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变压器远距离输电复习

2011-05-15 8页 ppt 302KB 52阅读

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变压器远距离输电复习nullnull 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10-2-3): 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。 要点 理想变压器各物理量变化的决定因素图10-2-3 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...
变压器远距离输电复习
nullnull 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10-2-3): 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。 要点 理想变压器各物理量变化的决定因素图10-2-3 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。null【例1】如图10-2-4,理想变压器原副线圈匝数之比为4:1。原线圈接入一电压为 U=U0sinωt 的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻。若U0=220 V,ω=100π rad/s,则下述结论正确的是( ) A.副线圈中电压的读数为55 V B.副线圈中输出交流电的周期为 s C.原线圈中电流表的读数为0.5 A D.原线圈中的输入功率为110 W热点一 理想变压器规律的应用图10-2-4 【名师支招】灵活应用:①电压与匝数的正比关系;②电流与匝数的反比关系;③输入功率与输出功率的相等关系。特别注意:电流与匝数的反比关系成立的条件是副线圈只有一个。A C 【解析】原线圈电压有效值为U1=220 V,电压表读数为U2= V=55 V,周期 s,副线圈中电流I2= =2 A,原线圈中电流I1= =0.5 A,P=I1U1=110 W。null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10-2-5所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则 ( ) A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 WD图10-2-5null 【解析】因为变压器的匝数与U1不变,所以 U2与两电压表的示数均不变。当S断开时,因为 负载电阻增大,故次级线圈中的电流I2减小,由 于输入功率不变,所以I1也将减小,C正确;因为R1的电压减小,故R2、R3两端的电压将增大,I3变大,B正确。【例2】如图10-2-6,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中 R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。 和 为理想电压 表,读数分别为U1和U2; 、 和 为理想电流表,读数分别为I1、I2 和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是 ( ) A.U2变小、I3变小 B.U2不变、I3变大 C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大热点二 变压器电路的动态图10-2-6 【名师支招】分析这类问的基本思路: (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= 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= I2。 (2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。B Cnull[2009年高考江苏物理卷]如图10-2-7 所示,理想变压器的原、副线圈匝数比 为1:5,原线圈两端的交变电压为 u=20 sin100πt V,氖泡在两端电压达 到100 V时开始发光,下列说法中正确 的有 ( ) A.开关接通后,氖泡的发光频率为100 Hz B.开关接通后,电压表的示数为100 V C.开关断开后,电压表的示数变大 D.开关断开后,变压器的输出功率不变A B图10-2-7null【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250 V,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。热点三 远距离输电 【解析】(1)如下图10-2-8所示。 (2)对升压变压器,据公式U1/U2=n1/n2有 U2= U1=25×250 V=6250 V, P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250 A=16 A。 (3)因为P线=I2R线,又P线=0.04P1, 所以R线= = Ω=15.625 Ω。 因为ΔU=U2-U3=I2R线,所以U3=U2-I2R线=6250 V-16×15.625 V=6000 V。 (4)P4=P1-P线=0.96P1=0.96×100000W=96 kW。【】(1)见解析 (2)6250 V;16 A (3)15.625 Ω;6000 V (4)96 kW图10-2-8null 【名师支招】求解远距离输电的关键是: (1)熟悉“交流发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用电户”这一过程。并画出这一过程的示意图,把需要的物理量都标在图中的相应位置上。 (2)远距离输电常用分析公式 输电电流: 输电导线损失的电功率: 输电导线损耗的电压 。null[2009年高考山东理综卷]某小型水电站的电能输送示意图如图10-2-9。发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则( ) A. B. C.升压变压器的输出电压等 于降压变压器的输入电压 D.升压变压器的输出功率大 于降压变压器的输入功率图10-2-9A D
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