《变压器远距离输电》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变压器远距离输电(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、-一、理想变压器1构造:如图1所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。图1(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。2原理:电流磁效应、电磁感应。3根本关系式(1)功率关系:P入P出。(2)电压关系:。有多个副线圈时。(3)电流关系:只有一个副线圈时。由P入P出及PUI推出有多个副线圈时,U1I1U2I2U3I3UnIn。4几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器(2)互感器二、远距离输电1输电过程(如图2所示)图22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QI2Rt。3电压损失(1)UUU;(2)UI
2、R4功率损失(1)PPP;(2)PI2R2R5输送电流(1)I;(2)I。高频考点一理想变压器根本关系的应用例1一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值一样的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图2所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则()AU66 V,k BU22 V,kCU66 V,k DU22 V,k【变式探究】用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图3所示,则()A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器
3、原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin (100t) A【举一反三】如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1n221,和均为理想电表,灯泡电阻RL6 ,AB端电压u112sin 100t (V)以下说确的是()A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W【变式探究】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的*局部一升压式自耦调压变压器的电路如下图,其副线圈匝数可调变压器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW.设此时
4、原线圈中电流的有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A【方法规律】关于理想变压器的四点说明1变压器不能改变直流电压2变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率3理想变压器本身不消耗能量4理想变压器根本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值高频考点二理想变压器的动态分析例2如图9所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示
5、数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则以下说确的是()A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动【变式探究】 (多项选择)如图10所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()A保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
6、【举一反三】 (多项选择)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D将二极管短路,电流表的读数加倍【变式探究】图甲为理想变压器,其原、副线圈的匝数比为41,原线圈接图乙所示的正弦交流电图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表则以下说
7、确的是()图12A图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 50t VB变压器原、副线圈中的电流之比为14C变压器输入、输出功率之比为14DRt处温度升高时,电压表和电流表的示数均变大高频考点三远距离输电问题例3(多项选择)在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,则()A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输送电压越高,输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比【变式探究】如下图,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电
8、压有效值是500 VC输电线上的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小【举一反三】(多项选择)一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻为R1 k.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V、60 W)假设在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的损耗可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则()AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有61
9、04盏灯泡(220 V、60 W)正常发光1【2016全国卷】一含有理想变压器的电路如下图,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A2 B3C4 D52【2016全国卷】如下图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压一样的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光以下说确的是()A原、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为193【2016*卷】
10、如图1所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表以下说确的是()A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D假设闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大4【2016卷】一自耦变压器如图1所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一局部,接在c、d间作为副线圈在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()图1AU2U1,U2降低BU2U1,U2升高C
11、U2U1,U2降低DU2U1,U2升高5【2016卷】如图1所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少一样匝数,其他条件不变,则()A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变1.【201510】4如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为5.0V,则A此时原线圈两端电压的最大值约为34VB此时原线圈两端电压的最大值约为24VC
12、原线圈两端原来的电压有效值约为68VD原线圈两端原来的电压有效值约为48V2.【20151】5一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改为110V,变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为A200 B400 C1600 D32006.【201515】11图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2 。在T的原线圈两端接入一电压的交流电源,假设输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )1.(2014卷,15)如下图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输
13、电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则()A用户端的电压为B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为IrD输电线路上损失的电功率为I1U4(2014卷,3)远距离输电的原理图如图16所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则以下关系式中正确的选项是()A. BI2 CI1U1IR DI1U1I2U25(多项选择)(2014卷,17)如下图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后,用
14、电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的选项是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n21136(2014卷,2)理想变压器上接有三个完全一样的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端。三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为()A12 B21 C23 D321如下图,理想变压器原线圈的匝数n11 100匝,副线圈的匝数n2110匝,原线圈接u311sin(314t)(V)的交流电源。开场开关S处于断开状态。以下表达正确的选项是()A电压表示数为22 VB当开关S闭合后,电压表示数变大C当开关S闭合后,电流表示数变小D当开关S闭合后,变压器的输出功率增大2如图2所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表,除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余