高考物理《电学》专题复习系列17《变压器-远距离输电》.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高考物理电学专题复习系列课件,第1页,17变压器远距离输电,第2页,变压器 远距离输电,目标要求,一、了解变压器工作原理,二、掌握相关理想变压器问题几个公式,四、掌握相关远距离输电问题,三、了解几个常见变压器,第3页,一、变压器：,改变电压或电流装置,第4页,了解变压器工作原理,副线圈,原线圈,铁芯,(初级线圈),(次级线圈),电源,用电器,(负载),1、结构：,2、原理：,把交变电压加在原线圈上，原线圈中交变电流在铁芯中,产生交变磁通量,，这个交变磁通量,不但穿过,原线圈，,也穿过,副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。假如副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。,电能磁场能电能,互感现象是变压器工作基础,3、说明：,电路符号,第5页,二、理想变压器：,磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。,第6页,掌握相关理想变压器问题几个公式,n,1,n,2,U,1,U,2,副线圈,原线圈,、,P,入,P,出,、,、,（仅一个副线圈）,理想变压器工作中逻辑关系,（1）U,2,随U,1,改变而改变。,（3）I,1,随I,2,改变而改变。,（2）P,入,=P,出,P,入,随P,出,改变而改变。,（4）对有多个副线圈情况:,A、,B、n,1,I,1,=n,2,I,2,+n,3,I,3,+n,4,I,4,+,U,1,n,1,U,2,n,2,n,3,U,3,第7页,了解几个常见变压器,1、自耦变压器,调压变压器,就是一个自耦变压器,2、互感器,a、电压互感器,b、电流互感器,把高电压、强电流,变成,低电压、弱电流来测量,第8页,三、远距离输电,第9页,第10页,（1）为何要进行远距离输电？,电站利用能源合理性和各地用户需要,可靠、保质、经济,Q=I,2,R,线,t,P,损,=I,2,R,线,U,损,=IR,线,（2）输送电能基本要求是什么？,（3）为何输电过程中有电能损失？会产生怎样影响？,（4）怎样减小输电过程中电能损失？,第11页,减小功率损失方法：,1减小输电线电阻,依据:,P,损,=,I,2,R,(R=L/s),选取电阻率较小铜线或铝线,增大导线横截面积,第12页,2减小输电导线中电流。,依据电功率公式I=P/U，在确保输送功率P不变条件下，能够提升输电电压。,小结：,减小电能输送中电能损失最有效方法是提升输电电压,减小功率损失方法：,第13页,掌握相关远距离输电问题,发电厂,用 户,U,出,U,户,U,线,R,U,2,U,1,I,出,I,户,I,线,第14页,第15页,例1,.一台变压器原线圈输入380V电压后，副线圈输出电压为19V，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V，则变压器原线圈匝数为,匝。,U,1,n,1,=U,2,n,2,=U,3,n,3,=k,=,U,n,n,1,=U,1,n,U,=380150/(38-19)=3000,匝,又解:,380 n,1,=38(n,2,+150),n,2,=150匝,n,1,=3000匝,380,n,1,=19 n,2,解:,U,1,n,1,=U,2,n,2,3000,第16页,例2.,如图所表示，有一理想变压器，原线圈匝数为n,1,，两个副线圈匝数分别为n,2,和n,3,，原副线圈电压分别为U,1,、U,2,、U,3,，电流分别为I,1,、I,2,、I,3,，两个副线圈负载电阻阻值未知，以下结论中，正确是：(),(A)U,1,：U,2,n,1,：n,2,，U,2,：U,3,=n,2,：n,3,；,(B)I,1,/I,3,=n,3,/n,1,，I,1,/I,2,=n,2,/n,1,；,(C)I,1,U,1,=I,2,U,2,I,3,U,3,；,(D)n,1,I,1,=n,2,I,2,n,3,I,3,。,A C D,第17页,P230/练习2.,如图所表示理想变压器,输入电压U,1,=220伏，各线圈匝数之比n,1,:n,2,:n,3,=10:5:1。R,2,=110欧,测得经过R,3,电流I,3,=2A。求：流经电阻R,2,及初级线圈中电流强度I,2,和I,1,各为多少？,解:,U,1,:U,2,:U,3,=,n,1,:n,2:,n,3,=10:5:1,U,2,=110V,U,3,=22V,理想变压器输入电功率等于输出电功率，,I,1,U,1,=I,2,U,2,+I,3,U,3,I,1,U,1,=1 110+222=154V,I,1,=0.7A,I,2,=U,2,/R,2,=1A,第18页,97高考变形.,图（甲）、（乙）两电路中，当a、b两端与e、f 两端分别加上220V交流电压时，测得c、d 间与g、h 间电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h 两端加上110V交流电压，则a、b间与 e、f间电压分别为,V和,V,若分别在c、d两端与g、h 两端加上110V恒定电压，则a、b间与 e、f间电压分别为,V,和,V.,d,110,220,110,0,第19页,例,、如图是一个理想变压器电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同灯泡均正常发光，则原、副线圈匝数比为：,A.5,1,B.1,5,C.4,1,D.1,4,n,1,n,2,U,A,B,解,：设灯泡正常发光电流为I，,则原、副线圈电流分别为I和4I，如图示。,I,4I,所以原、副线圈匝数比为 4,1,第20页,1996年上海高考题,：,P228/例1,在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所表示变压器铁芯左右两个臂上当通以交变电流时，每个线圈产生磁通量都只有二分之一经过另一个线圈，另二分之一经过中间臂已知线圈1、2匝数之比n,1,n,2,=21在不接负载情况下【】,A当线圈1输入电压220V时，,线圈2输出电压为110V,B当线圈1输入电压220V时，,线圈2输出电压为55V,C当线圈2输入电压110V时，,线圈1输出电压为220V,D当线圈2输入电压110V时，,线圈1输出电压为110V,解见下一屏,1,2,第21页,【分析】,因为理想变压器原、副线圈电压之比（U,1,/U,2,）等于线圈中产生感应电动势之比（E,1,/E,2,），每个线圈产生磁通量只有二分之一经过另一线圈,所以当从线圈1输入电压U,1,=220V时，由,【答】B、D,当从线圈2输入电压U,2,=110V时，同理由,第22页,b,a,c,d,5V,3V,P229/例2,.如图所表示理想变压器有两个副线圈，副线圈绕向和输出端见图，输出电压分别是5V和3V，要取得8V电压，两个副线圈连接方法是：(),(A),b,、,c,连接,a,、,d,两端输出,(B),a,、,d,连接,b、c两端输出,(C),a,、,c,连接,b、d两端输出,(C)b、d连接,a、c 两端输出,A B,第23页,例3.,如图所表示,一理想变压器原、副线圈分别由双线圈,ab,和,cd,(匝数都为,n,1,)、,ef,和,gh,(匝数都为,n,2,)组成.用,I,1,和,U,1,表示输入电流和电压,I,2,和,U,2,表示输出电流和电压.在以下4种连接法中,符合关系,U,1,/,U,2,=,n,1,/,n,2,I,1,/,I,2,=,n,2,/,n,1,有().,(A),b,与,c,相连,以,a,、,d,为输入端;,f,与,g,相连,以,e,、,h,为输出端,(B),b,与,c,相连,以,a,、,d,为输入端;,e,与,g,相连,f,与,h,相连作为输出端,(C),a,与,c,相连、,b,与,d,相连作为输入端;,f,与,g,相连,以,e,、,h,为输出端,(D),a,与,c,相连、,b,与,d,相连作为输入端;,e,与,g,相连,f,与,h,相连作为输出端,A D,第24页,例4.,在远距离输电中，当输送电功率相同时，则关于输电导线上损失功率以下说法正确是（）,(A)减小输电导线电阻能够减小损失功率，,但此种方法很有限,(B)提升输送电压从而减小输送电流，可大大减,小损失 功率,(C)损失功率与输送电压二次方成反比,(D)损失功率与输电线上电压降成反比,A B C,第25页,例5.,变压器接入某输电电路中，现以相同输入电压U，不一样输出电压输送相同电功率P，输电线电阻为R当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗功率为,；当匝数比为nK时，线路上损耗功率为原来_倍.,(P/KU),2,R,1/n,2,解:,变压器输出电压为KU,线路电流为P/KU,功率损失为,P=I,2,R=,(P/KU),2,R,.,匝数比为nK时,变压器输出电压增大为n倍,线路电流减小为1/n,功率损失减小为原来 1/n,2,.,第26页,P229/例3、,某发电机输出功率P=100千瓦，发电机端电压U=1000伏，向远距离输电输电线总电阻R=8欧。现要求输电损耗为5%，用户得到电压恰好为220伏，则：画出输电线路示意图；,求出所用变压器原副线圈匝数比。,解：,线路上损耗功率为P=5000 W，,P=I,2,2,R,电流为I,2,=25A，,线路上电压为U=I,2,R=200V，,U,2,=P/I,2,=100000/25=4000V,n,1,n,2,=U,1,U,2,=1 4,U,3,=U,2,-U =3800V,U,4,=220V,n,3,n,4,=U,3,U,4,=190 11,U,4,=220V,U,1,=1000V,8,U,2,U,3,第27页,例6.,有一条河流，河水流量为4m,3,/s，落差为5m，现利用它来发电，使用发电机总效率为50，发电机输出电压为350V，输电线电阻为4，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率5，而用户所需要电压为220V，求所用升压、降压变压器上原、副线圈匝数比g=9.8m/s,2,线路上损耗功率为P=4900 W，,P=I,2,2,R,电流为I,2,=35A，,线路上电压为U=I,2,R=140V，,U,2,=P,2,/I,2,=2800V,n,1,n,2,=U,1,U,2,=350 2800=1 8,U,3,=U,2,-U =2660V,U,4,=220V,n,3,n,4,=U,3,U,4,=2660 220 12 1,解:,机械功率P,1,=mgh/t=10004 9.8 5=1.96 10,5,W,发电机输出功率P,2,=0.5 P,1,=9.810,4,W,第28页,再见,第29页,