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2011届高三物理一轮复习全案:5.2变压器、电 能的输送(选修3-2).doc


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2011届高三物理一轮复****全案:、电能的输送(选修3-2)
【考纲知识梳理】
一、变压器及其原理
1、构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。
2、作用:在输送电能的过程中改变电压。
3、原理:其工作原理是利用了电磁感应现象。
4、特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。
5、理想变压器的基本关系式:
(1)输出功率决定输入功率,理想变压器的输入功率和输出功率相等,即= 。
(2)变压比:,
(3)电流关系: ,
(4)若干副线圈时:
,;或
6、几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图是自耦变压器的示意图。这种变压器的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;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。
调压变压器就是一种自耦变压器,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。
(2)互感器
互感器也是一种变压器。交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分电压互感器和电流互感器两种。
a、电压互感器
电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高压电路中,副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压U 2 和铭牌上注明的变压比(U 1 /U 2 ),可以算出高压电路中的电压。为了工作安全,电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
b、电流互感器
电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电路中,副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I 2 和铭牌上注明的变流比(I 1/I2),可以算出被测电路中的电流。如果被测电路是高压电路,为了工作安全,同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
二、电能的输送
1. 关键:减少电功率损失和电压损失
(1)功率损失:远距离输送电能,由于输电线上的电流热效应,电能转化为热能。出现功率损失。。
(2)电压损失:远距离输送电能,线路中电阻R上消耗部分电压。。
2方法:根据再加上
(1)减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积,
(2)提高输电电压,减小输电电流,
【要点名师精解】
一、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系
【例1】(09年江苏物理),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氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中正确的有
,氖泡的发光频率为100Hz
,电压表的示数为100 V
,电压表的示数变大
,变压器的输出功率不变
解析:A选项:交变电压的频率为 Hz,一个周期内电压两次大于100V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz,A选项正确。
B选项:由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为V=20V,由得副线圈两端的电压为V,电压表的示数为交流电的有效值,B选项正确。C选项:开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C选项错误。D选项:断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D选项错误。
答案:AB
名师点评:本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
二、理想变压器的动态分析
1、原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定,
2、输入电压决定输出电压,即随着的变化而变化,因为,所以只要不变化,不论负载如何变化,不变。
3、输出电流决定输入电流。
在输入电压不变的情况下,不变。若负载电阻R增大,则由公式得:输出电流减小,由= 知输入电流亦随着减小;反之,若负载电阻R减小,则输出电流增大,输入电流亦随着增大。
4、输出功率决定输入功率,
理想变压器的输入功率和输出功率相等,即= 。在输入电压不变的情况下,
不变。当用电负荷增加,输出功率增大,输入功率也随着增大;反之,当用电负荷减小,则输出功率减小,输入功率也随着减小。
(1)变压器空载时,无电流、无功率输出,所以输入功率也为零,
(2)当副线圈短路时,I2无限大,I1也无限大将烧坏变压器,
5、动态分析问题的思路程序可表示为:
U1P1
【例2】(09年山东卷)。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n

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  • 上传人sxlw2016
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  • 时间2018-04-25