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1、高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电一.变压器原理变压器 远距离输电1.变压器的构造:2.变压器的工作原理：3.变压器的变压比:4.变压器的变流比:5.几种常用的变压器二.远距离输电:高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电1.变压器的构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电2.变压器的工作原理:是利用电磁感应原理工作的，称为互感.因此变压器只能改变交流电压，而不能改变恒定
2、电压.注意：变压器的原线圈如加的是干电池、蓄电池或匀速切割的导体棒时，副线圈两端的电压为零。思考1高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电3.变压器的变压比:U1U2=n 1n2 U1 n1=U2 n2=U3 n3=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比.当n2n1时，U2U1，变压器使电压升 高，这种变压器叫做升压变压器当n2n1时，U2U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器例1 思考3高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电4.变压器的变流比:理想变压器的输入的电功率I1U1等于输出的电功率I2U2，即：I1U1=I2U2由U1 U2=n1n2 I1 I2=n2n1
3、可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制注意:上式只对仅有一个副线圈时适用.若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电功率 等于输出的电功率计算.即：I1U1=I2U2+I3U3 或n1I1=n2I2+n3 I3例2 例3 思考2 例5高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电a.自耦变压器：特点是铁芯上只绕有一个线圈 如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）b.调压变压器.就是一种
4、自耦变压器，它的构造如图所示线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB 之间加上输入电压U1，移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U2 高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电1、减少输电中的功率损失可以有两种方法:P损=I2 R（1）一种方法是:减小电阻.在电线长度L 一定的情况下，应当选用电阻率小、横截面积大的导线（2）另一种方法是：提高输电的电压U，减小电流I 减小输电导线中的电流在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一，功率损失P=I2R 就减小到原来的万分之一2、减小输电线路上的电压损失也有两种方法U损=IR（1）一种是增大输电导线的截面积以减小电阻（2）另一种是减小
5、输电电流在输送电功率不变的前 提下，必须提高输电电压通过以上分析，我们看到，无论从减小输电中的功率 损失，还是从减小电压损失方面看，都要求提高输电电压，减小输电电流二.远距离输电:高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电远距离输送电示意图高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电远距离输送电电路图U4U1R线U2U3例4高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电12A12A思考：棒做匀速向右、加速向右、减速向右、简谐运动过程中电流表的示数怎样？思考1高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电例1、理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，若在原线圈上加u=400 sin100t（V）的交流
6、电压，则在副线圈两端的电压表测得的电压为：（）A、100 V；B、100V；C、1600 V D、1600VB高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电例2.如 图 所 示，有 一 理 想 变 压 器，原 线 圈 匝 数为n1，两 个 副 线 圈 的 匝 数 分 别 为n2和n3，原 副线 圈 的 电 压 分 别 为U1、U2、U3，电 流 分 别 为I1、I2、I3，两 个 副 线 圈 负 载 电 阻 的 阻 值 未 知，下 列结论中，正确的是：()(A)U1：U2n1：n2，U2：U3=n2：n3(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1(C)n1I1=n2I2n3I3(D)I
7、1U1=I2U2I3U3A C D高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电思 考3：图（甲）、（乙）两 电 路 中，当a、b 两 端 与e、f 两 端 分 别 加 上220V 的 交 流 电 压 时，测 得c、d 间与g、h 间 的 电 压 均 为110V。若 分 别 在c、d 两 端 与g、h 两 端 加 上110V 的 交 流 电 压，则a、b 间 与 e、f 间 的电 压 分 别 为 V 和 V,若 分 别 在c、d 两 端 与g、h 两 端 加 上110V 的 恒 定 电 压，则a、b 间 与 e、f 间 的电压分别为 V 和 V.d110220 1100高中物理 曹甸高级中学马文
8、岭变压器远距离输电例3、如图，理想变压器的次级串3只灯泡，初级串1只灯泡，四只灯泡型号相同，若四只都正常发光，变压器的变压比为。n1n2AB3UU1：1高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电思考2、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B 两点接交流电压U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为（）A.5 1 B.1 5 C.4 1 D.1 4n1n2UAB解：设灯泡正常发光的电流为I，则原、副线圈的电流分别为I 和4I，如图示。I 4I所以原、副线圈的匝数比为 4 1C高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电思考3：在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯
9、的左右两个臂上当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂已知线圈1、2的匝数之比n1n2=2 1在不接负载的情况下【】A 当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为110VB 当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为55VC 当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为220VD 当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为110V12高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电【分析】因为理想变压器原、副线圈电压之比（U1/U2）等于线圈中产生的感应电动势之比（E1/E2），每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈,所以当从线圈1输入电压
10、U1=220V 时，由【答】B、D 当从线圈2输入电压U2=110V 时，同理由高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电例4、某发电机输出功率P=100 千瓦，发电机端电压U=500 伏，向远距离输电的输电线总电阻R=10 欧。现要求输电损耗为5%，用户得到的电压恰好为220伏，则：画出输电线路的示意图；求出所用的变压器的原副线圈匝数比。解：线路上损耗的功率为P=5000 W，P=I2 2 R,电流为I2=25A，线路上的电压为U=I2 R=200V，U2=P/I2=100000/25=4000V,n1n2=U 1U2=1 4U3=U2-U=3800VU4=220Vn3n4=U 3U4=190 11U4=220VU1=500V10U2 U3高中物理 曹甸高级中学马文岭变压器远距离输电bacd15V5V例5、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比N1：N2：N3=44：3：1，原线圈两端输入电压U1=220V，在变压器输出端如何连接可使一盏“20V、10W”灯泡正常发光？如何连接可使一盏“10V、5W”灯泡正常发光？通过计算分别画出连接图。220V