变压器及电能的输送课件.ppt

1、试分析理想变压器的工作原理试分析理想变压器的工作原理变压器理想变压器的理想化条件及其规律理想变压器的理想化条件及其规律 1、理想变压器的理想化条件一般指：、理想变压器的理想化条件一般指：忽略磁损、铜损（线圈发热）、铁损（铁芯涡流）忽略磁损、铜损（线圈发热）、铁损（铁芯涡流）.2、理想变压器的规律实质上就是、理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定法拉第电磁感应定律律和和能的转化与守恒定律能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的在上述理想条件下的新的表现形式表现形式记住两个基本公式：记住两个基本公式：（1），即对同一变压器的任意两个线圈，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。都有

2、电压和匝数成正比。（2）P入入=P出出，即无论有几个副线圈在工作，变压，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。器的输入功率总等于所有输出功率之和。2121nnUU例例1:理想变压器理想变压器n1:n2=1:4导体棒匀速向右滑动，导体棒匀速向右滑动，所有电阻不计，所有电阻不计，A1的示数为的示数为12mA,则则A2的示数为的示数为A.0 mA B.3mA C.48 mA D.与与R大小有关大小有关 变化：变化：如果要获得从如果要获得从a到到b的电流的电流,棒要如棒要如何运动？何运动？A1A2vn1n2abR例例2、(江苏物理卷江苏物理卷)如图所示，一个变压器如图所示，

3、一个变压器(可视为理可视为理想变压器想变压器)的原线圈接在的原线圈接在220V的市电上，向额定电压的市电上，向额定电压为为1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光为了安的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过电流超过12mA时，熔丝就熔断时，熔丝就熔断 (1)熔丝的熔断电流是多大熔丝的熔断电流是多大?(2)当副线圈电路中电流为当副线圈电路中电流为10mA时变压器的输入时变压器的输入功率是多大功率是多大?I1=0.98 A P1=180 W【例例3 3】理想电源（内阻不计）、灯泡完全相同理想电源（内阻不

4、计）、灯泡完全相同额定电压为额定电压为U U0 0，灯泡都正常工作，求交流电源灯泡都正常工作，求交流电源的电动势？的电动势？E=4U0【例例4】如图，为一理想变压如图，为一理想变压器，器，K为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，P为为滑动变阻器的滑动触头，滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则为原线圈中的电流强度，则 ()ABD A.保持保持U1及及P的位置不变，的位置不变，K由由a合到合到b时，时，I1将增大将增大B.保持保持U1及及P的位置不变，的位置不变，K由由b合到合到a时，时，R消耗的功率消耗的功率减小减小C.保持保持U1不变

5、，不变，K合在合在a处，使处，使P上滑，上滑，I1将增大将增大D.保持保持P的位置不变，的位置不变，K合在合在a处，若处，若U1增大，增大，I1将增大将增大“谁制约谁谁制约谁”?(1)电压：电压：“原制约副原制约副”.（2）电流：）电流：“副制约原副制约原”.（3）功率）功率:受负载制受负载制约约U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R 变压器输入输出电压、电流、功率大变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系小之间的因果关系 1.输入功率输入功率P1由输出功率由输出功率P2决定；决定；P1P22.U1由电源决定；由电源决定；3.U2由由U1和匝数比

6、决定；和匝数比决定；U2n2/n1U14.I I2由由U2和负载决定；和负载决定；I I2U2R5.I I1由由I I2和匝数比决定；和匝数比决定；I I1n2/n1I I26.空载时空载时(副线圈无电阻）副线圈无电阻）；即：即：R=。练习、练习、如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L L1 1和和 L L2 2 ；输电线的等效电阻为输电线的等效电阻为R R，开始时，开关开始时，开关K K断开，断开，当当K K接通时，以下说法中正确的是接通时，以下说法中正确的是（）A A副线

7、圈的两端副线圈的两端M M、N N 的输出电压减小的输出电压减小 B B副线圈输电线等效电阻副线圈输电线等效电阻 R R 上的电压增大上的电压增大 C C通过灯泡通过灯泡 L L1 1 的电流减小的电流减小 D D原线圈中的电流增大原线圈中的电流增大 B C D几种常用的变压器：几种常用的变压器：自耦变压器自耦变压器调压变压器调压变压器电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器试分析：原副线圈匝数的多少试分析：原副线圈匝数的多少汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油空气混合物要靠空气混合物要靠火花塞点燃但是汽车蓄电池的电压只有火花塞点燃但是汽车蓄电池的电压只有1

8、2V12V，不能在火花塞，不能在火花塞中产生火花，所以要使用图示的点火装置这个装置的核心是中产生火花，所以要使用图示的点火装置这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈一个变压器，它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端开关由机械进行自动控制做功冲程开始接到火花塞的两端开关由机械进行自动控制做功冲程开始时，时，开关由闭合变为断开关由闭合变为断开，开，次级线圈中感应出很次级线圈中感应出很高的电压，可达高的电压，可达10000V10000V以以上，这样就能在火花塞中上，这样就能在火花塞中产生火花了蓄电池提供产生火花了蓄电池提供的是直流，为什么在这里的是

9、直流，为什么在这里也能用变压器得到高电压？也能用变压器得到高电压？汽油机点火装置汽油机点火装置 图示是钳形电流表的原理图两块图示是钳形电流表的原理图两块L L形铁芯固定在钳子上，形铁芯固定在钳子上，一块一字形铁芯上面绕着线圈，线圈两端接在电流表上使用一块一字形铁芯上面绕着线圈，线圈两端接在电流表上使用时把导线放在中间，握紧钳柄，使三块铁芯紧密接触，从电流时把导线放在中间，握紧钳柄，使三块铁芯紧密接触，从电流表上就可以读出导线中的表上就可以读出导线中的电流值这种电流表的优电流值这种电流表的优点是使用时不必断开导线，点是使用时不必断开导线，为什么电流表不和导线接为什么电流表不和导线接触就可以测出其

10、中的电流？触就可以测出其中的电流？钳形电流表适用于交流还钳形电流表适用于交流还是适用于直流？为什么？是适用于直流？为什么？变压器应用：钳形电流表变压器应用：钳形电流表 存在的问题及相存在的问题及相应的解决方案？应的解决方案？n1n2n3n4R负负U1U2U3U4P1P2P3P4r线线【例例5】发电机输出功率为发电机输出功率为100 kW，输出电压是，输出电压是250 V，用户，用户需要的电压是需要的电压是220 V，输电线电阻为，输电线电阻为10.若输电线中因发热而若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的损失的功率为输送功率的4%，试求：，试求：（1）画出此输电线路的示意图）画出此输电线路的示

11、意图.（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（3）用户得到的电功率是多少？）用户得到的电功率是多少？3424011nn12120nnP用=96 kW【例例6】在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差相差4800度。求：度。求：这时的输电

12、效率这时的输电效率和输电线的总和输电线的总电阻电阻r。若想使输电效率提高到若想使输电效率提高到98%，又不改变输，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？（1）=60%r=20 （2）U /=22.4kV练习练习:有一条河流，河水流量为有一条河流，河水流量为4m4m3 3/s/s，落差为，落差为5m5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为现利用它来发电，使用的发电机总效率为5050，发电机输出电压为发电机输出电压为500V500V，输电线的电阻为，输电线的电阻为22，允，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5 5，而，而用户所需要电压为用户所需要电压为220V220V，求所用的升压、降压变，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比变压器为理想变压压器上原、副线圈的匝数比变压器为理想变压器输电线路如图所示器输电线路如图所示 1/4 95/111:4 4W【例例4】如图所示为一交变电源电动势如图所示为一交变电源电动势E=4V，内内电阻电阻r=1，负载电阻负载电阻R=16，为了使为了使R获得的功获得的功率最大，可在率最大，可在R与电源之间接一理想变压器，求与电源之间接一理想变压器，求此变压器原、副线圈的匝数比及此变压器原、副线圈的匝数比及R获得的最大功获得的最大功率。率。n1n2REr