時(shí)變壓器電能的輸送演示文稿

時(shí)變壓器電能的輸送演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一優(yōu)選時(shí)變壓器電能的輸送現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一A.線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=cosωtB.線圈中電流的有效值I=C.線圈中電流的有效值I=D.線圈消耗的電功率P=解析

回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=BSω,電流最大值Im=,t=0時(shí)為中性面,故瞬時(shí)值表達(dá)式i=·sinωt.電流的有效值I= ,P=I2R=,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確.答案

C現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一變式練習(xí)4(16分)如圖10所示,一個(gè)被x軸與曲線方程y=0.2sin所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T.正方形金屬線框的邊長(zhǎng)是L=0.4m,電阻R=0.1Ω,它的一邊與x軸重合,在拉力F的作用下,線框以v=10m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng).試求:(1)拉力F的最大功率是多少?(2)拉力F要做多少功才能把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)?題型4交流電與電磁感應(yīng)問(wèn)題的結(jié)合現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一(1)拉力F的最大功率是多少?(2)拉力F要做多少功才能把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)?解析

(1)當(dāng)線框的一條豎直邊運(yùn)動(dòng)到x=0.15m處時(shí),線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,且此時(shí)有效切割長(zhǎng)度Ly=0.2mEm=BLyv=0.2×0.2×10V=0.4V (2分)根據(jù)歐姆定律可得最大電流為Im= =4A (2分)所以拉力F的最大值為Fm=BLyIm=0.2×0.2×4N=0.16N (2分)拉力F的最大功率為Pm=Fmv=0.16×10W=1.6W (2分)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一(2)把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),因?yàn)橛行懈铋L(zhǎng)度是按正弦規(guī)律變化的,所以,線框中的電流也是按正弦規(guī)律變化的(有一段時(shí)間線框中沒(méi)有電流).電動(dòng)勢(shì)的有效值是E==0.2V (3分)通電時(shí)間為t= s=0.06s (2分)拉力做功W= ×0.06J=0.048J (3分)答案

(1)1.6W(2)0.048J現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一一、變壓器1.變壓器的構(gòu)造:如圖1所示,變壓器是由

和繞在鐵芯上的

組成的.第2課時(shí)變壓器電能的輸送閉合鐵芯兩個(gè)線圈圖1現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一

(1)原線圈:與交流電源連接的線圈,也叫

線圈. (2)副線圈:與

連接的線圈,也叫

線圈.2.變壓器的原理:電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng),由于電流的

、

在不斷變化,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

,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.

是變壓器工作的基礎(chǔ).3.理想變壓器:沒(méi)有

的變壓器,即

功率等于

功率.初級(jí)負(fù)載次級(jí)大小方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互感現(xiàn)象能量損失輸入輸出現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一4.基本關(guān)系式

(1)功率關(guān)系:

. (2)電壓關(guān)系:

;有多個(gè)副線圈時(shí),=

(3)電流關(guān)系:只有一個(gè)副線圈時(shí),

.

由P入=P出及P=UI推出有多個(gè)副線圈時(shí),U1I1=

.P入=P出U2I2+U3I3+…+UnInn3n2n1I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…….現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一5.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器

(2)互感器

電壓互感器:用來(lái)把

變成

.電流互感器:用來(lái)把

變成

.高電壓低電壓大電流小電流V

An1n2U1U2現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一 思考:變壓器能否改變恒定電流的電壓?能否改變交流電的頻率?

提示:(1)變壓器不能改變恒定電流的電壓.由變壓 器的原理可知恒定電流通過(guò)原線圈時(shí)不能產(chǎn)生變 化的磁場(chǎng),副線圈中的鐵芯中的磁通量就不會(huì)變化,

副線圈中就不會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).(2)變壓器也不能改變交流電的頻率,因?yàn)樵?、副線圈中磁通量的變化情況相同.現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一二、電能的輸送1.輸電導(dǎo)線上的能量損失:主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的,表達(dá)式為

.2.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

(1)減小輸電線的電阻.由電阻定律R=ρ可知,在輸電距離一定的情況下,為減小電阻,應(yīng)采用電阻率小的材料,也可增加導(dǎo)線的橫截面積. (2)減小輸電導(dǎo)線中的輸電電流.由P=UI可知,當(dāng)輸送功率一定時(shí),提高輸電的電壓,可以減小輸電電流.

這兩種方法中,適用于遠(yuǎn)距離輸電的是

,即利用

.Q=I2Rt減小輸電電流高壓輸電現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一3.高壓輸電的原理 由輸送功率P=UI,其中U為

,I為

,因而當(dāng)輸送功率一定時(shí),可以提高

,以減小

,則線路上的功率損耗

P損=I2R可大幅度減小,這是行之有效的辦法.輸送電壓輸送電流輸送電壓U輸送電流I現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一熱點(diǎn)一理想變壓器的原、副線圈基本量的關(guān)系熱點(diǎn)聚焦基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比,與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無(wú)關(guān)電流關(guān)系只有一個(gè)副線圈,電流和匝數(shù)成反比;多個(gè)副線圈,由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一制約關(guān)系電壓副線圈的電壓U2由原線圈的電壓U1和匝數(shù)比決定功率原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一熱點(diǎn)二關(guān)于高壓輸電問(wèn)題的分析1.遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以圖2為例)圖2現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一(1)功率關(guān)系P1=P2,P3=P4,P2=P線+P3(2)電壓、電流關(guān)系U2=U線+U3,I2=I3=I線(3)輸電電流:I線=(4)輸電導(dǎo)線上損耗的電功率P線=U線I線=I線2R線=R線現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一2.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的處理思路

(1)首先畫(huà)出輸電線路示意圖,最簡(jiǎn)單電路如圖3所示.圖3現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一題型1理想變壓器基本公式的應(yīng)用【例1】一臺(tái)理想變壓器,其原 線圈2200匝,副線圈440匝, 并接一個(gè)100Ω的負(fù)載電 如圖4所示. (1)當(dāng)原線圈接在44V直流電源上時(shí),電壓表示數(shù)為多少?電流表示數(shù)為多少? (2)當(dāng)原線圈接在220V交流電源上時(shí),電壓表示數(shù)為多少?電流表示數(shù)為多少?此時(shí)輸入功率為多大?變壓器效率為多大?題型探究圖4現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一

思路點(diǎn)撥(1)變壓器的工作原理是什么? (2)電壓、電流和功率三個(gè)參量,變壓器可以改變哪些?解析

(1)原線圈接在直流電源上時(shí),由于原線圈中的電流恒定,所以穿過(guò)原、副線圈的磁通量不發(fā)生變化,副線圈兩端不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故電壓表示數(shù)為零,電流表示數(shù)也為零.現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一(2)由得U2=U1=220×V=44V(電壓表讀數(shù))I2= A=0.44A(電流表讀數(shù))P入=P出=I2U2=0.44×44W=19.36W效率η=100%答案

(1)00(2)44V0.44A19.36W100%現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一題型2理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析【例2】如圖5所示電路中的 變壓器為理想變壓器,S為 單刀雙擲開(kāi)關(guān),P是滑動(dòng)變 阻器R的滑動(dòng)觸頭,U1為加 在原線圈兩端的交變電壓,I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則R上消耗 的功率減小 B.保持P的位置及U1不變,S由a切換到b,則I2減小 C.保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則I1增大 D.保持U1不變,S接在b端,將P向上滑動(dòng),則I1減小圖5答案

BC現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一變式練習(xí)1

如圖6所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻,開(kāi)關(guān)S是閉合的.V1和V2為理想電壓表,讀數(shù)分別為U1和U2;A1、A2和A3為理想電流表,讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開(kāi)S,U1數(shù)值不變,下列推斷中正確的是 ( )A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大C.I1變小、I2變小 D.I1變大、I2變大答案

BC現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一題型3遠(yuǎn)距離輸電【例3】某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶(hù),輸送的總功率為9.8×104W,電廠輸出電壓僅為350V,為減少輸送功率損失,先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出.已知輸電線路的總電阻為4Ω,允許損失的功率為輸送功率的5%,所需電壓為220V,求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?

思路點(diǎn)撥畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,標(biāo)出相關(guān)的物理量,找尋需要的計(jì)算公式.現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一解析

根據(jù)題意,畫(huà)出輸電線路圖如下圖所示.由電路中損失功率P損=P總×5%=I22R得輸電線路中電流為I2= =35A.升壓變壓器輸出電壓U2= =2.8×103V根據(jù)理想變壓器電壓比公式得,升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為降壓變壓器輸入功率為現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一P3=P總-P損=P總-5%P總=95%P總=9.31×104W所以降壓變壓器的初級(jí)電壓為U3= =2660V所以降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為答案

1∶812∶1現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一變式練習(xí)2有條河,流量Q=2m3/s,落差h=5m,現(xiàn)利用其發(fā)電,若發(fā)電機(jī)總效率為50%,輸出電壓為240V,輸電線總電阻R=30Ω,允許損失功率為輸出功率的6%,為滿(mǎn)足用電的需求,則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少?能使多少盞“220V,100W”的電燈正常發(fā)光?(g取10m/s2)解析

設(shè)ρ為水的密度電源端:P輸出=50%=Qρgh×0.5=2×1×103×10×5×0.5W=5×104W (4分)現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一輸出電壓U0=240V,輸送電路如下圖所示為滿(mǎn)足輸電要求,據(jù)ΔP損=I送2R,有I送= A=10A (4分)則送電電壓為U送= V=5×103V (2分)所以升壓變壓器的匝數(shù)比為現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一n1∶n2=U0∶U送=240∶(5×103)=6∶125 (2分)輸電線電壓損失ΔU損=I送R=10×30V=300V (3分)用戶(hù)端:U1=U送-ΔU損=5×103V-300V=4700V(3分)據(jù)題意可知,U2=220V,所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1′∶n2′=U1∶U2=4700∶220=235∶11

(2分)因?yàn)槔硐胱儔浩鳑](méi)有能量損失,可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)為N= 盞=470盞 (2分)答案

6∶125235∶11470盞現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一1.某理想變壓器的原線圈接一交流電,副線圈接如圖所示電路,電鍵S原來(lái)閉合,且R1=R2.現(xiàn)將S斷開(kāi),那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1及該變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況分別是 ( ) A.U增大 B.I增大

C.P1減小 D.P增大素能提升

答案

A現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一2.某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶9,原線圈 所接電源電壓按圖9所示規(guī)律變化,副線圈接有一燈 泡,此時(shí)燈泡消耗的功率為40W,則下列判斷正確的 是 ( ) A.副線圈兩端輸出的電壓為36V B.原線圈中電流表的示數(shù)約為0.18A C.變壓器的輸入、輸出功率之比為55∶9 D.原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin100πtV圖9答案

B現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一

解析

根據(jù)變壓器的原、副線圈的電壓之比等于 匝數(shù)之比,故副線圈兩端輸出的電壓為U2=U1= 36V,A錯(cuò);根據(jù)理想變壓器知P1=P2,故有I1=≈0.18A,B正確,C錯(cuò);原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin100πtV,D錯(cuò).

答案

B現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有37頁(yè)\編輯于星期一6.發(fā)電機(jī)的端電壓220V,輸出電功率44kW,輸電導(dǎo)線的電阻為