高二物理变压器远距离输电-讲义（教师版）.pdf

变压器远距离输电

抛砖引玉

我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电

量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？

本讲概述

学习目标

1.知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系，会推导理想变压器原、副线圈电

流与匝数的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。

2.知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，体会建立理想模型这种思维方法。

3.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。

知识结构

1

一、【必备知识】变压器

1.核心知识

变压器在我们的生活中随处可见，大家常用的手机充电器实际上就是一个变压器。那么变压器的

工作原理是什么样的呢？下面我们来研究这个内容。

1．原理

如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．原线圈（也称初级线圈）与交流电源

连接，副线圈（也称次级线圈）与负载连接．

2

变化的电流通过原线圈时在铁芯中激发变化的磁场，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管

两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．

电磁感应现象是变压器工作的基础。

2．理想变压器

没有能量损失的变压器，称为理想变压器．理想变压器有以下几个重要关系：

⑴功率关系

输入功率等于输出功率，即．

⑵电动势关系

设原、副线圈的匝数分别为、，因为每一匝线圈都具有相同的，所以感应电动势，

，两式相比得到．

⑶电压关系

原线圈两端的电压，副线圈两端的电压，所以．

在输入电压一定时，原、副线圈取不同的匝数比，副线圈输出的电压会不一样，变压器由此得

名。

⑷电流关系

只有一个副线圈时，由可知，，所以．

2.即学即练

类型一：理想变压器的基础计算

1.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是．

【答案】丙

【解析】甲图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作．

乙图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器．

3

丙图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，可以将电压升高供给电灯．

丁图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作．

【标注】【知识点】变压器原副线圈的关系

2.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电

流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为

了使电流表能正常工作，则()

A.ab接MN、cd接PQ，IabIcdB.ab接MN、cd接PQ，IabIcd

C.ab接PQ、cd接MN，IabIcdD.ab接PQ，cd接MN，IabIcd

【答案】ABD

【解析】保持U及P的位置不变，K由a扳向b时，n减小，增大，由U=U知U变

11212

大，则输出电流I增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P=UI知，I增大，A正确．同

21111

理，K若由b扳向a，R消耗功率将减小，B正确．U不变，K接在a处，使P上滑时，