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1、交流电第二讲变压器 电能输送第1页，共46页，编辑于2022年，星期三AVR1R2SA.UA.U增大增大,I,I增大增大,P,P1 1增大增大C.UC.U减小减小,I,I减小减小,P,P1 1减小减小D.UD.U不变不变,I,I减小减小,P,P1 1不变不变B.UB.U不变不变,I,I减小减小,P,P1 1增大增大练练1 1、如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后、如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。接用电器，线路电阻不计。S S原来闭合，且原来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将，现将S S断开断开，那么交流电压表的示数，那么交流电压表的示数U U、
2、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是：将分别是：D DU U1 1制约制约U U2 2，I I2 2制约制约I I1 1，P P2 2制约制约P P1 1。动动态态分分析析S S断开，断开，U U1 1不变，不变，n n1 1、n n2 2。则。则U U2 2不变。不变。R R总总增大，增大，I I2 2减小。减小。I I1 1=I=I。P P1 1=U=U2 22 2/R/R1 1第18页，共46页，编辑于2022年，星期三多副线圈级问题多副线圈级问题1 1。电压关系：由于线圈是绕在同一铁芯上，穿过每。电压关系：由于线圈是
3、绕在同一铁芯上，穿过每一个线圈的磁通量的变化率相等：一个线圈的磁通量的变化率相等：U U1 1:U:U2 2:U:U3 3:.=n.=n1 1:n:n2 2:n:n3 3:2.2.功率关系：原线圈的输入功率等于所有副线圈功率关系：原线圈的输入功率等于所有副线圈的输出功率（的输出功率（P P入入=p=p出出）P P1 1=P=P2 2+P+P3 3+.3 3。电流关系。电流关系:P P入入=p=p出出U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3+I I1 1n n1 1=I=I2 2n n2 2+I+I3 3n n3 3+.第19页，共46页，编辑于2022年，星
4、期三练练、如如图图所所示示：理理想想变变压压器器的的交交流流输输入入电电压压U U1 1=220V=220V，有有两两组组副副线线圈圈，其其中中n n2 2=36=36匝匝，标标有有“6V6V，9W9W”、“12V12V，12W12W”的灯泡分别接在两副线圈上均的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光正常发光，求：，求：（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3.（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流I I1 1和和P P1 1。n3n2n1（1 1）n n1 1 13201320匝匝 n n3 3=72=72匝匝 （2 2）I I1 1=0.
5、095A=0.095A，P P1 1=21W=21W电压关系、电流关系、功率关系电压关系、电流关系、功率关系1.U1.U1 1：U U2 2:U:U3 3=n=n1 1:n:n2 2:n:n3 3.2.I2.I1 1n n1 1=I=I2 2n n2 2+I+I3 3n n3 3.P.P1 1=I=I1 1U U1 1.第20页，共46页，编辑于2022年，星期三n3n2n1知：知：U U1 1=220V,n=220V,n2 2=36,P=36,P2 2=9W,U=9W,U2 2=6V,P=6V,P3 3=12W.U=12W.U3 3=12V.=12V.（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为
6、n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3.（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流I I1 1和和P P1 1。第21页，共46页，编辑于2022年，星期三练：如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为练：如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为4:14:1，原线圈中的电阻，原线圈中的电阻A A与与副线圈中的负载电阻副线圈中的负载电阻B B阻值相等。阻值相等。a ba b端加一交流电压端加一交流电压U U后，后，（1 1）两电阻消耗的功率之比为多少？）两电阻消耗的功率之比为多少？（2 2）两电阻两端电压之比为多少？）两电阻两端电压之比为多少？（3 3）B B电阻两端电压为多少？电阻两端电
7、压为多少？n1n2BAUab串联利用串联利用I I求解求解U1第22页，共46页，编辑于2022年，星期三练练习习、如如图图所所示示，一一理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈的的匝匝数数比比为为n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有有四四只只相相同同的的灯灯泡泡连连入入电电路路中中，若若灯灯泡泡L L2 2、L L3 3、L L4 4均均能能正正常常发光，则灯泡发光，则灯泡L L1 1 （）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏D D、不能确定、不能确定n2n1L3L4L1L2A A设通过设通过L L2 2、L L3 3、L
8、 L4 4的电流均为的电流均为I I0 0。I I1 1:I:I2 2=n=n2 2:n:n1 1.I I2 2=3I=3I0 0.则则I I1 1=I=I0 0.线圈和用电器串联，采用线圈和用电器串联，采用I I求解求解第23页，共46页，编辑于2022年，星期三练：如图所示，理想变压器输入端练：如图所示，理想变压器输入端PQPQ接稳接稳 定的交流电源，通过单刀双掷开关定的交流电源，通过单刀双掷开关S S可改变变压可改变变压 器原线圈匝数器原线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电图中电压表及电流表皆为理想电 表表)，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是()A A当滑片当滑片c c向向b
9、 b端移动时，变压器输入功率变大端移动时，变压器输入功率变大B B当滑片当滑片c c向向a a端移动时，电流表端移动时，电流表A A1 1的示数将减小，电压表的示数将减小，电压表V V的示数不变的示数不变C C当滑片当滑片c c向向b b端移动时，电流表端移动时，电流表A A2 2的示数将变大，电压表的示数将变大，电压表V V的示数也变大的示数也变大D D滑片滑片c c不动，将开关不动，将开关S S由由1 1掷向掷向2 2时，三个电表时，三个电表A A1 1、A A2 2、V V的示数都变大的示数都变大D D第24页，共46页，编辑于2022年，星期三练：为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的
10、关系，将原线练：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泡L L1 1、L L2 2，电路中分别接了理想交流电压表，电路中分别接了理想交流电压表V V1 1、V V2 2和理想交流电流和理想交流电流表表A A1 1、A A2 2，导线电阻不计，如图所示，当，导线电阻不计，如图所示，当开关开关S S闭合后闭合后A AA A1 1示数变大，示数变大，A A1 1与与A A2 2示数的比值不变示数的比值不变B BA A1 1示数变大，示数变大，A A1 1与与A A2 2示数的
11、比值变大示数的比值变大C CV V2 2示数变小，示数变小，V V1 1与与V V2 2示数的比值变大示数的比值变大D DV V2 2示数不变，示数不变，V V1 1与与V V2 2示数的比值不变示数的比值不变ADAD第25页，共46页，编辑于2022年，星期三高压输电问题分析高压输电问题分析 1 1对高压输电问题，应按对高压输电问题，应按“发电机发电机升压变压器升压变压器远距离输电远距离输电线线降压变压器降压变压器用电器用电器”的顺序，或从的顺序，或从“用电器用电器”倒推到倒推到“发发电机电机”一步一步进行分析一步一步进行分析2 2远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(如
12、图所示如图所示)：第26页，共46页，编辑于2022年，星期三第27页，共46页，编辑于2022年，星期三第28页，共46页，编辑于2022年，星期三例某学校有一台应急备用发电机，内阻为例某学校有一台应急备用发电机，内阻为r r1 1，升压变压器，升压变压器的匝数比为的匝数比为1414，降压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为4141，输电线的总电阻，输电线的总电阻为为R R4 4，全校，全校2222个教室，每个教室用个教室，每个教室用“220 V,40 W220 V,40 W”的的灯泡灯泡6 6盏盏，要求所有灯要求所有灯都正常发光都正常发光，则，则(1)(1)输电线上损耗的电功率多大？输电
13、线上损耗的电功率多大？(2)(2)发电机的输出功率多大？发电机的输出功率多大？(3)(3)发电机的电动势多大？发电机的电动势多大？思路点拨思路点拨画出输电线路图，在图画出输电线路图，在图上标上各量，然后逐级计算。上标上各量，然后逐级计算。发动机的电动势：发动机的电动势：E=I1r+U1第29页，共46页，编辑于2022年，星期三互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈与电路使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线并联，原线圈匝数多于副线圈匝数圈匝数 使用时把原线圈与电使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数副线圈匝数测测量量
14、高高压压电电流流电电压压、避避免免出出现现危危险险第32页，共46页，编辑于2022年，星期三图图（a）A铁铁芯芯图图（b）C C练练、钳形电流表的外形和结构如图（、钳形电流表的外形和结构如图（a a）所示。图）所示。图（a a）中电流表的）中电流表的读数为读数为1.2A1.2A 。图（。图（b b）中用）中用同一电缆线绕同一电缆线绕了了3 3匝匝，则，则A.A.这种电流表能测直流电流，图（这种电流表能测直流电流，图（b b）的读数为）的读数为2.4A2.4AB.B.这种电流表能测交流电流，图（这种电流表能测交流电流，图（b b）的读数为）的读数为0.4A0.4AC.C.这种电流表能测交流电流
15、，图（这种电流表能测交流电流，图（b b）的读数为）的读数为3.6A3.6AD.D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b b）的读数为）的读数为3.6A3.6AI I1 1n n1 1=I=I2 2n n2 2.其中其中n n1 1变，变，n n2 2不变不变原线圈匝数变但电流没变。原线圈匝数变但电流没变。对于对于a a：1I1I1 1=1.2n=1.2n2 2对于对于b b：3I3I1 1=I=Ib bnn2 2第33页，共46页，编辑于2022年，星期三练、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安练、为了保证用电安全，家庭居
16、室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图 问：问：（1 1）电路正常工作时，）电路正常工作时，b b线圈是没有电流的，原因是什么？线圈是没有电流的，原因是什么？（2 2）如果站在地上的人不小心接触火线时，）如果站在地上的人不小心接触火线时，b b线圈为什么会线圈为什么会产生感应电流？产生感应电流？第34页，共46页，编辑于2022年，星期三答案答案 （1 1）电流互感器）电流互感器a a侧两线圈完全相同，流过侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的
17、磁场相互抵消，场相互抵消，b b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流中不产生感应电流（2 2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，电厂，a a侧两线圈电流大小不等，产生侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流剩余电流”在铁芯中产生变化的在铁芯中产生变化的“剩余磁通剩余磁通”，b b侧线圈中磁通侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流量发生变化，线圈中产生感应电流第35页，共46页，编辑于2022年，星期三例例例例、如图所示，（、如图所示，（、如图所示，（、如图所示，（a a a a）是一理想变压器的电路连
18、接，）是一理想变压器的电路连接，）是一理想变压器的电路连接，）是一理想变压器的电路连接，（b b b b）是在原线圈两端所加的电压随时间变化的）是在原线圈两端所加的电压随时间变化的）是在原线圈两端所加的电压随时间变化的）是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知关系图象，已知关系图象，已知关系图象，已知原副原副原副原副线圈的线圈的线圈的线圈的匝数比为匝数比为匝数比为匝数比为10101010：1 1 1 1，电流表，电流表，电流表，电流表A A A A2 2 2 2的示数的示数的示数的示数为为为为2A2A2A2A，开关，开关，开关，开关S S S S断开断开断开断开，求：，求：，求：，求
19、：（1 1 1 1）变压器输入功率和电压表的示数；）变压器输入功率和电压表的示数；）变压器输入功率和电压表的示数；）变压器输入功率和电压表的示数；（2 2 2 2）将开关）将开关）将开关）将开关S S S S闭合，定性分析电路中三只电表的闭合，定性分析电路中三只电表的闭合，定性分析电路中三只电表的闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。示数变化情况。示数变化情况。示数变化情况。制约关系、有效值问题、动态问题。制约关系、有效值问题、动态问题。电压不变，负载电阻减小，电压不变，负载电阻减小，I I2 2增大、增大、I I1 1增大增大第36页，共46页，编辑于2022年，星期三例、如图所示，理
20、想变压器有两个副线圈，例、如图所示，理想变压器有两个副线圈，例、如图所示，理想变压器有两个副线圈，例、如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈原线圈原线圈原线圈1 1 1 1接接接接220V220V220V220V的交的交的交的交流电源，流电源，流电源，流电源，副线圈副线圈副线圈副线圈2 2 2 2的匝数为的匝数为的匝数为的匝数为30303030匝匝匝匝，两端并有，两端并有，两端并有，两端并有“12V12V12V12V、12W12W12W12W”的灯泡的灯泡的灯泡的灯泡L L L L正常发光正常发光正常发光正常发光，副线圈，副线圈，副线圈，副线圈3 3 3 3的输出电压为的输出电压为的输出电压
21、为的输出电压为110V110V110V110V，接有电，接有电，接有电，接有电R R R R，通过，通过，通过，通过R R R R的电流的电流的电流的电流为为为为0.4A0.4A0.4A0.4A，求：，求：，求：，求：（1 1 1 1）副线圈）副线圈）副线圈）副线圈3 3 3 3的匝数的匝数的匝数的匝数n n n n3 3 3 3；（2 2 2 2）原线圈）原线圈）原线圈）原线圈1 1 1 1的匝数的匝数的匝数的匝数n n n n1 1 1 1和通过它的电流和通过它的电流和通过它的电流和通过它的电流I I I I1 1 1 1。1)U1:U2:U3=n1:n2:n32)p1=p2+p3,I1U
22、1=P2+I3U3。或或I1n1=I2n2+I3n3.U2:U3=n2:n3第37页，共46页，编辑于2022年，星期三例、完全相同的灯泡全部正常发光，三个线圈的例、完全相同的灯泡全部正常发光，三个线圈的例、完全相同的灯泡全部正常发光，三个线圈的例、完全相同的灯泡全部正常发光，三个线圈的匝数之比为：匝数之比为：匝数之比为：匝数之比为：_4:1:24:1:2设每个灯泡的设每个灯泡的额定电流为额定电流为I I0 0。I I1 1=I=I0 0，I I2 2=2I=2I0 0。I I3 3=I=I0 0。I I1 1n n1 1=I=I2 2n n2 2+I+I3 3n n3 3U U2 2:U:U
23、3 3=n=n2 2:n:n3 3U U2 2=U=U0 0,U,U3 3=2U=2U0 0利用利用I I、U U和匝数的关系和匝数的关系列方程求解。列方程求解。第38页，共46页，编辑于2022年，星期三例、例、例、例、四个相同四个相同四个相同四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，的电灯与理想自耦变压器连接，的电灯与理想自耦变压器连接，的电灯与理想自耦变压器连接，当接上交流电源后，四个电灯均当接上交流电源后，四个电灯均正常发光正常发光，则电压之比则电压之比则电压之比则电压之比U U U U1 1 1 1:U:U2 2 2 2为（为（为（为（）A A、1:11:1 B B、3:1 C3:1 C、
24、4:1 4:1 D D、5:15:1 C C清楚清楚U U1 1、U U2 2是指线圈两端的电压是指线圈两端的电压设灯泡的额定电压、电流分别设灯泡的额定电压、电流分别为为U U0 0、I I0 0.第39页，共46页，编辑于2022年，星期三第40页，共46页，编辑于2022年，星期三答案：答案：A第41页，共46页，编辑于2022年，星期三2如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和和n2200的两个线圈，上线的两个线圈，上线圈两端与圈两端与u51sin 314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是流电压表的读数可能是()A2.0 V B9.0 VC12.7 V D144.0 V答案：答案：A第42页，共46页，编辑于2022年，星期三第43页，共46页，编辑于2022年，星期三答案：答案：BD第44页，共46页，编辑于2022年，星期三第45页，共46页，编辑于2022年，星期三答案：答案：D第46页，共46页，编辑于2022年，星期三