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2020-2021学年4 变压器复习课件ppt
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这是一份2020-2021学年4 变压器复习课件ppt，共11页。PPT课件主要包含了典例一，理想变压器规律的应用，典例二，理想变压器的动态问题，考点2远距离输电，典例三，远距离输电问题等内容，欢迎下载使用。
当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依据以下原则(如图)： (1)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. 理想变压器各物理量变化的决定因素
(2)输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。 (3)输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。
【例1】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈 输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如 图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是 A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加
【解析】由图甲知，原线圈两端输入电压的最大值为U1m=311 V，有效值为U1=U1m/ =220 V，周期为T=2×10-2 s，频率f=1/T=50 Hz，变压器不改变电压的频率，A项正确；由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22 V，B项错误；变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2=U2I2知变压器的输出功率增加，D项正确。
(1)变压器只改变交流电的电压与电流，不改交流电的频率。 (2)I1/I2=n2/n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比，而非I1∝1/I2，原副线圈中的电流I1∝I2。
［2010年高考山东理综卷］一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 ( )A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是100 VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD.变压器的输入功率是1×103 W
【例2】［2010年高考天津理综卷］为探究理想变压器原、副线圈电压、 电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副 线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表 、 和理想交流电流表 、 ，导线电阻不计，如图所示。当开关S 闭合后( ) A. 示数变大， 与 示数的比值不变 B. 示数变大， 与 示数的比值变大 C. 示数变小， 与 示数的比值变大 D. 示数不变， 与 示数的比值不变
【解析】交流电源的电压有效值不变，即V1示数不变，因U1/U2=n1/n2，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，故D对。S闭合使负载总电阻减小，I2=U2/R，所以I2增大。因I1/I2=n2/n1，所以A1示数增大，A1与A2示数的比值不变，故A对。
分析这类问题的基本思路： (1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比决定：U2＝(n2/n1)U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2＝U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1＝(n2/n1)I2。 (2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。
1.有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的示意图，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置。 2.抓住输电的两端——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压和降压。 3.以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路，各回路分别用欧姆定律，串、并联的特点及电功、电功率等公式进行计算、联系各回路的是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系。
在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损=I线2P线，其原因是I线可以由公式P输=I线U输求出，而P损=U线I线和P损=U线2/R线则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和U输相混而造成错误。
【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压 器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可 视为理想变压器。 (1)画出上述输电全过程的原理图； (2)发电机的输出功率是100 kＷ，输出电压是250Ｖ，升压 变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器 的输出电压和输电导线中的电流； (3)若输电导线中的电功率损失为输电功率的4％，求输电 导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压； (4)计算降压变压器的输出功率
【解析】(1)如图所示。 (2)对升压变压器，据公式Ｕ１:Ｕ２＝n1:n2有 Ｕ２＝U1n2/n１＝25×250 Ｖ＝6 250 Ｖ,P1=P2,I2=P2/U2= 100 000/6 250 A=16 A。 (3)因为Ｐ线＝Ｉ２２Ｒ线，又Ｐ线＝0.04Ｐ１， 所以Ｒ线＝0.04Ｐ１/Ｉ２２＝４ 000/162 Ω=15.625 Ω。 因为ΔＵ＝Ｕ２－Ｕ３＝Ｉ２Ｒ线， 所以Ｕ３＝Ｕ２-Ｉ２ 线＝6 250 Ｖ－16×15.625 Ｖ＝6000 Ｖ。 (4)Ｐ４＝Ｐ１－Ｐ线＝0.96P1=0.96×１00 000 W＝96 kW
当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依据以下原则(如图)： (1)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. 理想变压器各物理量变化的决定因素
(2)输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。 (3)输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。
【例1】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈 输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如 图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是 A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加
【解析】由图甲知，原线圈两端输入电压的最大值为U1m=311 V，有效值为U1=U1m/ =220 V，周期为T=2×10-2 s，频率f=1/T=50 Hz，变压器不改变电压的频率，A项正确；由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22 V，B项错误；变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2=U2I2知变压器的输出功率增加，D项正确。
(1)变压器只改变交流电的电压与电流，不改交流电的频率。 (2)I1/I2=n2/n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比，而非I1∝1/I2，原副线圈中的电流I1∝I2。
［2010年高考山东理综卷］一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 ( )A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是100 VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD.变压器的输入功率是1×103 W
【例2】［2010年高考天津理综卷］为探究理想变压器原、副线圈电压、 电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副 线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表 、 和理想交流电流表 、 ，导线电阻不计，如图所示。当开关S 闭合后( ) A. 示数变大， 与 示数的比值不变 B. 示数变大， 与 示数的比值变大 C. 示数变小， 与 示数的比值变大 D. 示数不变， 与 示数的比值不变
【解析】交流电源的电压有效值不变，即V1示数不变，因U1/U2=n1/n2，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，故D对。S闭合使负载总电阻减小，I2=U2/R，所以I2增大。因I1/I2=n2/n1，所以A1示数增大，A1与A2示数的比值不变，故A对。
分析这类问题的基本思路： (1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比决定：U2＝(n2/n1)U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2＝U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1＝(n2/n1)I2。 (2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。
1.有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的示意图，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置。 2.抓住输电的两端——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压和降压。 3.以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路，各回路分别用欧姆定律，串、并联的特点及电功、电功率等公式进行计算、联系各回路的是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系。
在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损=I线2P线，其原因是I线可以由公式P输=I线U输求出，而P损=U线I线和P损=U线2/R线则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和U输相混而造成错误。
【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压 器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可 视为理想变压器。 (1)画出上述输电全过程的原理图； (2)发电机的输出功率是100 kＷ，输出电压是250Ｖ，升压 变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器 的输出电压和输电导线中的电流； (3)若输电导线中的电功率损失为输电功率的4％，求输电 导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压； (4)计算降压变压器的输出功率
【解析】(1)如图所示。 (2)对升压变压器，据公式Ｕ１:Ｕ２＝n1:n2有 Ｕ２＝U1n2/n１＝25×250 Ｖ＝6 250 Ｖ,P1=P2,I2=P2/U2= 100 000/6 250 A=16 A。 (3)因为Ｐ线＝Ｉ２２Ｒ线，又Ｐ线＝0.04Ｐ１， 所以Ｒ线＝0.04Ｐ１/Ｉ２２＝４ 000/162 Ω=15.625 Ω。 因为ΔＵ＝Ｕ２－Ｕ３＝Ｉ２Ｒ线， 所以Ｕ３＝Ｕ２-Ｉ２ 线＝6 250 Ｖ－16×15.625 Ｖ＝6000 Ｖ。 (4)Ｐ４＝Ｐ１－Ｐ线＝0.96P1=0.96×１00 000 W＝96 kW
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