1、第2讲 变压器 电能的输送,考点 1,理想变压器,闭合铁芯,两个线圈,1.变压器的构造：如图 10-2-1 所示，变压器是由_,和绕在铁芯上的_组成的.,初级,负载,次级,(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫_线圈.(2)副线圈：与_连接的线圈，也叫_线圈.构造图图 10-2-1,2.变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的_、_在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生_，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流._,是变压器工作的基础.,大小,方向,感应电动势,3.理想变压器中的参数关系理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、
2、铁损(涡流产生的焦耳热)和磁漏的变压器，它的输入功率_输出,功率.,互感现象,等于,4.基本关系式(1)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有P入_.(2)电压关系,P出,(3)电流关系,_.,在同一铁芯上有多组副线圈时：由P入P出知I1U1I2U2I3U3.,考点 2,远距离输电,1.根据 P损_，降低输电损耗有两种方法：,(1)减小输电线的_.,(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据 PUI，要减小电流，必须提高_.2.远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流 I_，输电线上损失的,远距离输电中的功率关系：P 输_.,I2R线,电阻,输电电压,P损P用户,【基础
3、自测】,1. 如图 10-2-2 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为,201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”,灯泡一只，且灯泡正常发光，则(,),B.电源输出功率为 1200 W,C.电流表的示数为,3 220,A,图 10-2-2,D.原线圈端电压为 11 V,答案：C,2.(多选)如图 10-2-3 所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R.开始,),时，开关 S 断开，当 S 接通时，以下说法中正确的是(图 10-2-3A.副线圈两端 M、N 的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻 R 两端的电压将增大C.
4、通过灯泡 L1 的电流减小D.原线圈中的电流增大,解析：理想变压器不计原、副线圈的直流电阻，副线圈两端的电压 UMN 不受负载电阻的影响，保持不变，A 错误.S 接通后，副线圈回路的总电阻减小，故副线圈回路中电流 I2 增大.因此，等效电阻 R 两端的电压增大，导致灯泡 L1 两端的电压减小，L1 中电流减小，B、C 正确.又因 UMN 不变，I2 增大，变压器的输出功率增大，输入功率也随之增大.原线圈中电流 I1 增大，D 正确.,答案：BCD,3.(多选)某发电厂原来用 11 kV 的交流电压输电，后来改用 升压变压器将电压升高到 220 kV 输电，输送的电功率都是 P，,若输电线路的电
5、阻为 r，则下列说法中正确的是(,),答案：AC,4.水电站向小山村输电，输送电功率为 50 kW，若以 1100 V送电，则线路损失为 10 kW，若以 3300 V 送电，则线路损失可,降为(,),A.3.3 kWC.30 kW,B.1.1 kWD.11 kW,答案：B,热点 1,理想变压器原、副线圈基本量的关系,热点归纳,(续表),考向 1 基本关系的应用【典题 1】(2018 年天津卷)教学用发电机能够产生正弦式 交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电,阻 R 供电，电路如图 10-2-4 所示，理想交流电流表,、理想交,流电压表,的读数分别为 I、U，R 消耗的功
6、率为 P.若发电机线,C.电流表,的读数变为 2I,图 10-2-4,D.通过 R 的交变电流频率不变,答案：B,方法技巧：关于理想变压器的四点说明：(1)变压器不能改变直流电压.,(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变,电流的频率.,(3)理想变压器本身不消耗能量.,(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.,考向 2,变压器原线圈与用电器串联的问题,【典题 2】(2018 届江西重点中学协作体联考)一含有理想变压器的电路如图 10-2-5 所示，变压器原副线圈匝数比 n1n2,U 为有效值恒定的正弦交流电压源.当开关 S 断开时，理想电流表的示数为 I.
7、当 S 闭合时，且,电源电压增加到 2U，则电流表的示数为(,),图 10-2-5,A.6I,B.8I,C.10I,D.12I,答案：B,考向 3,变压器原线圈与用电器并联的问题,【典题 3】(2018 届福建莆田质检)如图 10-2-6 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 14，a、b 两端接到交流电源上，,),R1、R2 为阻值相同的定值电阻.下列说法正确的是(,图 10-2-6,答案：C,热点 2考向 1 匝数比不变的情况(如图 10-2-7 所示),理想变压器的动态分析,图 10-2-7,【典题 4】(2018 届贵州贵阳下学期一模)如图10-2-8 所示，一理想变压器原、副线圈的匝数
8、之比为 n1n2101，原线圈接入 u220 sin(100t)V 的交流电源，副线圈接有定值电阻R1、R2、R3，电路中的交流电流表和交流电压表均为理想电表，,导线电阻不计.当开关 S 闭合后(,),图 10-2-8,A.电压表示数为 22 VC.变压器的输入功率不变,B.电流表示数变小D.变压器的输入功率变大,答案：D,考向 2,负载电阻不变的情况(如图 10-2-9 所示),图 10-2-9,【典题 5】如图10-2-10所示，发电机的电动势为 e678sin 100t(V)，变压器的副线圈匝数可调，滑片P 置于a处时，用户恰好得到 220 V 的电压，R 表示输电线的电阻.下列说法正,
9、确的是(,),A.电流的频率为 100 HzB.电压表 的示数为 220 V,C.电压表,的示数为 678 V,图 10-2-10,D.当滑片 P 向上滑时，,的示数变大,答案：D,热点 3,远距离输电问题,热点归纳远距离输电问题的“三 二 一”：(1)理清三个回路(如图 10-2-11 所示)：图 10-2-11在回路2中，U2UU3，I2I线I3.,【典题 6】如图 10-2-12 为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为n1 、n2.在 T 的原线圈两端接入一电压 uUmsin t 的交流电源，若输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其
10、他因素的影响，,则输电线上损失的电功率为(,)图 10-2-12,答案：C,来的 ，输电电压应变为(,【迁移拓展】(2018 年江苏卷)采用 220 kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原,),A.55 kVC.440 kV,B.110 kVD.880 kV,解析：当输电功率 PUI，U 为输电电压，I 为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损I2R，R为输电线路的电,答案：C,特殊的变压器模型,考向 1,自耦变压器,自耦变压器又称为调压变压器，它只有一个线圈，把全部线圈作为原线圈或副线圈，线圈的一部分作为副线圈或原线圈.由此自耦变压器可以降压，也可以
11、升压，变压器的基本规律对自耦变压器均适用.,【典题 7】(多选，2018 届安徽江南十校质检)如图10-2-13所示是调压变压器的原理图，线圈 AB 绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为 1000 匝.AB 间加上如图乙所示的正弦交流电压，移动滑动触头 P 的位置，就可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器 R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为 Q.已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且 BP 间线圈匝数刚好是 500,匝，变阻器的最大阻值等于 72 .则下列判断中正确的是(,),甲,乙,图 10-2-13A.开始时，安培表示数为 0.25 AB.开始时，流过 R 的交流电频率 25 HzC
12、.保持 P 的位置不动，将 Q 向上移动时，R 消耗的功率变大D.保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向转动少许，R 消耗的功率变大,答案：CD,考向 2,双副线圈变压器,计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个关系：,(2)电流关系：n1I1n2I2n3I3 (3)功率关系：P1P2P3,【典题 8】如图10-2-14所示，接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1,n2n3 为(,),图 10-2-14,A.111C.621,B.321D.221,解析：灯泡正常发光，可得UAUBUCUD，所以U2,答案：B,都正常发光，则功率相等
13、，即PAPBPCPD.由PI2R得 IAIBICID，即I1I2I3.由理想变压器的功率关系得U1I1U2I2U3I3，即n1I1n2I2n3I3，可得n1n2n32n3n33n3.所以n1n2n3321.,考向 3,互感器,互感器分为电压互感器和电流互感器，比较如下表所示：,【典题 9】(2017 年福建龙岩质检) L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量 L1 和 L2 之间的电压，下列四种,电路连接正确的是(,),A,B,C,D,解析：通过变压器测量 L1 和 L2 之间的电压，需要电压互感器，变压器原线圈应并联在 L1 和 L2 之间，由于电压表量程较小，变压器应为降压变压器，原线圈匝数应大于副线圈匝数，A 正确.,答案：A,【触类旁通】如图 10-2-15 所示，L1 和 L2 是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为 10001，变流比为 1001，并且知道电压表示数为 220 V，电流表示数为,10 A，则输电线的输送功率为(,),图 10-2-15,A.2.2103 WC.2.2108 W,B.2.2102 WD.2.2104 W,所以输电线的输送功率PU1I12.2108 W，C正确.答案： C,