高考物理总复习知识讲解 变压器、远距离输电（基础）.doc

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1、高考总复习：变压器远距离输电编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、了解变压器的构造及原理2、知道理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系3、会对变压器的动态变化进行分析4、了解远距离输电的原理并能进行相关计算【知识网络】【考点梳理】考点一、变压器1、主要构造　　由闭合铁芯、原线圈和副线圈组成。2、工作原理　　电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，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。互感现象是变压器工作的基础。3、理想变压器　　不考虑铜损（线圈电阻

2、产生的焦耳热）、铁损（涡流产生的焦耳热）和漏磁的变压器，即它的输入功率和输出功率相等。　　理想变压器的基本关系式：（1）电压关系：原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。有若干个副线圈时：（2）电流关系：只有一个副线圈时，原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。（3）功率关系：输入功率等于输出功率．由及推出有若干副线圈时：或。4、几种常见的变压器　　（1）自耦变压器—－调压变压器　　（2）互感器：电压互感器、电流互感器　　电压互感器：如图所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。　　

3、电流互感器：如图所示，原线圈串联在待测高电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。要点诠释：一、理想变压器必须具有怎样的条件　1、铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原副线圈两绕组每匝的磁通量都一样，每匝线圈中所产生的感应电动势相等。原副线圈中产生的感应电动势与匝数成正比，即。　2、线圈绕组的电阻不计，所以原副线圈相当于无内阻的电源，感应电动势与端电压相等，即，，有变压比成立。　3、铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。　　由于满足以上条件，所以变压器工作时，能量损失不计，可以认为变压器的输出功

4、率和输入功率相等．有成立，于是可得电流比关系。　4、若理想变压器有两个或两个以上副线圈，见图。（1）任意两个线圈的端电压之比等于线圈的匝数之比，可以是原线圈和任一个副线圈之间，也可以是任意两个副线圈之间。在图中，有，，。（2）电流和匝数之间不再是反比关系。由输入功率等于输出功率，即和电压关系可得出电流和匝数之间的关系。　二、为什么理想变压器线圈两端的电压与该线圈匝数总成正比关系？　　理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比，不仅适用于原、副线圈各有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的

5、，因而每匝线圈产生的电动势相同，每组线圈产生的电动势都和匝数成正比；在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电压等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比。　　以上结论只适用于各线圈绕在“回”字形铁芯上的情景，若线圈在“日”字形铁芯上，则上述结论不成立，因穿过各匝的磁通量不一定相同。三、理想变压器有多个副线圈时，电压、电流与匝数的关系如图所示，原线圈匝数为，两个副线圈的匝数分别为和，相应电压分别为、和，相应的电流分别为、和。根据理想变压器的工作原理可得①　②　由此可得　③根据得:　④将①③代入④式得:整理得:　⑤以上①②③④⑤式即为多个副线圈的理想变压器的电压与匝数

6、的关系和电流与匝数的关系。　　四、理想变压器各物理量变化的决定因素　　当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，怎样确定其他有关物理量的变化，可依据以下原则判定。参见图。　　（1）输入电压决定输出电压，这是因为输出电压。当不变时，不论负载电阻R变化与否，不会改变。（2）输出电流决定输入电流，在输入电压一定情况下，输出电压也被完全确定。当负载电阻R增大时，减小，则相应减小；当负载电阻R减小时，增大，则相应增大（在使用变压器时，不能使变压器短路）。（3）输出功率决定输入功率，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即，在输入电压一定的情况下，当负载电

7、阻R增大时，减小，则变压器的输出功率减小，输入功率也将相应减小；当负载电阻R减小时，增大，变压器的输出功率增大，则输入功率也将增大。考点二、远距离输电要点诠释：1、关键　　减小输电线路上的电能损失，。2、方法（1）减小输电线的电阻，如采用电阻率小的材料，加大导线的横截面积。（2）高压输电，在输送功率一定的条件下，提高输送电压，减小输送电流。3、几个常用关系式（1）如图所示，若发电站输出电功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为，用户的电压为，则输出电流为：。（2）输电导线损失的电压：（3）输电导线损耗的电功率：由以上公式可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原

8、来的n倍，