10.2变压器 电能的传输.doc

第2单元变压器__电能的传输 理想变压器 [想一想] 一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图10－2－1所示。 图10－2－1 (1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表、电流表的示数分别为多少？ (2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表、电流表的示数分别为多少？ [提示]　(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零。 (2)由＝得 U2＝U1＝220× V＝44 V(电压表示数) I2＝＝ A＝0.44 A(电流表示数) [记一记] 1．构造：如图10－2－2所示。 图10－2－2 理想变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。 2．原理 线圈的互感现象。 3．基本关系 (1)电压关系：＝ (2)功率关系：P入＝P出 (3)电流关系：只有一个副线圈时：＝ 有多个副线圈时：U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn 4．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫调压变压器。 (2)互感器： 电压互感器，用来把高电压变成低电压。 电流互感器，用来把大电流变成小电流。 [试一试] 1. (2011·新课标全国卷)如图10－2－3，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(　　) 图10－2－3 A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 V，I＝0.2 A D．U＝110 V，I＝0.2 A 解析：选A　直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V、0.1 A。故原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。 电能的输送 　　[想一想] 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。这是什么原因呢？ [提示]　在用电高峰时，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，因而每盏灯两端的电压较低。 [记一记] 1．输电过程(如图10－2－4所示) 图10－2－4 2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′ (2)ΔU＝IR 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′ (2)ΔP＝I2R＝()2R 4．输送电流 (1)I＝　(2)I＝ [试一试] 2．在如图10－2－5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着用户用电量的增加，发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　) 图10－2－5 A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 解析：选CD　由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，A错误；在电能输出过程中有：I2＝，U线＝I2R线，U3＝U2－U线，因P变大，I2变大，所以U线变大，所以降压变压器初级线圈上电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；根据P线＝()2R线，因P变大，所以P线变大，C正确；根据＝＝，因P变大，所以比值变大，D正确。 变压器的工作原理及基本关系 1.基本关系 (1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、相同。 (2)线圈无电阻，因此无电压降，U＝E＝n。 (3)根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有＝＝＝… (4)无电能损失，因此P入＝P出，无论副线圈一个还是多个，总有U1I1＝U2I2＋U3I3＋…将电压关系代入可得n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 2．基本关系式中物理量之间的决定关系 (1)电压决定关系：输入电压U1决定输出电压U2，这是因为输出电压U2＝U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变。 (2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1。 (3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1，也可简记为“用决定供”。 [例1]　(2012·山东高考)图10－2－6甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，○ 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是(　　) 图10－2－6 A．电压表的示数等于5 V B．电压表的示数等于 V C．实现点火的条件是1 000 D．实现点火的条件是1 000 [尝试解题] 电压表示数为电压有效值，由题图乙可得U