变压器、远距离输电

变压器、远距离输电 变压器 [教学目标] 1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。 2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。 3、 体验实验动手的乐趣，培养动手和观察能力。 [教学重点难点] 电压关系与功率关系的理解与应用 [教学过程] 一、变压器 变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2(电路图中符号 原线圈副线圈 Unn1U212 铁芯 二、变压器的工作原理 在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象 铁芯的作用:使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率 三、理想变压器的规律 理想变压器特点:(1)变压器铁芯内无漏磁(2)原、副线圈不计内阻 Un112、电压关系 ,Un22 (1)无论副线圈一端空载还是有负载都适用 (2)输出电压U由输入电压U和原、副线圈的匝数比共同决定 21 Un 若n ,n，则U,U为降压变压器 111212,Un22 若n,n， 则U,U为升压变压器 1212 3、功率关系P=P 入出 补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系 UnUnUn111122(1)电压关系: ,,,UnUnUn223333 (2)电流关系 根据P=P，IU=IU+IU In=In+In入出112233 112233 2、U、I、P的决定关系 一个确定的变压器，输出电压U由输入电压U决定 21 输入功率P由输出功率P决定，用多少电能就输入多少电能 12 若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零 3、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法 (1)先要由U/U=n/n，判断U变化情况 12122 (2)判断负载电阻变大或变小 (3)由欧姆定律确定副线圈中的电流I的变化情况 2 (4)最后由P=P判断原线圈中电流I的变化情况 入出1 [例] 例1:一台变压器原线圈输入380V电压后，副线圈输出电压为19V，若副线圈增加150 匝，输出电压增加到38V，则变压器原线圈的匝数为多少匝, 例2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n?n=4?1，当导线AB在匀强磁12场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流A的示数为12mA，则电流表2的示数为( ) 1 A(3mA B(48mA C(与R的阻值有关 D(0 例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N:N=2:1，原12线圈接220 V交流电源，副线圈接额定功率为 20 W的灯泡 L，灯泡正常发光(当电源电压降为180 V时，求: (1)灯泡实际消耗的功率, 题9(2)此时灯泡中的电流是多少, 图 例4. 如图所示的理想变压器,输入电压U =220伏，各线圈匝1 数之比n :n: n=10:5:1。R=110欧, 测得通过R的电流I 123323=2A。求:流经电阻R及初级线圈中的电流强度I和I 各为2 12 多少, 例5.如图所示，一个理想变压器(可视为理想变压器)的原线 4圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×10V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，溶丝便熔断. (1)溶丝的熔断电流是多大, (2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大, [练习] 1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是 ( ) A.原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大 B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大 C.原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化而变化 D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零 2.如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n:n=10:1 ;若图中电流表读数为 2 A ，则 1 2 ( ) A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 V C.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W 3.如图所示， M 为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，读数发生变化的电表是 ( ) A.A B.A C.V D.V 1212 4.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L，则 ( ) A.灯L也能正常发光 B.灯L比另三灯都暗 C.灯L将会被烧坏 D.不能确定 5.如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变 的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( ) A.原线圈匝数n增加 B.副线圈匝数n增加 12 C.负载电阻R的阻值增大 D.负载电阻R的阻值减小 6.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n和n，正常工作时输入和输出的电压、12电流、功率分别为U和U，I和I，P和P，已知n,n，则( ) 12121212 A.U,U，P,P B.P=P，I,I C.I,I，U,UD.P,P，I,I 12121212 1212 1212 7.如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则 ( ) A.a为电流表，b为电压表 B.a为电压表，b为电流表 6C.线路输送电功率是2200W D.线路输送电功率是2.2×10W 8.有一台理想变压器，原副线圈的匝数之比为n:n=2:1，原线圈上交12 2流电源的电压u=220sin100(πt)，Q为保险丝，其额定电流为1A，R为负载电阻，如图所示，变压器正常工作时R的阻值 ( ) A.不能低于55Ω B.不能高于55Ω C.不能低于77Ω D.不能高于77Ω 9.将输入电压为220V、输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器，副 线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为 ( ) A.120匝 B.150匝 C.180匝 D.220匝 :n=2:1，且分别10.如图所示，理想变压器初、次级线圈的匝数之比n12 接有完全相同的纯电阻，电源的电压为U，则次级线圈的输出电压为 ( ) 23UUA. B. C. D. UU5423 11.如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U为加1在原线圈两端的电压，I为原线圈中的电流，则 ( ) 1 A.保持U及P的位置不变，S由a合到b时，I将增大 11 B.保持P的位置及U不变，S由b合到a时，R消耗的功率增小 1 C.保持U不变，S合在a处时，使P上滑，I将增大 11 D.保持P的位置不变，S合到a处时，若U增大，I将增大 11 铁12(钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。图(a)中电流表 芯 的读数为1.2A 。图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则 A.这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4A A C.这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 (b)图(a) 图(b) 的读数为3.6A 13.理想变压器原线圈接交变电压，副线圈由粗、细环如图所示方式连接，已知细环电阻是粗环电阻的2倍，当细环套在铁芯上时,a.b两点的电压为1.2 V.现图示连接处a、b两点的电压为多少 V. 14(图为汽油机点火装置。蓄电池提供的是恒定直流，问:为什 么在开关由闭合变为断开瞬间，能用变压器得到点火所需的高电 压呢, 15(为了安全，机床上照明用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1100匝，副线圈是多少匝,用这台变压器给40W的灯泡供电，原副线圈的电流各是多少, 16.要一变压器，这个变压器在一口字形铁芯上绕三个线圈，甲为初级线圈，接在U=220V照明电路上，乙和丙为次级线圈，要求乙输出电压U=36V，额定输出功率P=100W;122要求丙输出电压U=6.0V，额定输出率为P=10W，已知乙线圈需绕n=180匝，则:(1)甲线232需绕匝数n为多少,(2)当乙、丙两个次级线圈都满负荷工作时，不考虑变压器能量的损1 耗，甲线圈内通过的电流I为多少,(3)考虑到线圈中电流的大小，实际绕制三个线圈的1 导线，按从粗到细的顺序是怎样的