專題_變壓器地動態(tài)分析報告

1、實用文案尋不變他載尺變化專題 變壓器的動態(tài)分析【思想方法指導(dǎo)】處理變壓器的動態(tài)分析，首先應(yīng)明確“不變量”和“變化量”，對變化量要把握它們之間的制約關(guān)系，依據(jù)程序分析的思想，從主動變化量開始，根據(jù)制約關(guān)系從前到后或從后到前逐一分析各 物理量的變化情況.【規(guī)律總結(jié)】1 首先明確變壓器各物理量間的制約關(guān)系變壓器原、副線圈匝數(shù)n1、n2確定，U1決定了 U2，與輸出端有無負載、負載大小無關(guān)，也與變壓器有無其他副線圈無關(guān).U2與負載電阻R，通過歐姆定律決定了輸出電流12的大小，輸出功率 P2決定輸入功率P1 , P1 = U1I1 ,從而決定11大小,2 .分清動態(tài)變化中哪個量變化，結(jié)合串、并聯(lián)電路的特

2、點.歐姆定律及變壓器各物理量間因果關(guān)系依次 確定.1 匝數(shù)比不變的情況(如圖5所示)U i niUi不變，根據(jù)=，輸入電壓Ui決定輸出電壓 U2，不論 U 2 n2負載電阻R如何變化，U2不變.(2) 當負載電阻發(fā)生變化時，I 2變化，輸出電流12決定輸入電流Il，故Il發(fā)生變化.(3) 12變化引起P2變化，Pi = P2，故Pi發(fā)生變化.2 負載電阻不變的情況(如圖6 所示)ni(1) Ui不變，發(fā)生變化，故U2變化.n2(2) R不變，U2變化，故12發(fā)生變化.U2(3) 根據(jù)P2 = , P2發(fā)生變化，再根據(jù) Pi = P2，故Pi變化,RPi= Uili, Ui不變，故Ii發(fā)生變化.

3、決定決定卩廠 p?（nuiH）a 巴=T15決定3 .分析動態(tài)問題的思路程序可表示為11標準文檔實用文案【典型例題】一：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變流電壓表Vi、V2和理想交流電流表 Ai、A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖所示當開關(guān)S閉合后（）A . Ai示數(shù)變大,Ai與A2示數(shù)的比值不變B . Ai示數(shù)變大,Ai與A2示數(shù)的比值變大C. V2示數(shù)變小,Vi與V2示數(shù)的比值變大D . V2示數(shù)不變,Vi與V2示數(shù)的比值不變?nèi)鐖D8所示電路中的變壓器為理想變壓器,S為單刀雙擲開關(guān),P是滑動變阻

4、器R的滑動觸頭，原線圈兩端接電壓恒定的交變電流，則能使原線圈的輸入功率變大的是（）A .保持P的位置不變，S由b切換到aB .保持P的位置不變,S由a切換到bC. S擲于b位置不動，P向上滑動D . S擲于b位置不動，P向下滑動三：如圖所示，理想變壓器的輸入端接正弦交流電， 副線圈上通過輸 電線接有兩個相同的燈泡 Li和L2;輸電線的等效電阻為 R,開始時, 電鍵K斷開.當K接通時，以下說法中正確的是A. 副線圈的兩端M、N的輸出電壓減小B. 副線圈輸電線等效電阻 R上的電壓增大C. 通過燈泡Li的電流減小D. 原線圈中的電流增大四：如圖所示，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比一定，原線圈的電壓為Ui

5、時，畐U線圈的輸出電壓為U2, Li、L2、L3為三只完全相同的電燈，開始時，電鍵K開啟，然后當電鍵 K閉合時標準文檔實用文案A. 電壓Ui不變，U2變大B. 電燈Li變亮，L2變暗C. 電燈Li變暗，L2變亮D. 原線圈中的電流變大五：如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，Ui為加在原線圈兩端的電壓，Ii為原線圈中的電流強度，則A. 保持Ui及P的位置不變，K由a合到b時，li將增大B. 保持Ui及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小C. 保持Ui不變，K合在a處，使P上滑，li將增大D. 保持P的位置不變，K合在a處，若Ui增大，li將增大六：有5個完

6、全相同的燈泡連接在理想變壓器的原、副線圈中，如圖所示.若將該線路與交流電源接通，且開關(guān)S接在位置i時，5個燈泡發(fā)光亮度相同；若將開關(guān)S接在位置2時，燈泡均未燒壞.則下列可能的是 （）A 該變壓器是降壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為4 : iB 該變壓器是升壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為i : 4C 副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是更亮些D 副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是亮度變暗理想變壓器在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓Ui后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：Ei一丁 , E2 匕 十忽略原、副線圈內(nèi)阻，有Ui = Ei , U2= E2標準文檔另外，考慮到鐵

7、心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認為在任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為UiniU 2n?在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為銅損”和鐵損”），有Pi=P 2而 Pi =| i UiP2=| 2U 2于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為Uili U2l2,“I 2ni解題思路 1電壓思路變壓器原、副線圈的電壓之比為Ui/U2= ni/n2；當變壓器有多個副繞組時Ui/ ni = U2/ n2= U3/n3=解題思路2功率思路理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即Pl=P2 ；當變壓器有

8、多個副繞組時 Pl= P2+ P3 +解題思路3電流思路由I=P/U知，對只有一個副繞組的變壓器有Ii/l2= n2/ni;當變壓器有多個副繞組時 n 1I1 = n2I2+ n3b+解題思路4 (變壓器動態(tài)問題)制約思路(1 )電壓制約：當變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比( ni/n2)定時，輸出電壓 U2由輸入電壓決定，即U2=n 2U1/ni，可簡述為“原制約畐(2) 電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(ni/n2)定，且輸入電壓 Ui確定時，原線圈中的 電流Ii由副線圈中的輸出電流 I2決定，即Ii=n 212/ ni，可簡述為“副制約原”(3) 負載制約：變壓器副線圈中的功率P2由用戶負

9、載決定，P2=P負i+ P負2+；變壓器副線圈中的電流I2由用戶負載及電壓 U2確疋，12=:P2/ U2 ；總功率P 總=P 線 + P2.動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：6 nU2iiI2Ui U2 n2 UR 負載P決定2決定2F2(liUiI2U2)IP IiUiPi決疋Ii決定三遠距離輸電問題知識梳理1 .根據(jù)P損=降低輸電損耗有兩種方法(1) 減小輸電線的電阻.(2) 減小輸電導(dǎo)線中的電流：在輸送功率一定的情況下， 根據(jù)P= UI，要減小電流，必須提高 2 遠距離輸電的功率損失輸送功率一定時，線路電流1 = 輸電線上的損失功率 P損=I2R線= 可知P損iU2.遠距離輸電中的功率關(guān)

10、系：P輸=.3 遠距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機t升壓變壓器t遠距離輸電線t降壓變壓器t用電器”，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機”的順序一步一步進行分析.4遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖9為例)：(1) 功率關(guān)系：Pl = P2, P3 = P4 , P2= P 損+ P3.U1niI2U3n3I4(2) 電壓、電流關(guān)系：=，TT= =，U2 =AU + U3, I2 = I3 = I 線.U2n2IiU4n4I3P2 P3 U2 U3輸電電流：I線=.U 2 U3 R 線P2 輸電線上損耗的電功率： P損=I線AU = I線R線=(一)2R線.U2當輸送功率一定時，輸電電壓

11、增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的丄n2.例題1 （2010 浙江理綜17）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3 X106 kW，現(xiàn)用500 kV 電壓輸電，則下列說法正確的是（）A 輸電線上輸送的電流大小為 2.0 X10 5 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 X108 kWD 輸電線上損失的功率為A P= U2/r, U為輸電電壓，r為輸電線的電阻思維突破在遠距離輸電問題中，計算線路功率損耗時應(yīng)用P損=I線R線，其原因是I線可以由公式P輸入U線=I線U輸入求出，

12、而P損=U線I線和P損=則不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求 出，且易R線將U線和U輸入相混而造成錯誤.2 如圖10所示，有一臺交流發(fā)電機E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電,輸電線的總電阻為 R.Ti的輸入電壓和輸入功率分別為 Ui和Pi，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2； T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓Ui 一定，當用戶消耗的電功率變大時，有（）圖10A . U2減小，U4變大 B . U2不變，U3變大C . Pi變小，P2變小 D . P2變大，P3變大3（2010 江蘇7改編）在如

13、圖11所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變.隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有（）A 升壓變壓器的輸出電壓增大B 降壓變壓器的輸出電壓增大C .輸電線上損耗的功率增大D .輸電線上損耗的功率占總功率的比例減小升床變樂器降庶變壓圈4 2008年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴重，為消除高壓輸電線上的冰，事后有人設(shè)計了利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思路.若在正常供電時，高壓線上送電電壓為 U，電流為I，熱耗功率為 P;除冰時，在輸電功率、用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通

14、過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率變?yōu)?6 AP,則除冰時（）UA .輸電電流為41B .輸電電流為16 I C .輸電電壓為4U D .輸電電壓為165 圖16為某小型水電站的電能輸送示意圖，A為升壓變壓器，其輸入功率為Pi，輸出功率為P2，輸出電壓為U2； B為降壓變壓器，其輸入功率為P3，輸入電壓為 U3.A、B均為理想變壓器，輸電線的總電阻為r，則下列關(guān)系式正確的是（）A PiP2B P2= P3圖16C U 2 U 3D U2 = U36 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓 器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓

15、器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為Ui，輸電導(dǎo)線總電阻為 R,在某一時段用戶需求的電功率為Po,用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是（）p2rA 輸電線上損耗的功率為7U2p（2rB 輸電線上損耗的功率為C 若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D .采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率7 .如圖6所示為遠距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓 ui = 4 400 2sin 100n V,電流 Ii = i 000 A ,不計變壓器損耗，則下列判斷正確的是A Ui = 4 400 - 2 VB ( )I2= i 000 AC I2U2 = 4.4 Xi06

16、 WD用戶得到的交流電頻率為I00 n Hz8、如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10kW，輸出電壓為 400V，向距離較遠的用戶供電,為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到 220V，9.5kW 的電力，求：（1 ）水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比ni/n 2；（2 ）輸電線路導(dǎo)線電阻 R;（3）用戶降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3/n 4.升壓器降壓器發(fā)電機例1 .在遠距離輸電時，輸送的電功率為P,輸電電壓為 U，所用輸電導(dǎo)線的電阻率為 p,橫截面積U 2sL為S,導(dǎo)線的總長度為 L,輸電線上損耗的電功率為 P，用戶得到的電功率為 P用，下面關(guān)于P和P用的 表達式中正確的是

17、（）。P2 LU 2sC.P1= P-2SP LU 2S例2 .發(fā)電機的輸出電壓為220伏，輸出功率為44千瓦，每條輸電線電阻為 0.2歐，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1 10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過10 1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少?例3. 一條河流，流量 Q 2m3 s 1，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240 V，輸電線路總電阻 R 30 ，允許損失功率為發(fā)電機輸出功率的6%，為滿足用電的要求，使用戶獲得220 V電壓，則該輸電線路所使用的理想升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各

18、是多少？能使多少 盞“ 220V 100W ”的電燈正常發(fā)光?解析：按題意畫出遠距離輸電的示意圖如圖13-5-2所示,5 53習(xí)題精練1 遠距離輸電線的示意圖，如圖13-5-3所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是( )A 升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無關(guān)。B 輸電線路中的電流只由升壓變壓器原線圈的匝數(shù)比決定。C 當用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大。D 升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓。圖 13-5-32 .發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為Ui，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R,通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校的輸入電壓U2，下列計算線路損耗功率的式子中