高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器第31講變壓器的原理電能的輸送課件.ppt

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,交變電流 傳感器,第十一章,,,,第31講 變壓器的原理 電能的輸送,,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,互感,P入＝P出,高電壓,低電壓,大電流,小電流,2．遠(yuǎn)距離輸電 (1)輸電過程(如圖所示) (2)輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q＝__________．,I2Rt,,IR,I2R,1．判斷正誤 (1)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率．( ) (2)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用．( ) (3)理想變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率，即輸入功率總等于輸出功率．( ) (4)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈輸入的電流隨之減?。? ),×,√,√,×,(5)正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時(shí)，副線圈兩端無電壓．( ) (6)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失．( ) (7)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗．( ) (8)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大．( ),×,√,√,√,1．理想變壓器的特點(diǎn) (1)沒有能量損失(銅損，鐵損)． (2)沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)． 2．制約關(guān)系 (1)電壓制約關(guān)系：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定． (2)電流制約關(guān)系：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定． (3)功率制約關(guān)系：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定．,一 理想變壓器的特點(diǎn)與制約關(guān)系,關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明 (1)變壓器不能改變恒定的直流電壓． (2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率． (3)理想變壓器本身不消耗能量． (4)當(dāng)原線圈中串聯(lián)電阻(或燈泡)時(shí)，U1為加在原線圈兩端的電壓，并不是電源的電壓．,B,1．匝數(shù)比不變的情況(如圖所示),二 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析,,,[例2]如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器．V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是( ) A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值 B．U1和U2表示電壓的最大值 C．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2不變、I1變大 D．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2變小、I1變小,C,1．自耦變壓器 自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如圖所示．,三 三種特殊的變壓器模型,,[例3]如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻R0＝11 Ω，電容器C的擊穿電壓為22 V，移動(dòng)滑片P使電容器剛好不會(huì)被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是( ) A．電壓表的示數(shù)為220 V B．原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1 C．電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流 D．原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u＝311sin πt V,A,,2．互感器 分為電壓互感器和電流互感器，比較如下：,[例4](2017·山西太原模擬)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Ia b，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Ic d，為了使電流表能正常工作，則( ) A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Ia bIc d C．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Ia bIc d 解析 根據(jù)理想變壓器的原理，線圈電流與匝數(shù)成反比，ab接MN，通過的電流較大，電流表接在cd兩端，通過的電流較小，選項(xiàng)B正確．,B,[例5](多選)在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中間的臂．已知線圈1和2的匝數(shù)之比為n1∶n2＝2∶1，在不接負(fù)載的情況下，則( ) A．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為110 V B．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為55 V C．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為220 V D．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為110 V,BD,,1．理清三個(gè)回路 遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)，如圖所示．輸電過程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶回路．在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁．,四 遠(yuǎn)距離輸電,,解決遠(yuǎn)距離輸電問題應(yīng)注意下列幾點(diǎn) (1)畫出輸電電路圖． (2)注意升壓變壓器副線圈中的電流與降壓變壓器原線圈中的電流相等． (3)輸電線長(zhǎng)度等于距離的2倍． (4)計(jì)算線路功率損失一般用P損＝IR線．,[例6](海南高考)(多選)一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW，電壓為4 000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電、輸電線路總電阻R＝1 kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡“220 V 60 W”．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則( ) A．T1原、副線圈電流分別為103 A和20 A B．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105 V和220 V C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1 D．有6×104盞燈泡(220 V,60 W)正常發(fā)光,ABD,1．(多選)圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R＝55 Ω，A、V為理想想電流表和電壓表，若原線圈接入如圖所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110 V，下列表述正確的是( ) A．電流表的示數(shù)為2 A B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶2 C．電壓表的示數(shù)為電壓的有效值 D．原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz,AC,2．如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u＝51sin 314t V的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是( ) A．2.0 V B．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V,A,,D,4．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率比值為k，則( ),,A,解析 原線圈與電阻R串聯(lián)，接在220 V正弦交流電源上，有220 V＝U1＋I(xiàn)1R，副線圈回路中R兩端電壓U即為副線圈兩端電壓U＝I2R，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律U1∶U2＝3∶1，又由理想變壓器變流規(guī)律得I1∶I2＝1∶3，整理可得(220 V－I1R)∶3I1R＝3∶1，解得I1R＝22 V，因而U＝I2R＝3I1R＝66 V，電阻消耗功率之比k＝IR∶IR＝1∶9，故選項(xiàng)A正確．,[答題送檢]····································來自閱卷名師報(bào)告,[答案] B,[例2](2017·貴州貴陽檢測(cè)·12分)收音機(jī)的變壓器的初級(jí)線圈有1 210匝，接在U1＝220 V的交流電源上，變壓器有兩個(gè)次級(jí)線圈．次級(jí)線圈Ⅱ的匝數(shù)為35匝，次級(jí)線圈Ⅲ的匝數(shù)是1 925匝．如果不計(jì)變壓器自身的能量損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)，線圈Ⅱ的電流是0.3 A時(shí)，初級(jí)線圈的電流I1＝0.114 A．求線圈Ⅲ中的電流和輸出電壓(電流的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字),[答題送檢]····································來自閱卷名師報(bào)告,[答案] 0.066 2 A(6分) 350 V(6分),A,AD,3．如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格為“8 V 10 W”的燈泡，L3、L4是兩盞規(guī)格為“6 V 12 W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1＝220 V時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光．如果原線圈的匝數(shù)n1＝1 100匝，求： (1)副線圈的匝數(shù)n2、n3； (2)電流表的讀數(shù)．,答案 (1)40匝 60匝 (2)0.2 A,