高中物理變壓器的典型習(xí)題歸類(lèi)解析

1、變壓器的典型習(xí)題歸類(lèi)解析由于變壓器與電能的輸送密切相關(guān)，貼近生活實(shí)際，觸及能源利用等社會(huì)熱點(diǎn)，所以 一直都是非常重要的內(nèi)容。變壓器部分習(xí)題靈活多變，本文將常見(jiàn)的題目歸類(lèi)進(jìn)行解析， 以幫助同學(xué)們更好地掌握變壓器各類(lèi)習(xí)題的處理方法。一、解題思路思路1電壓變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓之比為U1=上。U 2門(mén)2當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)，只要繞在同一閉合鐵芯上，任意兩線(xiàn)圈之間總有Up n p=oU Q nQ思路2功率理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P| = P2。當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)，P1 = P2 + p3 +。思路3電流對(duì)只有一個(gè)副繞組的變壓器有 11 n.oI2ni當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí) n1

2、I1 =n2I2 +n3I3+。思路4基本原理、 一 , 曰, AG，一變壓器原副線(xiàn)圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中相等。：t當(dāng)遇到“口”型變壓器時(shí)有：1 =2 +3。-t ：t：t二、習(xí)題歸類(lèi).常規(guī)類(lèi)（一原一副，“口”型鐵芯）例1.如圖1所示，理想變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比為 n1： n2 =4: 1,原線(xiàn)圈回路中的電 阻A與原線(xiàn)圈回路中的負(fù)載電阻 B的阻值相等。a、b端加一定交變電壓后，兩電阻的電 功率之比PA: PB=，兩電阻兩端電壓之比 UA： UB =。A圖1解析：此題很容易將變壓器電阻A消耗的功率當(dāng)成原線(xiàn)圈的輸入功率，并將a、b兩端電壓當(dāng)成變壓器原線(xiàn)圈的電壓Ui。從而得到錯(cuò)誤答案為 1: 1,

3、 4： 1。實(shí)際上電阻A消耗的功率并非變壓器原線(xiàn)圈的輸入功率，這是因?yàn)殡娮鐰串聯(lián)在原線(xiàn)圈中，根據(jù)理想變壓器的變流公式乂=22=1。設(shè)A、B的電阻均為 R,再根據(jù)電功Ib A 4P, I2 R 1率公式可知 A =，；電阻A兩端的電壓也并非原線(xiàn)圈的輸入電壓，電阻A、BPb IBR 16兩端電壓也并非原線(xiàn)圈的輸入電壓，電阻A、B兩端電壓之比為UaUbIaRIbR 一 4.多個(gè)副線(xiàn)圈問(wèn)題例2. 一臺(tái)理想變壓器原線(xiàn)圈匝數(shù) n1 = 1100匝，兩個(gè)副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別是 n2 = 60匝, n3 =600匝。若通過(guò)兩個(gè)副線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度分別是I2 =1A, I3 =4A,求原線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度（結(jié)果保留兩位

4、有效數(shù)字）。解析：此題極易出現(xiàn)生搬硬套公式的錯(cuò)誤，得出 I1=n_ , I1 = 3A的錯(cuò)解。12 13n1電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比，僅適用于理想變壓器只有一個(gè)副線(xiàn)圈的情況，本題有兩個(gè)副 線(xiàn)圈，應(yīng)根據(jù)理想變壓器無(wú)能量損失來(lái)進(jìn)行分析，由于理想變壓器無(wú)能量損失，所以有 r = P2 + P3（P1為原線(xiàn)圈輸入功率，p2、2分別為兩個(gè)副線(xiàn)圈的輸出功率）。根據(jù)電功率公式有：I1U1 = I2U2+ I3U3又因?yàn)閁Lun1, U2 =U1U 2n2n1U1nlU3%U 3 = U1n1把代入，整理得：n1I1 =n2I2 -n3I3所以60X1 600X41100A= 22 A.副線(xiàn)圈的連接問(wèn)題例3.一理

5、想變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈為n1 =100匝，次級(jí)線(xiàn)圈 血=30匝，n3=20匝，一個(gè)電阻為48.4建的小燈泡接在次級(jí)線(xiàn)圈門(mén)2與明上，如圖 2所示。當(dāng)初級(jí)線(xiàn)圈與e = 2202 since t的交流電源連接后，變壓器的輸入功率是()圖2A. 10WB. 20WC. 250WD. 500W解析：此題產(chǎn)生錯(cuò)解的主要原因是對(duì)副線(xiàn)圈連接后的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法不明。由于兩組次級(jí)線(xiàn)圈的組合連接使得小燈泡回路中兩線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反, 所以小燈泡的工作電壓有效值為： TOC o 1-5 h z Ui220U 燈=U2 U3 = 1(U2 -U3)=(30-20)V =22Vn1100一 U2222則P燈=W =10WR 燈48.4因?yàn)槔硐胱儔浩鬏斎牍β实扔谳敵龉β?，故答案?yīng)選Ao. “口口”型鐵芯問(wèn)題例4.如圖3所示為某變壓器對(duì)稱(chēng)鐵芯的示意圖。已知此時(shí)原線(xiàn)圈ab兩端輸入交流電壓u = 220v 2 since t (V),原線(xiàn)圈匝數(shù)n1 =22匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)n2 =6匝。則副線(xiàn)圈cd 端輸出的電壓的有效值為()圖3A. 15VB. 30VC. 60VD. 120V解析：此題發(fā)生錯(cuò)解的主要原因是沒(méi)有弄清楚穿過(guò)原副線(xiàn)圈的磁通量不同。因?yàn)榇鸥芯€(xiàn)為閉合曲線(xiàn)，根據(jù)鐵芯磁通路的對(duì)稱(chēng)性