高中物理變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課件魯科版選修講課教案

1、目標(biāo)定位目標(biāo)定位預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)高中物理變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距高中物理變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課件魯科版選修離輸電問(wèn)題課件魯科版選修預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)1 P出出 2 P損損I2R線線 IR線線 3減小減小 減小減小 電壓電壓 4升壓升壓 降壓降壓 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義一、理想變壓器中的規(guī)律分析一、理想變壓器中的規(guī)律分析4變壓器不改變變壓器不改變頻率頻率5原、副線圈的地位原、副線圈的地位(1)原線圈在原線圈回路中所處的地位是充當(dāng)原線圈在原線圈回路中所處的地位是充當(dāng)負(fù)載負(fù)載(2)副線圈在副線圈回路中所處的地位是充當(dāng)副

2、線圈在副線圈回路中所處的地位是充當(dāng)電源電源變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義例例1 如圖甲所示，左側(cè)的調(diào)壓裝置可如圖甲所示，左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中視為理想變壓器，負(fù)載電路中R55 ，A、V為理想電流表和電壓表若原線為理想電流表和電壓表若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為110 V，下列表述正確，下列表述正確的是的是()A電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為2 AB原、副線圈匝數(shù)比為原、副線圈匝數(shù)比為1 2C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D原線圈中交變電壓的頻率為

3、原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz有效值有效值U1220 V 所以頻率為所以頻率為f1/T=50 Hz 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義有效值為有效值為U220 V I2U2/R2 A PUI1110 W 電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù)U2220V/455 V 周期周期T2/=0.02s I1I2/40.5 A 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義二、理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析二、理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析1首先明確變壓器各物理量間的制約關(guān)系首先明確變壓器各物理量間的制約關(guān)系 (1)輸入電壓輸入電壓U1決定決定輸出電壓輸出

4、電壓U2：變壓器原、副線圈匝數(shù)：變壓器原、副線圈匝數(shù)n1、n2確定確定，U1便決定了便決定了U2，與輸出端有無(wú)負(fù)載、負(fù)載大小無(wú)關(guān)，也與變壓器，與輸出端有無(wú)負(fù)載、負(fù)載大小無(wú)關(guān)，也與變壓器有無(wú)其他副線圈無(wú)關(guān)有無(wú)其他副線圈無(wú)關(guān) (2)輸出功率輸出功率P2決定決定輸入功率輸入功率P1：即用多少送多少：即用多少送多少2分清分清動(dòng)態(tài)變化動(dòng)態(tài)變化中哪個(gè)量變化，結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律中哪個(gè)量變化，結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律及變壓器各物理量間因果關(guān)系來(lái)依次確定及變壓器各物理量間因果關(guān)系來(lái)依次確定變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題 課堂講義課堂講義例例2如圖所示，理想變壓器原

5、線圈輸入電如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓壓uUmsin t，副線圈電路中，副線圈電路中R0為定值電阻，為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器是滑動(dòng)變阻器.V1和和V2是理想交流電壓表，是理想交流電壓表，示數(shù)分別用示數(shù)分別用U1和和U2表示；表示；A1和和A2是理想交流是理想交流電流表，電流表，示數(shù)示數(shù)分別用分別用I1和和I2表示下列說(shuō)法表示下列說(shuō)法正確的是正確的是()AI1和和I2表示電流的瞬時(shí)值表示電流的瞬時(shí)值BU1和和U2表示電壓的最大值表示電壓的最大值C滑片滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、不變、I1變大變大D滑片滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、變小、I1變小變小交

6、流電表測(cè)量的是有效值交流電表測(cè)量的是有效值 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2如圖所示，用一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器如圖所示，用一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入端的電壓不輸入端的電壓不變變，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S是斷開(kāi)的現(xiàn)將開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合，則圖中所有交流電表的閉合，則圖中所有交流電表的示數(shù)示數(shù)以以及輸入功率的變化情況是及輸入功率的變化情況是()AV1、V2的示數(shù)不變，的示數(shù)不變，A1的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，P入入增大增大BV1、V2的示數(shù)不變，的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，P

7、入入增大增大CV1、V2的示數(shù)不變，的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，P入入減小減小DV1的示數(shù)不變，的示數(shù)不變，V2的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，A1的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，P入入減小減小變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義三、遠(yuǎn)距離高壓輸電中的損耗問(wèn)題三、遠(yuǎn)距離高壓輸電中的損耗問(wèn)題2分析三個(gè)回路，在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的分析三個(gè)回路，在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器用電器，而相應(yīng)，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的的副線圈是下一個(gè)回路的電源電源3綜合運(yùn)用下面三方面的知識(shí)求解綜合運(yùn)用下面三方面的知識(shí)求解1解

8、決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先畫(huà)出輸電的解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先畫(huà)出輸電的電路圖電路圖，如圖所示，并將已知量和，如圖所示，并將已知量和待求量寫(xiě)在電路圖的相應(yīng)位置待求量寫(xiě)在電路圖的相應(yīng)位置變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題課堂講義課堂講義例例3某小水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功某小水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功率為率為100 kW，輸出電壓，輸出電壓250 V，現(xiàn)準(zhǔn)，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻備向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻為為8 ，要求輸電時(shí)在輸電線上損失，要求輸電時(shí)在輸電線上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%.用用戶獲得戶獲得220 V電壓，求應(yīng)選用

9、匝數(shù)比電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器？多大的升壓變壓器和降壓變壓器？原線圈電流原線圈電流I1P/U1400 A 畫(huà)圖可以有效幫助解決問(wèn)題畫(huà)圖可以有效幫助解決問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用保險(xiǎn)絲原理是電流熱效應(yīng)，應(yīng)該用電流有效值保險(xiǎn)絲原理是電流熱效應(yīng)，應(yīng)該用電流有效值 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題V1不變不變R2減小減小輸出功率增大輸出功率增大 V副副不變不變I副副變大變大VR3變變大大V2變變小小A2

10、變變小小A1變大變大變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題T2/0.02 s，f1/T50 Hz.1T內(nèi)發(fā)光內(nèi)發(fā)光2次，次，故發(fā)光頻率為故發(fā)光頻率為100 Hz 不論開(kāi)關(guān)是否斷開(kāi)，不論開(kāi)關(guān)是否斷開(kāi)，電壓表示數(shù)不變電壓表示數(shù)不變 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率減小變壓器的輸出功率減小 變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題變壓器的應(yīng)用及遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí)遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題分析遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題分析4一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW，電壓為，電壓為4 000 V，經(jīng)變壓，經(jīng)變壓器器

11、T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電，輸電線路升壓后向遠(yuǎn)方輸電，輸電線路總電阻總電阻R1 k，到目的地經(jīng)變壓，到目的地經(jīng)變壓器器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡燈泡(220 V、60 W)若在輸電線若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的率的10%，變壓器，變壓器T1和和T2的耗損可的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則態(tài)，則()AT1原、副線圈電流分別為原、副線圈電流分別為103A和和20 ABT2原、副線圈電壓分別為原、副線圈電壓分別為1.8105V和和220 VCT1和和T2的變壓比分別為的變壓比分別為1 50和和40 1D有有6104盞燈泡盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光正常發(fā)光由由P1U1I1得得I1103A，由由P損損I2R線線400 kW得得I220 An1:n2=I2 I11 50由由PU2I2得得U22105V，UI2R線線20 000 VU3U2U線線1.8105V，燈泡正常發(fā)光，可知副線圈電壓燈泡正常發(fā)光，可知副線圈電壓U4為為22