2012版物理一轮复习学案：10.2 变压器电能的输送（选修3-2）

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1、第2节变压器、电能的输送【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

2、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

3、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U2和铭牌上注明的变压比(U1/U2)，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I2和铭牌上注明的变流比(I1/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

4、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，【要点名师透析】一、变压器的工作原理及基本关系1.工作原理2.基本关系(理想变压器)(1)无漏磁，因此Φ、相同.(2)无线圈内阻，因此无内压降：U=E=.(3)由于=，

5、即套在同一铁芯上的线圈无论原、副线圈间还是副、副线圈间该比例都成立,即===…(4)无能量损失，因此P入=P出，无论副线圈是一个还是多个,U1I1=U2I2+U3I3+…又据电压关系可得：n1I1=n2I2+n3I3+…【例1】(2011·淄博模拟)(12分)如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，交流电源电压U=311sin100πtV，F为熔断电流为I0=1.0A的保险丝，负载为一可变电阻.(1)当电阻R=100Ω时，保险丝能否被熔断?(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小

6、于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?【答案】(1)保险丝不会熔断(2)电阻R的阻值不能小于55Ω电功率不能大于220W【详解】原线圈电压的有效值为U1=V=220V由=得副线圈两端的电压U2=U1=×220V=110V(1)当R=100Ω时，副线圈中电流I2==A=1.10A.(3分)由U1I1=U2I2得原线圈中的电流为I1=I2=×1.10A=0.55A,由于I1＜I0(熔断电流)，故保险丝不会熔断.(2分)(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好到达熔断电流I0，即I1=1.0A，则副线

7、圈中的电流为I2=I1=·I1=2×1.0A=2.0A变阻器阻值为：R0==Ω=55Ω(3分)此时变压器的输出功率为P2=I2·U2=2.0×110W=220W(2分)可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55Ω，输出的电功率不能大于220W.(2分)二、理想变压器动态问题分析1.匝数比不变的情况:如图所示(1)U1不变，根据=，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变.(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化.(3)I2变化引起P2

8、变化，P1=P2，故P1发生变化.2.负载电阻不变的情况:如图所示(1)U1不变，发生变化，故U2变化.(2)R不变，U2改变，故I2发生变化.(3)根据P2=，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化.3.分析动态问题的程序【例2】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想交流电表，从某时刻开始在原