2022年交變電流知識(shí)點(diǎn)和例題詳解

1、交變電流的知識(shí)點(diǎn)和經(jīng)典例題一交流電：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流，叫做交變電流(正弦交流電是其中一種特殊)。 二正弦交流電的變化規(guī)律 線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)1當(dāng)從中性面位置開(kāi)始在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)：即 E=msint， IImsintt是從該位置經(jīng)t時(shí)間線框轉(zhuǎn)過(guò)的角度也是線速度V與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角還是線框面與中性面的夾角2當(dāng)從平行B位置開(kāi)始計(jì)時(shí)：則：E=mcost， IImcostt是線框在時(shí)間t轉(zhuǎn)過(guò)的角度；是線框與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角；此時(shí)V、B間夾角為（/2一t）3對(duì)于單匝矩形線圈來(lái)說(shuō)Em=2Blv=BS； 對(duì)于n匝面積為S的線

2、圈來(lái)說(shuō)Em=nBS。對(duì)于總電阻為R的閉合電路來(lái)說(shuō)Im=三幾個(gè)物理量1中性面：如圖所示的位置為中性面，對(duì)它進(jìn)行以下說(shuō)明： （1）此位置過(guò)線框的磁通量最多 （2）此位置磁通量的變化率為零所以 E=msint=0，IImsint=0 （3）此位置是電流方向發(fā)生變化的位置，具體對(duì)應(yīng)圖中的t2，t4時(shí)刻，因而交流電完成一次全變化中線框兩次過(guò)中性面，電流的方向改變兩次，頻率為50Hz的交流電每秒方向改變100次2交流電的最大值： mBS 當(dāng)為N匝時(shí)mNBS （1）是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，其單位一定為弧度秒， （2）最大值對(duì)應(yīng)的位置與中性面垂直，即線框面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行 （3）最大值對(duì)應(yīng)圖中的t1、t3時(shí)刻，

3、每周中出現(xiàn)兩次3瞬時(shí)值E=msint， IImsint代入時(shí)間即可求出不過(guò)寫瞬時(shí)值時(shí)，不要忘記寫單位，4有效值：為了度量交流電做功情況人們引入有效值，它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)而定的就是分別用交流電，直流電通過(guò)相同阻值的電阻，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，則直流電的值為交流電的有效值 （1）有效值跟最大值的關(guān)系m=U有效 （2）伏特表與安培表讀數(shù)為有效值 （3）用電器銘牌上標(biāo)明的電壓、電流值是指有效值5周期與頻率：交流電完成一次全變化的時(shí)間為周期；每秒鐘完成全變化的次數(shù)叫交流電的頻率單位1/秒為赫茲（Hz） 規(guī)律方法 一、關(guān)于交流電的變化規(guī)律【例1】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=05T，邊長(zhǎng)L=1

4、0cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1，線圈繞垂直與磁感線的對(duì)稱軸OO/勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為2rads，外電路電阻R4，求： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 （2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過(guò)600時(shí)的即時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （3）由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)600角時(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （4）交流電電表的示數(shù) （5）轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功 （6）周期內(nèi)通過(guò)R的電量為多少？解析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，mNBS100050122V=314V （2）轉(zhuǎn)過(guò)600時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：emcos600=31405 V157 V （3）通過(guò)600角過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：=N/t=26V

5、（4）電壓表示數(shù)為外電路電壓的有效值： U=R=178 V （5）轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量 WQ（）2（R十r）T099J （6）周期內(nèi)通過(guò)電阻R的電量QTT00866 C 【例2】磁鐵在電器中有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)電機(jī)， 已知一臺(tái)單相發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線框共有N匝，線框長(zhǎng)為l1，寬為l2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為, 磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 導(dǎo)出發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)E的表達(dá)式?！敬鸢福篍=Nl1l2BsintN/K】現(xiàn)在知道有一種強(qiáng)永磁材料銨鐵硼，用它制成發(fā)電機(jī)的磁極時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可以增大到原來(lái)的K倍，如果保持發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和尺寸，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，需產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)都不變，那么這時(shí)轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)線框需要多少匝

6、? (2002年，安徽)二、表征交流電的物理量【例3】. 交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由BS的位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)交流電壓的即時(shí)值為_(kāi)V。 分析：電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，由此可知最大值為Um=U=20V。而轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)刻的即時(shí)值為u=Umcos30=17.3V。【例5】電流最大值相等的方波交流電流和正弦交流電流的電功率之比PaPb=_ 答案：21三、最大值、平均值和有效值的應(yīng)用1、正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流都有最大值、有效值、即時(shí)值和平均值的區(qū)別。以電動(dòng)勢(shì)為例：最大值用Em表示，有效值用E表示，即時(shí)值用e表示，平均值用表示。它們的關(guān)系為：E

7、=Em/，e=Emsint。平均值不常用，必要時(shí)要用法拉第電磁感應(yīng)定律直接求：。切記。特別要注意，有效值和平均值是不同的兩個(gè)物理量，有效值是對(duì)能的平均結(jié)果，平均值是對(duì)時(shí)間的平均值。在一個(gè)周期內(nèi)的前半個(gè)周期內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為最大值的2/倍，而一個(gè)周期內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。我們求交流電做功時(shí)，用有效值，求通過(guò)某一電阻電量時(shí)一定要用電流的平均值交流電，在不同時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，平均電流不同考慮電容器的耐壓值時(shí)則要用最大值。交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。 只有正弦交變電流的

8、有效值才一定是最大值的/2倍。通常所說(shuō)的交變電流的電流、電壓；交流電表的讀數(shù)；交流電器的額定電壓、額定電流；保險(xiǎn)絲的熔斷電流等都指有效值。（3）生活中用的市電電壓為220V，其最大值為220V=311V（有時(shí)寫為310V），頻率為50HZ，所以其電壓即時(shí)值的表達(dá)式為u=311sin314tV?！纠?】.交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90到達(dá)虛線位置過(guò)程中，求：通過(guò)R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？ 分析：由電流的定義，計(jì)算電荷量應(yīng)該用平均值：

9、即，這里電流和電動(dòng)勢(shì)都必須要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬時(shí)值。 求電熱應(yīng)該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。這里的電流必須要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬時(shí)值。 根據(jù)能量守恒，外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電流通過(guò)電阻，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱。因此W=Q。一定要學(xué)會(huì)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析功和能。試題展示1.如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻 強(qiáng)磁場(chǎng) 中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角時(shí)（如圖b）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則下列四幅圖中正確的是答案：D 4如圖所示

10、，矩形線圈邊長(zhǎng)為ab=20cm，ab=10cm，匝數(shù)N=100匝，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.01T。當(dāng)線圈以50r/s的轉(zhuǎn)速?gòu)膱D示位置開(kāi)始逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：（1）線圈中交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）從線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)起動(dòng)，經(jīng)0.01s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。解答：（1）欲寫出交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，先求出、三個(gè)要素。線圈旋轉(zhuǎn)角速度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為，剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈平面與中性?shī)A角。于是線圈中交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為。（2）把t=0.01s代入上式，可量，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。7交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r，外電路電阻為

11、R。當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90到達(dá)虛線位置過(guò)程中，求：通過(guò)R的電荷量q為多少？R上產(chǎn)生電熱QR為多少？外力做的功W為多少？解：按照電流的定義I=q/t，計(jì)算電荷量q應(yīng)該用電流的平均值：即，這里電流和電動(dòng)勢(shì)都必須要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬時(shí)值。求電熱應(yīng)該用有效值，先求總電熱Q，再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR。這里的電流必須要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬時(shí)值。根據(jù)能量守恒，外力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電流通過(guò)電阻，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即放出電熱。因此W=Q 。要善于用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)分析功和能。感抗與容抗基礎(chǔ)知識(shí)1.電感對(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電

12、流阻礙作用的大小用感抗(XL)來(lái)表示：XL=2f L此式表明線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的作用就越大，感抗也就越大。自感系數(shù)很大的線圈有通直流、阻交流的作用，自感系數(shù)較小的線圈有通低頻、阻高頻的作用.2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 電容器對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用容抗(XC)來(lái)表示：.此式表明電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容對(duì)電流的阻礙作用越小，容抗也就越小。由于電容大的電容器對(duì)頻率高的交流電流有很好的通過(guò)作用，因而可以做成高頻旁路電容器，通高頻、阻低頻；利用電容器對(duì)直流的阻止作用，可以做成隔直電容器，通交流、阻直流。規(guī)律方法【例7】如圖所示，兩塊水平放置

13、的平行金屬板板長(zhǎng)L = 1.4m，板距為d = 30cm ，兩板間有B=1.5T、垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在兩板上加如圖所示的脈動(dòng)電壓。在t = 0 時(shí)，質(zhì)量為m = 210-15 Kg、電量為q = 110-10C的正離子，以速度v0 = 4103m/s從兩板中間水平射入，試問(wèn)：（1）粒子在板間作什么運(yùn)動(dòng)？畫(huà)出其軌跡。（2）粒子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？解答：（1）在第一個(gè)10-4s內(nèi)離子作勻速直線運(yùn)動(dòng)。在第二個(gè)10 - 4s內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)易知以后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。（2）6.510-4 s2、電電和電容對(duì)交流電的作用【例8】如圖所示，線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很小，此電路的重要作用是：

14、A.阻直流通交流，輸出交流B.阻交流通直流，輸出直流C.阻低頻通高頻，輸出高頻電流D.阻高頻通低頻，輸出低頻和直流解：線圈具有通直流和阻交流以及通低頻和阻高頻的作用，將線圈串聯(lián)在電路中，如果自自系數(shù)很小，那么它的主要功能就是通直流通低頻阻高頻。電容器具有通交流和阻直流以及通高頻和阻低頻的作用，將電容器并聯(lián)在L之后的電路中。將電流中的高頻成分通過(guò)C，而直流或低頻成份被阻止或阻礙，這樣輸出端就只有直流或低頻電流了，答案D【例11】 一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將：A變亮B變暗C對(duì)燈沒(méi)影響【答】 B【例12】如圖所示電路中，三只電燈的亮度相同，如果交流電的

15、頻率增大，三盞電燈的亮度將如何改變?為什么? 解析：當(dāng)交變電流的頻率增大時(shí)，線圈對(duì)交變電流的阻礙作用增大，通過(guò)燈泡L1的電流將因此而減小，所以燈泡L1的亮度將變暗；而電容對(duì)交變電流的阻礙作用則隨交變電流頻率的增大而減小，即流過(guò)燈泡L2的電流增大，所以燈泡L2的亮度將變亮.由于電阻的大小與交變電流的頻率無(wú)關(guān)，流過(guò)燈泡L3的電流不變，因此其亮度也不變，【例13】“二分頻”，音箱內(nèi)有兩個(gè)不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來(lái)的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來(lái)，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、

16、低頻的機(jī)械振動(dòng) 圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入，L和級(jí)是線圈，C和C：是電容器（BD） A.甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器 B. C2的作用是阻礙低頻電流通過(guò)乙揚(yáng)聲器 C. L1的作用是阻礙低頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器 D. L2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流解析：線圈作用是“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”電容的作用是“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”高頻成分將通過(guò)C2到乙揚(yáng)聲器，故乙是高音揚(yáng)聲器低頻成分通過(guò)石到甲揚(yáng)聲器故甲是低音揚(yáng)聲器.L1的作用是阻礙高頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器變壓器、電能輸送基礎(chǔ)知識(shí)一、變壓器1理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)

17、成變壓器作用：在輸送電能的過(guò)程中改變電壓原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象2理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律在理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)定律有：，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P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2于是又得理想變壓器的電流變化

18、規(guī)律為由此可見(jiàn)：（1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別）（2）理想變壓器的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式3、規(guī)律小結(jié)（1）熟記兩個(gè)基本公式： P入=P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。（2）原副線圈中過(guò)每匝線圈通量的變化率相等（3）原副線圈中電流變化規(guī)律一樣，電流的周期頻率一樣（4）需要特別引起注意的是：只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有：變壓器的輸入功率由輸出功率決定，

19、往往用到：，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比，與原線圈匝數(shù)的平方成反比，與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負(fù)載電阻的阻值，而不是“負(fù)載”。“負(fù)載”表示副線圈所接的用電器的實(shí)際功率。實(shí)際上，R越大，負(fù)載越小；R越小，負(fù)載越大。這一點(diǎn)在審題時(shí)要特別注意。（5）當(dāng)副線圈中有二個(gè)以上線圈同時(shí)工作時(shí)，U1U2U3=n1n2n3，但電流不可=，此情況必須用原副線圈功率相等來(lái)求電流（6）變壓器可以使輸出電壓升高或降低，但不可能使輸出功率變大假若是理想變壓器輸出功率也不可能減少（7）通常說(shuō)的增大輸出端負(fù)載，可理解為負(fù)載電阻減??；同理加大負(fù)載電阻可理解為減小負(fù)載【例1】一

20、臺(tái)理想變壓器的輸出端僅接一個(gè)標(biāo)有“12V，6W”的燈泡，且正常發(fā)光，變壓器輸入端的電流表示數(shù)為02A，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為（ D ） A72；B31；C63；D52；解析：因?yàn)椋琁2P2U26/1205 A I102 A 所以 n1n2=I2I1=52【例2】如圖所示，通過(guò)降壓變壓器將220 V交流電降為36V供兩燈使用，降為24V供儀器中的加熱電爐使用如果變壓器為理想變壓器求： （1）若n396匝，n2的匝數(shù)； （2）先合上K1、K3，再合上K2時(shí)，各電表讀數(shù)的變化； （3）若斷開(kāi)K3時(shí)A1讀數(shù)減少220 mA，此時(shí)加熱電爐的功率； （4）當(dāng)K1、K2、K3全部斷開(kāi)時(shí)，A2、V的讀

21、數(shù) 解析：（1）變壓理的初級(jí)和兩個(gè)次級(jí)線圈統(tǒng)在同一繞在同一鐵蕊上，鐵蕊中磁通量的變化對(duì)每匝線圈都是相同的所以線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比有， （2）合上K1、K3后，燈L1和加熱電爐正常工作再合上K2，燈L2接通，U1、n1和n3的值不變故V讀數(shù)不變但L2接通后，變壓器的輸入、輸出功率增大故A1、A2讀數(shù)增大 （3）斷開(kāi)K3時(shí)，A1讀數(shù)減少200mA，表明輸入功率減少，減少值為PIU020022044W，這一值即為電爐的功率 （4）當(dāng)K1、K2、K3全部斷開(kāi)時(shí)，輸出功率為零，A2讀數(shù)為零但變壓器的初級(jí)戰(zhàn)線圈接在電源上，它仍在工作，故V讀數(shù)為24V【例3】如圖所示，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相同

22、，且全部正常發(fā)光，則這三個(gè)線圈的匝數(shù)比應(yīng)為（ C ） A123； B231 C321； D213解析：由于所有燈泡規(guī)格相同且都正常發(fā)光，則=式中，U為燈泡的額定電壓，設(shè)I為燈炮的額定電流，由理想變壓器的功率關(guān)系 pl= p2p3 UlIU2IU3I2UIUI3UI 所以U1=3U 則= 由此得n1n2n3=321二、電能輸送1電路中電能損失P耗=I2R=，切不用U2/R來(lái)算，當(dāng)用此式時(shí)，U必須是降在導(dǎo)線上的電壓，電壓不能用輸電電壓來(lái)計(jì)算2遠(yuǎn)距離輸電。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。特別重要的是要求會(huì)分析輸電線上的功率損失，由此得出結(jié)論： 減少輸電

23、線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積，當(dāng)然選擇前者。若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。 【例6】有一臺(tái)內(nèi)阻為l的發(fā)電機(jī)，供給一個(gè)學(xué)校照明用電，如圖所示升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻R=4，全校共22個(gè)班，每班有“220 V，40W”燈6盞若保證全部電燈正常發(fā)光，則：（l）發(fā)電機(jī)輸出功率多大？（2）發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大？（3）輸電線上損耗的電功率多大？（4）輸電效率是多少？（5）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光發(fā)電機(jī)輸出功率是否減半 解析：題中未加特別說(shuō)明，變壓器即

24、視為理想變壓器，由于發(fā)電機(jī)至升壓變壓器及降壓變壓器至學(xué)校間距離較短，不必考慮該兩部分輸電導(dǎo)線上的功率損耗 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，一部分降在電源內(nèi)阻上即Ilr，另一部分為發(fā)電機(jī)的路端電壓U1，升壓變壓器副線圈電壓U2的一部分降在輸電線上，即I2R，其余的就是降壓變壓器原線圈電壓U2，而U3應(yīng)為燈的額定電壓U額，具體計(jì)算由用戶向前遞推即可 （1）對(duì)降壓變壓器： U/2I2=U3I3nP燈=22640 W=5280w 而U/24U3880 V，所以I2=nP燈/U/2=5280/880=6A 對(duì)升壓變壓器： UlIl=U2I2=I22RU/2I262452805424 W， 所以 P出=5424 W （2

25、）因?yàn)?U2U/2I2R88064904V， 所以 U1=U2=904226 V 又因?yàn)閁lIl=U2I2，所以Il=U2I2/Ul=4I2=24 A， 所以 U1I1r1=226241250 V 輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144W（4）P有用/P出100=100%=97 （5）電燈減少一半時(shí)，n/P燈=2640 W， I/2n/P燈/U22640/880=3 A 所以P/出=n/P燈十I/22R=26403242676w 發(fā)電機(jī)的輸出功率減少一半還要多，因輸電線上的電流減少一半，輸電線上電功率的損失減少到原來(lái)的1/4。說(shuō)明：對(duì)變電過(guò)程較復(fù)雜的輸配電問(wèn)題，應(yīng)按照順序，分步推進(jìn)或按“發(fā)

26、電一一升壓輸電線降壓一用電器”的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電”一步一步進(jìn)行分析注意升壓變壓器到線圈中的電流、輸電線上的電流、降壓變壓器原線圈中的電流三者相等規(guī)律方法 一、解決變壓器問(wèn)題的常用方法【例6】如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則（ ABD ） A保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大 B保持P的位置及U1不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小 C保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 解析：K由a合到b時(shí)，n1減小，由,可知，U2增大，P2=U22/R隨之增大而 P1=P2，P1=I1U1，從而I1增大，