第2節(jié)變壓器 電能的輸送(預(yù)習(xí)學(xué)案)

1、第2節(jié) 變壓器 電能的輸送預(yù)習(xí)學(xué)案編制人：韓立新 審核：林衛(wèi)慶 級(jí)部審核 時(shí)間：2010.12.30一、 基礎(chǔ)知識(shí)梳理（一）變壓器1.變壓器的構(gòu)造如圖:變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的一個(gè)線圈跟電源連接，叫 （也叫初級(jí)線圈）；另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接，叫 （也叫次級(jí)線圈）兩個(gè)線圈都是用絕緣導(dǎo)線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成2.原理：電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流大小方向在不斷的變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化。變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒(méi)有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流。 是變壓器工作的基本原理。3理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律在理

2、想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1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(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：，忽略原、副線圈內(nèi)阻，有：U1E1 ，U2E2另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過(guò)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： 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： 4.理想變壓器的物理量之間的規(guī)律:電壓關(guān)系：U1U2 =n1n2，U1n1 = U2n2= U3n3 =：理想變壓器原副線圈的端電壓跟匝數(shù)成正比，輸出電壓由輸入電壓決定。：當(dāng)

3、n2n1時(shí)，U2 U1，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器：當(dāng)n2n1時(shí)，U2 U1，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器功率關(guān)系：P原 P副，理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定電流關(guān)系：當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，由 ：有多個(gè)副線圈時(shí), 有P入=P出，即P1= P2+ P3 +P4+ P5+由U1I1=U2I2+U3I3+，得到 n1I1= 變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用 的導(dǎo)線繞制變壓器的低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，可用 的導(dǎo)線繞制變壓器的決定關(guān)系：5.幾種常用的變壓器（1）自耦變壓器：鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，一部分充當(dāng)原線圈，一部分充當(dāng)副線圈如果把整個(gè)線圈作原

4、線圈, 副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓（圖甲）如果把線圈的一部分作原線圈, 整個(gè)線圈作副線圈，就可以升高電壓（圖乙）（2）調(diào)壓變壓器：就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，AB之間加上輸入電壓U1，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P 的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2（二）遠(yuǎn)距離輸電1電路損失(1)功率損失：設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為P .(2)電壓損失：U .減小功率損失和電壓損失，都要求提高 ，減小輸電電流2降低損耗的兩個(gè)途徑(1)一個(gè)途徑是減小輸電線的 .為減小電阻，應(yīng)當(dāng)用 的金屬材料制造輸電線此外，還要盡可能增加導(dǎo)線的 (2)另一個(gè)途徑是減小輸電導(dǎo)線中的

5、 由PIU可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高 可以減小輸電電流.3遠(yuǎn)距離高壓輸電由于發(fā)電機(jī)本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓輸電時(shí)，在發(fā)電站內(nèi)需用 升壓到幾百千伏后再向遠(yuǎn)距離送電，到達(dá)用電區(qū)再用 降到所需的電壓4遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例)：(1)功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P線P3(2)電壓關(guān)系：U1U2 =n1n2，U3U4=n3n4:U2UU3，(3)電流關(guān)系：I2I3I線預(yù)習(xí)自測(cè)1、某變電站用原副線圈匝數(shù)比為n1：n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸來(lái)的電能送到用戶，如圖所示。將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）RabcdA. 原副線圈電壓比為n2：n1B

6、原副線圈電流比為n1：n2C原副線圈電壓比為n1：n2D變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1：n22.對(duì)于理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是()A原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大B原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大C原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化D當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零3.(2008年高考天津理綜卷)一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R.設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2.當(dāng)R增大時(shí)()AI1減小，P1增大 BI1減小，P1減小CI2增大，P2減小 DI2增大，P

7、2增大VARu4、（2009北京西城區(qū)）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u220sin（100t）（V）的交流電源上，副線圈接有R55的負(fù)載電阻。原、副線圈匝數(shù)之比為21。電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（ ） A原線圈中電流表的讀數(shù)為1 AB原線圈中的輸入功率為C副線圈中電壓表的讀數(shù)為110VD副線圈中輸出交流電的周期為50s5、一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=11:5。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻。則（ ）A流過(guò)電阻的電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100VC經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6103 JD變壓器的輸入功率是1103W01234311311u/Vt/(102 s)圖101234311311u/Vt/(102 s)圖26、（2008山東高考）圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是（ ）A.圖1表示交流電，圖2表示直流電B.兩種電壓的有效值相等C.圖1所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100 VD.圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10:1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的7、（09年山東卷）某小型水電站的電能輸送示意圖 。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓