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1、第二节 变压器远距离输电,基础知识梳理,一、变压器原理,图1321,1构造和原理(如图1321所示) (1)主要构造：由 、 和 组成 (2)工作原理：电磁感应的 现象 2理想变压器的基本关系式,原线圈,副线圈,闭合铁芯,互感,基础知识梳理,降压,升压,3互感器 (1)电压互感器，用来把 电压变成 电压 (2)电流互感器，用来把 电流变成 电流,高,低,大,小,基础知识梳理,特别提示：(1)如果变压器没有漏磁和能量损失，这样的变压器是理想变压器 (2)变压器只能改变交变电流的电流和电压，不能改变恒定电流的电流和电压,基础知识梳理,二、远距离输电 1电路损失 (1)功率损失：设输电电流为I，输电
2、线的电阻为R，则功率损失为P . (2)电压损失：U . 减小功率损失和电压损失，都要求提高 ，减小输电电流,IR,I2R,输电电压,2降低损耗的两个途径 (1)一个途径是减小输电线的 由电 下，为减小电阻，应当用 的金属材料制造输电线此外，还要尽可能增加导线的 ,电阻,电阻率小,横截面积,基础知识梳理,(2)另一个途径是减小输电导线中的 由PIU可知，当输送功率一定时，提高 可以减小输电电流 3远距离高压输电 由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用 升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区再用 降到所需的电压,电流,电压,升压变压器,降压变压器,一、理想变压
3、器及其原、副线圈基本量的关系,课堂互动讲练,1.理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电流关系的推导应该以其为依据 2变压器的以上关系都是根据口字型的变压器推出的如果变压器不是“口”字型时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系,特别提醒,1.(2010年福建厦门调研)对于理想变压器，下列说法中正确的是() A原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大 B原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大 C原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零,课堂互动讲练,答案：ABC,课堂互动讲练,二、理想变压器的动
4、态分析 1理想变压器的几个因果关系 当理想变压器的匝数比不变时，如图1322所示各量相互关系如下：,图1322,(1)输入电压U1决定输出电压U2，这是 论负载电阻R变化与否，U2不会改变,(2)输出电流I2决定输入电流I1，在输入电压一定的情况下，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,课堂互动讲练,(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P1P2，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P2I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小
5、时，I2增大，变压器的输出功率P2I2U2增大，则输入功率P1也将增大,2动态分析问题的思路程序可表示为：,2.(2008年高考天津理综卷)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时() AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小 CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大,课堂互动讲练,课堂互动讲练,解析：选B.当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小，所以正确选项是B.,课堂互动讲练,三、关于高压输电问题的分
6、析 1对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序进行分析，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析 2高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压 3远距离高压输电的几个基本关系(以图1323为例)：,课堂互动讲练,(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P损P3 U2UU3，I2I3I线,3.(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1324所示，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
7、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(),课堂互动讲练,图1324,课堂互动讲练,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,课堂互动讲练,解析：选AD.由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常 考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D也正确,如图1325所示，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为UU0sint的交变电流源，副线圈接一,高频考点例析,题型一 理想变压
8、器基本公式的应用,例1,100 rad/s，则下述结论正确的是(),高频考点例析,【答案】C,高频考点例析,【规律总结】电压表、电流表的读数均为交变电流的有效值，变压器原副线圈上的电压、电流之比与其匝数有关，输入电压决定输出电压，输出电流、输出功率决定输入电流、输入功率,(2010年安徽省级示范高中联考)理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交变电流(如图1326所示)则以下说法正确的是() A若Q位置不变，将P向上滑动，U变大 B若Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大 C若P位置不变
9、，将Q向上滑动，电 流表的读数变大 D若P位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变,高频考点例析,题型二 理想变压器的动态分析问题,例2,高频考点例析,【解析】若Q位置不变，则匝数比不变，A错误；将P向上滑动，副线圈消耗功率减小，输入功率减小，电流表的读数变小，B错误；P位置不变，将Q向上滑动，匝数比变化，副线圈电压增加，消耗功率增加，输入功率增加，电流表的读数变大，C正确，D错误 【答案】C,高频考点例析,题型三 远距离高压输电,例3,(2008年高考上海卷)某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 . (1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率； (2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压,【思路点拨】解答本题时，可按以下步骤进行： (1)由PUI求得输电线上的电流 (2)用PI2R线与UIR线分别求得输电线损耗的功率和电压 (3)利用变压器的电压比和匝数比的关系求得用户得到的电压,高频考点例析,【解析】(1)输电线上的电流强度为 输电线路损耗的功率为 P损I2R52.6326 W16620 W16.62 kW.,高频考点例析,(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为,【答案】(1)16.62 kW(2)226.18 V,