第十章 第2变压器电能的输送2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,题型,1,理想变压器基本公式的应用,【,例,1,】,一台理想变压器,其原,线圈,2 200,匝,副线圈,440,匝,并接一个,100,的负载电,如图,4,所示,.,(1),当原线圈接在,44 V,直流电源上时,电压表示数为多少,?,电流表示数为多少,?,(2),当原线圈接在,220 V,交流电源上时,电压表示数为多少,?,电流表示数为多少,?,此时输入功率为多大,?,变压器效率为多大,?,题型探究,图,4,思路点拨,(1),变压器的工作原理是什么,?,(2),电压、电流和功率三个参量,变压器可以改变哪些,?,解析,(1),原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零,.,(2),由 得,U,2,=,U,1,=220,V=44 V(,电压表读数,),I,2,=A=0.44 A(,电流表读数,),P,入,=,P,出,=,I,2,U,2,=0.44,44 W=19.36 W,效率,=100%,答案,(1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%,如图所示，原、副线圈匝数比为,21,的理想变压器正常工作时,(),A.,原、副线圈磁通量之比为,21,B.,原、副线圈电流之比为,12,C.,输入功率和输出功率之比为,11,D.,原、副线圈磁通量变化率之比为,11,BCD,2,(2009,年高考四川理综,),如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为,101,，,R,1,20,，,R,2,30,，,C,为电容器已知通过,R,1,的正弦交流电如图乙所示，则,(,),A,交流电的频率为,0.02 Hz,B,原线圈输入电压的最大值为,200 V,C,电阻,R,2,的电功率约为,6.67 W,D,通过,R,3,的电流始终为零,【,答案,】,C,3,在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是,(,),答案,A,如图所示，交流发电机电动势的有效值,20 V,，内阻不计，它通过一个,R,6,的指示灯连接变压器变压器输出端并联,24,只彩色小灯泡，每只灯泡都是,“,6 V 0.25 W,”,，灯泡都正常发光，导线电阻不计,(1),降压变压器初级、次级线圈匝数比；,(2),发电机的输出功率,解析：,(1),彩色小灯额定电流,I,L,P,/,U,1/24 A,，次级线圈总电流,I,2,24,I,L,1 A,变压器输入功率等于,I,1,U,1,I,2,U,2,6 W,，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得,U,1,I,1,R,6,I,1,，代入,值解得,I,1,1/3 A(,I,1,3 A,应舍去，据题意知变压器是降压变压器，则,I,1,I,2,),，所以,n,1,/,n,2,I,2,/,I,1,3/1,(2),发电机输出功率,P,I,1,6.67 W,答案,(1)3,1,(2)6.67 W,题型,2,理想变压器的动态分析,【,例,2,】,如图,5,所示电路中的,变压器为理想变压器,S,为,单刀双掷开关,P,是滑动变,阻器,R,的滑动触头,U,1,为加,在原线圈两端的交变电压,I,1,、,I,2,分别为原线圈和副线圈中的电流,下列说法正确的是,(),A.,保持,P,的位置及,U,1,不变,S,由,b,切换到,a,则,R,上消耗,的功率减小,B.,保持,P,的位置及,U,1,不变,S,由,a,切换到,b,则,I,2,减小,C.,保持,P,的位置及,U,1,不变,S,由,b,切换到,a,则,I,1,增大,D.,保持,U,1,不变,S,接在,b,端,将,P,向上滑动,则,I,1,减小,图,5,答案,BC,变式练习,2,如图,6,所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中,R,1,、,R,2,、,R,3,和,R,4,均为固定电阻,开关,S,是闭合的,.V,1,和,V,2,为理想电压表,读数分别为,U,1,和,U,2,;A,1,、,A,2,和,A,3,为理想电流表,读数分别为,I,1,、,I,2,和,I,3,.,现断开,S,U,1,数值不变,下列推断中正确的是,(),A.,U,2,变小、,I,3,变小,B.,U,2,不变、,I,3,变大,C.,I,1,变小、,I,2,变小,D.,I,1,变大、,I,2,变大,答案,BC,某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户,.,设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致,(),A.,升压变压器初级线圈中的电流变小,B.,升压变压器次级线圈两端的电压变小,C.,高压输电线路的电压损失变大,D.,降压变压器次级线圈两端的电压变大,C,题型,3,远距离输电,【,例,3,】,某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为,9.8,104 W,电厂输出电压仅为,350 V,为减少输送功率损失,先用一升压变压器将电压升高再输出,.,已知输电线路的总电阻为,4,允许损失的功率为输送功率的,5%,所需电压为,220 V,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少,?,思路点拨,画出远距离输电的示意图,标出相关的物理量,找寻需要的计算公式,.,解析,根据题意,画出输电线路图如下图所示,.,由电路中损失功率,P,损,=,P,总,5%=,I,2,2,R,得输电线路中电流为,I,2,=35 A.,升压变压器输出电压,U,2,=2.8,10,3,V,根据理想变压器电压比公式得,升压变压器的原、副线圈匝数比为,降压变压器输入功率为,P,3,=,P,总,-,P,损,=,P,总,-5%,P,总,=95%,P,总,=9.31,10,4,W,所以降压变压器的初级电压为,U,3,=2 660 V,所以降压变压器的原、副线圈匝数比为,答案,18 121,变式练习,2,有条河,流量,Q,=2 m,3,/s,落差,h,=5 m,现利用其发电,若发电机总效率为,50%,输出电压为,240 V,输电线总电阻,R,=30,允许损失功率为输出功率的,6%,为满足用电的需求,则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少,?,能使多少盏,“,220 V,100 W,”,的电灯正常发光,?(,g,取,10 m/s,2,),解析,设,为水的密度,电源端,:,P,输出,=50%=,Q,gh,0.5=2,1,10,3,10,5,0.5 W=5,10,4,W(4,分,),输出电压,U,0,=240 V,输送电路如下图所示,为满足输电要求,据,P,损,=,I,送,2,R,有,I,送,=A,=10 A(4,分,),则送电电压为,U,送,=V=5,10,3,V(2,分,),所以升压变压器的匝数比为,n,1,n,2,=,U,0,U,送,=240(5,10,3,)=6125(2,分,),输电线电压损失,U,损,=,I,送,R,=10,30 V=300 V(3,分,),用户端,:,U,1,=,U,送,-,U,损,=5,10,3,V-300 V=4 700 V(3,分,),据题意可知,U,2,=220 V,所以降压变压器的匝数比为,n,1,n,2,=,U,1,U,2,=4 700220=23511,(2,分,),因为理想变压器没有能量损失,可正常发光的电灯盏数为,N,=,盏,=470,盏,(2,分,),答案,6125 23511 470,盏,1.,某理想变压器的原线圈接一交流电,副线圈接如图所示电路,电键,S,原来闭合,且,R,1,=,R,2,.,现将,S,断开,那么交流电压表的示数,U,、交流电流表的示数,I,、电阻,R,1,上的功率,P,1,及该变压器原线圈的输入功率,P,的变化情况分别是,(),A.,U,增大,B.,I,增大,C.,P,1,减小,D.,P,增大,素能提升,答案,A,2.,某理想变压器原、副线圈的匝数比为,559,原线圈,所接电源电压按图,9,所示规律变化,副线圈接有一灯,泡,此时灯泡消耗的功率为,40 W,则下列判断正确的,是,(),A.,副线圈两端输出的电压为,36 V,B.,原线圈中电流表的示数约为,0.18 A,C.,变压器的输入、输出功率之比为,559,D.,原线圈两端电压的瞬时值表达式为,u,=220sin 100,t,V,图,9,答案,B,解析,根据变压器的原、副线圈的电压之比等于,匝数之比,故副线圈两端输出的电压为,U,2,=,U,1,=,36 V,A,错,;,根据理想变压器知,P,1,=,P,2,故有,I,1,=0.18 A,B,正确,C,错,;,原线圈两端电压的瞬时值表达式为,u,=220 sin 100,t,V,D,错,.,答案,B,6,.,发电机的端电压,220 V,输出电功率,44 kW,输电导线的电阻为,0.2,如果用初、次级匝数之比为,110,的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级匝数比为,101,的降压变压器降压供给用户,.,(1),画出全过程的线路示意图,.,(2),求用户得到的电压和功率,.,(3),若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率,.,解析,(1),示意图如下图所示,(2),升压变压器次级的输出电压,U,2,=,U,1,=,220 V=2 200 V,据升压变压器输出电功率等于输入电功率知,升压变压器次级输出电流,I,2,=A=20 A,输电线路上的电压损失和功率损失分别为,U,R,=,I,2,R,=20,0.2 V=4 V,P,R,=,I,2,2,R=20,2,0.2 W=80 W,加到降压变压器初级上的输入电流和电压为,I,3,=,I,2,=20 A,U,3,=,U,2,-,U,R,=2 200 V-4 V=2 196 V,降压变压器次级的输出电压和电流为,U,4,=,U,3,=,2 196 V=219.6 V,I,4,=,I,3,=10,20 A=200 A,用户得到的功率为,P,4,=,I,4,U,4,=200,219.6 W=4.392,10,4,W,(3),若不采用高压输电,用,220 V,低压直接供电时,电路如下图所示,则输电电流,I,=A=200 A,输电线路上的电压损失,U,R,=,IR,=200,0.2 V=40 V,所以用户得到的电压为,U,4,=,U,1,-,U,R,=220 V-40 V=180 V,用户得到的功率为,P,4,=,IU,4,=200,180 W,=3.6,10,4,W,答案,(1),见解析,(2)219.6 V 4.392,10,4,W (3)180 V 3.6,10,4,W,反思总结,返回,