一轮学案变压器

变压器与远距离输电1第2讲变压器电能的输送理想变压器Ⅰ(考纲要求)1．构造如图10-2-1所示，变压器是由和绕在铁芯上的组成的．(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫线圈．(2)副线圈：与连接的线圈，也叫线圈．2．原理电流磁效应、．3．基本关系式(1)功率关系：．(2)电压关系：U1n1＝U2n2；有多个副线圈时，U1n1＝U2n2＝U3n3＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，I1I2＝n2n1.由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器(2)互感器远距离输电Ⅰ(考纲要求)1.输电过程(如图)2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝.3．电压损失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝变压器与远距离输电24．功率损失(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝＝PU2R5．输送电流：(1)I＝PU；(2)I＝U－U′R.对理想变压器的理解(1)理想变压器①没有能量损失②没有磁通量损失(2)基本量的制约关系电压副线圈的电压U2由原线圈的电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定远距离高压输电的几个基本关系变压器与远距离输电31.一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图10-2-3所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()．A．1100,360B．1100,180C．2200,180D．2200,3602．一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈两端输入u1＝2202sin314t(V)的交变电压时，下列说法正确的是()．A．副线圈两端电压为122VB．副线圈接一10Ω电阻时，原线圈中的电流为1AC．副线圈接一10Ω电阻时，原线圈中输入功率为10WD．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是2202V3．(2012·江西重点中学联考)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时()．A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小4．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表，交流电源的电压大小不变．开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是()．A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小B．等效电阻R上消耗的功率变大C．原线圈中电流表示数变小D．灯泡L1和L2变亮5．(2010·福建理综，13)中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的变压器与远距离输电4条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()．A.P4B.P2C．2PD．4P考点一理想变压器基本关系的应用(1)基本关系式中U1、U2、I1、I2均指交流电的有效值．(2)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器没有这种关系．(3)理想变压器变压比公式和变流比公式中的电压和电流均采用峰值时，公式仍成立．6.(2010·海南高考题)如图10-2-5所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是()．A．若电压表读数为6V，则输入电压的最大值为242VB．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍7.(2012·三亚模拟)如图10-2-6所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R＝44Ω，电流表A1的示数为0.20A．下列判断中正确的是()．A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C．电流表A2的示数为1.0A变压器与远距离输电5D．电流表A2的示数为0.4A考点二理想变压器动态分析问题1．匝数比不变的情况如图所示：(1)U1不变，根据U1U2＝n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变．(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．(3)I2变化引起P2变化，由P1＝P2，故P1发生变化．2．负载电阻不变的情况如图所示：(1)U1不变，n1n2发生变化，故U2变化．(2)R不变，U2改变，故I2发生变化．(3)根据P2＝U22R，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．8.(2011·宝鸡模拟)如图10-2-9所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是()．A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大9.如图10-2-10所示是原、副线圈都有中间抽头的理想变压器，在原线圈上通过一个单刀双掷开关S1与一只电流表A连接，在副线圈上通过另一个单刀双掷开关S2与一个定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改变原、副线圈的匝数．在原线圈上加一电压为变压器与远距离输电6U1的交流电后：①当S1接a，S2接c时，电流表的示数为I1；②当S1接a，S2接d时，电流表的示数为I2；③当S1接b，S2接c时，电流表的示数为I3；④当S1接b，S2接d时，电流表的示数为I4，则()．A．I1＝I2B．I1＝I4C．I2＝I3D．I2＝I4考点三远距离输电问题解决远距离输电问题时应注意1．首先画出输电的电路图：如图所示2．分析三个回路：在每个回路中变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．3．综合运用下面三个方面的关系求解(1)能量关系，P＝U1I1＝U2I2＝P用户＋ΔP，ΔP＝I22R，P用户＝U3I3＝U4I4(2)电路关系，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R(3)变压器关系，U1U2＝I2I1＝n1n2，U3U4＝I4I3＝n3n4.10.(2012·临沂模考)随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()．变压器与远距离输电7A．输电线上损耗的功率为P20RU22B．输电线上损耗的功率为P20RU21C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率11.图10-2-12为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电线的总电阻为r，则下列关系式正确的是()．A．P1P2B．P2＝P3C．U2U3D．U2＝U3两种特殊的变压器模型一、自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分做为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．12.如图10-2-13所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40Ω.当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.二、双副线圈变压器计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个关系：1．电压关系：U1n1＝U2n2＝U3n3＝……变压器与远距离输电82．电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋……3．功率关系：P1＝P2＋P3＋……13.(2011·黄冈三模)如图10-2-14所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3为()．A．1∶1∶1B．3∶2∶1C．6∶2∶1D．2∶2∶1一、理想变压器基本关系的应用(高频考查)1.(2011·浙江卷，16)如图10-2-15所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()．A．2.0VB．9.0VC．12.7VD．144.0V二、理想变压器的动态分解(中频考查)2．(2010·天津理综，7)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图10-2-19所示．当开关S闭合后()．A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变