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1、第 2 单元 变压器 电能的输送一、理想变压器1、构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器2、作用：在输送电能的过程中改变电压3、原理：其工作原理是利用了电磁感应现象 （互感） 4、理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压 于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有： ，11，忽略原、副线圈内阻，有 外，考虑到铁心的导磁作22用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 由此便可得理想变压器的电压变化规律为21 21n在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损
2、失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损” ） ，有 ，而 ，1是又得理想变压器的电流变化规律为 ，由此可见：理想变压器的221,略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别 ）二、变压器的物理量变化的规律1、电压规律 21解：（1）U 1 由电源决定， n 的变化而变化，副线圈相当于一个新电源（2）U / n 表示单匝线圈的电压。 （类比于砌墙）2、功率规律 21）理想变压器只传递能量，不消耗能量（2）p 1 随 变化而变化，但 能无限地变大，要受到发电机最大输出功率地限制（类比：银行出纳）3、电流规律 解：
3、R 增大，I 2 减小，p 2 减小，p 1 减小，I 1 减小加，U 2 增加，I 2 增加，p 2 增加，p 1 增加，I 1 增加结论：I 1 随 变化而变化4、 多组副线圈（1）无论原副线圈，磁通量变化率相同，所以有 （类比：砌墙）321） 321令 kn 11 2 2 1】 理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为 760 匝、 88 匝、00 0 匝，电源电压为 20V。 6W，测得初级线圈的电流为 通过 的电流 ：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用 I1/ n，而应该用 2+ n。由U n 可求得 6V， 000V；由 232=1A 可得 例 2】在变电站里，经常要用交流电
4、表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是 A 【例 3】如图，为一理想变压器，K 为单刀双掷开关， P 为滑动变阻器的滑动触头， （A、B、D）1及 P 的位置不变，K 由 a 合到 b 时， 1及 P 的位置不变，K 由 b 合到 a 时， R 1不变，K 合在 a 处，使 P 上滑， 的位置不变，K 合在 a 处，若 4】一台理想变压器原线圈匝数 100 匝，两个副线圈的匝数分别是 0 匝，00 匝，若通过两个副线圈中的电流强度分别是 A， A，23， 又因为 ， 12n1， ， 把代入，整理得： 23以 A = 06412距离输电A、明
5、确物理量电源的输出电压 U，输出功率 ，损失功率 ，得到的功率 pB怎样减少电能损失 、 减小时间 减小电阻 减小导线长度 L，减小电阻率（铜和铝）增大截面积 3、 减小电流，提高输出电压 ，p 与输出电压 U 平方反比C其他方面的能量损失输电线上的电压损失，除与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。A A A B. C. ,pU，p【例 5】 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为 P=500使用 U=5电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4
6、800 度。求：这时的输电效率 和输电线的总电阻r。若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解 ； 由 于 输 送 功 率 为 P=500昼夜输送电能 E=2000 度，终点得到的电能 E /=7200 度，因此效率 = 60%。输电线上的电流可由 I=P/U 计算，为 I=100A，而输电线损耗功率可由 2r 计算，其中 800/24=200此可求得 r=20。 输 电 线 上 损 耗 功 率 ， 原 来 00现 在 要 求 10 计 算 可21U得 输 电 电 压 应 调 节 为 U / =例 6】发电机输出功率为 100 出电压是 250 V，用户
7、需要的电压是 220 V，输电线电阻为 10 %，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2）画出此输电线路的示意图. （3）用户得到的电功率是多少？解析：输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率 P 线 =1004% P 线 =输电线电流 3=20 1= A=400 所以 ，这样 1 =25020 4012000 2 =50000 V=4800 V，所以 1240843用户得到的电功率 P 出 =10096% 6 对训练1 如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通
8、过中间的臂，已知线圈 1、2 的匝数比为 1， 输入电压 220 V 时，线圈 2 输出电压为 110 输入电压 220 V 时，线圈 2 输出电压为 55 输入电压 110 V 时，线圈 1 输出电压为 220 输入电压 110 V 时，线圈 1 输出电压为 110 一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为00， 20，电源电压 20 V，原线圈中串联一个 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，4 a） 、 （ b）所示，当图中 a、 b 两端与 e、 f 两端分别加上 220 V 的交流电压时，测得 c、 d 间与 g、h 间的电压均为 110 c、 d 两端与 g、 h 两端加上 110 V 的交流电压，则 a、 b 与 e、 f ，220 V ，110 V ，110 V ，想变压器原、副线圈匝数 21，副线圈上接有“8 V，8 W”的灯泡 线圈上接有“6 V，9 W”的灯泡 线圈上接有电阻 ，当 a、 b 两端接交变电源后， 交变电源的输出功率为
