電阻不計．(1)降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)比；(2)發(fā)電機的輸出功率．當前第6頁\共有25頁\編于星期六\17點解析：(1)彩色小燈額定電流IL＝P/U＝1/24A，次級線圈總電流I2＝24IL＝1A變壓器輸入功率等于I1U1＝I2U2＝6W，變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得ε＝U1＋I1R＝＋6I1，代入ε值解得I1＝1/3A(I1＝3A應舍去，據(jù)題意知變壓器是降壓變壓器，則I1＜I2)，所以n1/n2＝I2/I1＝3/1(2)發(fā)電機輸出功率P＝I1ε≈6.67W[答案]

(1)3∶1

(2)6.67W當前第7頁\共有25頁\編于星期六\17點題型2理想變壓器的動態(tài)分析【例2】如圖5所示電路中的 變壓器為理想變壓器,S為 單刀雙擲開關,P是滑動變 阻器R的滑動觸頭,U1為加 在原線圈兩端的交變電壓,I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流,下列說法正確的是 ( ) A.保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則R上消耗 的功率減小 B.保持P的位置及U1不變,S由a切換到b,則I2減小 C.保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則I1增大 D.保持U1不變,S接在b端,將P向上滑動,則I1減小圖5答案

BC當前第8頁\共有25頁\編于星期六\17點變式練習2

如圖6所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻,開關S是閉合的.V1和V2為理想電壓表,讀數(shù)分別為U1和U2;A1、A2和A3為理想電流表,讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S,U1數(shù)值不變,下列推斷中正確的是 ( )A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大C.I1變小、I2變小 D.I1變大、I2變大答案

BC當前第9頁\共有25頁\編于星期六\17點某農(nóng)村水力發(fā)電站的發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后用輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器，經(jīng)降低電壓后再輸送至各用戶.設變壓器都是理想的，那么在用電高峰期，隨用電器總功率的增加將導致()A.升壓變壓器初級線圈中的電流變小B.升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小C.高壓輸電線路的電壓損失變大D.降壓變壓器次級線圈兩端的電壓變大C當前第10頁\共有25頁\編于星期六\17點題型3遠距離輸電【例3】

某電廠要將電能輸送到較遠的用戶,輸送的總功率為9.8×104W,電廠輸出電壓僅為350V,為減少輸送功率損失,先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出.已知輸電線路的總電阻為4Ω,允許損失的功率為輸送功率的5%,所需電壓為220V,求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?

思路點撥畫出遠距離輸電的示意圖,標出相關的物理量,找尋需要的計算公式.當前第11頁\共有25頁\編于星期六\17點解析

根據(jù)題意,畫出輸電線路圖如下圖所示.由電路中損失功率P損=P總×5%=I22R得輸電線路中電流為I2= =35A.升壓變壓器輸出電壓U2= =2.8×103V根據(jù)理想變壓器電壓比公式得,升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為降壓變壓器輸入功率為當前第12頁\共有25頁\編于星期六\17點P3=P總-P損=P總-5%P總=95%P總=9.31×104W所以降壓變壓器的初級電壓為U3= =2660V所以降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為答案

1∶812∶1當前第13頁\共有25頁\編于星期六\17點變式練習2有條河,流量Q=2m3/s,落差h=5m,現(xiàn)利用其發(fā)電,若發(fā)電機總效率為50%,輸出電壓為240V,輸電線總電阻R=30Ω,允許損失功率為輸出功率的6%,為滿足用電的需求,則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少?能使多少盞“220V,100W”的電燈正常發(fā)光?(g取10m/s2)解析

設ρ為水的密度電源端:P輸出=50%=Qρgh×0.5=2×1×103×10×5×0.5W=5×104W (4分)當前第14頁\共有25頁\編于星期六\17點輸出電壓U0=240V,輸送電路如下圖所示為滿足輸電要求,據(jù)ΔP損=I送2R,有I送= A=10A (4分)則送電電壓為U送= V=5×103V (2分)所以升壓變壓器的匝數(shù)比為當前第15頁\共有25頁\編于星期六\17點n1∶n2=U0∶U送=240∶(5×103)=6∶125 (2分)輸電線電壓損失ΔU損=I送R=10×30V=300V (3分)用戶端:U1=U送-ΔU損=5×103V-300V=4700V(3分)據(jù)題意可知,U2=220V,所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1′∶n2′=U1∶U2=4700∶220=235∶11

(2分)因為理想變壓器沒有能量損失,可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)為N= 盞=470盞 (2分)答案

6∶125235∶11470盞當前第16頁\共有25頁\編于星期六\17點1.某理想變壓器的原線圈接一交流電,副線圈接如圖所示電路,電鍵S原來閉合,且R1=R2.現(xiàn)將S斷開,那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1及該變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況分別是 ( ) A.U增大 B.I增大

C.P1減小 D.P增大素能提升

答案

A當前第17頁\共有25頁\編于星期六\17點2.某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶9,原線圈 所接電源電壓按圖9所示規(guī)律變化,副線圈接有一燈 泡,此時燈泡消耗的功率為40W,則下列判斷正確的 是 ( ) A.副線圈兩端輸出的電壓為36V B.原線圈中電流表的示數(shù)約為0.18A C.變壓器的輸入、輸出功率之比為55∶9 D.原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=220sin100πtV圖9答案

B當前第18頁\共有25頁\編于星期六\17點

解析

根據(jù)變壓器的原、副線圈的電壓之比等于 匝數(shù)之比,故副線圈兩端輸出的電壓為U2=U1= 36V,A錯;根據(jù)理想變壓器知P1=P2,故有I1=≈0.18A,B正確,C錯;原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=220sin100πtV,D錯.

答案

B當前第19頁\共有25頁\編于星期六\17點6.發(fā)電機的端電壓220V,輸出電功率44kW,輸電導線的電阻為0.2Ω,如果用初、次級匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線后,再用初、次級匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶. (1)畫出全過程的線路示意圖. (2)求用戶得到的電壓和功率. (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶,求用戶得到的電壓和功率.當前第20頁\共有25頁\編于星期六\17點解析

(1)示意圖如下圖所示(2)升壓變壓器次級的輸出電壓U2=

U1=

×220V=2200V據(jù)升壓變壓器輸出電功率等于輸入電功率知,升壓變壓器次級輸出電流當前第21頁\共有25頁\編于星期六\17點I2= A=20A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為UR=I2R=20×0.2V=4VPR=I22R=202×0.2W=80W加到降壓變壓器初級上的輸入電流和電壓為當前第22頁\共有25頁\編于星期六\17點I3=I2=20AU3=U2-UR=2200V-4V=2196V降壓變壓器次級的輸出電壓和電流為U4=·U3=×2196V=219.6VI4=·I3=10×20A=200A用戶得到的功率為P4=I4U4=200×219.6W=4.392×104W當前第23頁\共有25頁\編于星期六\17點(3)若不采用高壓輸電,用220V低壓直接供電時,電路如下圖所示,則輸電電流I=