变压器和电能输送（阿泽版）.ppt

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1、5.4变压器用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管十几万伏但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？几种常见的变压器一、变压器的构造1.示意图U1U2∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯2.构造：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）：用绝缘导线绕制，其匝数用n1表示（3）副线圈（次级线圈）：用绝缘导线绕制，其匝数用n2表示（4）原线圈输入电压：U1;副线圈输

2、出电压：U2.过程分析原线圈：变化电压原线圈：变化电流铁芯：变化磁场副线圈横截面：变化磁通量副线圈：感应电压副线圈：感应电流U1U2∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯由于磁路闭合，两个线圈横截面中穿过的磁通量及磁通量的变化和变化率都几乎相同U1U2∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。理想变压器如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。要求：无铜损、铁损、磁损三、理想变压器的变

3、压规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t若不考虑原副线圈的内阻有：U1=E1U2=E2由于铁芯闭合：磁通量变化率相同所以：结论：理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比n2>n1U2>U1-----升压变压器n2

4、压器输入功率应等于输出功率即:U1I1=U2I2P入=P出结论：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器结论：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比结论：理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比结论：理想变压器输入功率应等于输出功率P入=P出5.5电能的输送电站用户输送电能的基本要求应当是：可靠、保质、经济电站R用户P’ΔPPIP=P’+P功率关系一、输电线上的功率损失１．设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为：如果输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为l，横截面积为S，电阻率为则功率损失

5、可表示为：2．减少输电线上功率损失的方法（1）减小输电线的电阻R①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小R．②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．③增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．（2）减小输电电流I①减小输送功率P：由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍．采用高压输电

6、是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施．输电线路上的电压损失电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失，U＝U－U’，如图所示：电站R用户U’ΔUUI三、交流高压输电的基本环节发电站升压变压器高压输电降压变压器用户1.输送功率为100kW以下，距离为几百米以内，一般采用220V的电压送电。这就是通常用的低压线路。2.输送功率为几千kW到几万kW，距离为几十km到上百km,一般采用35kV或110kV的电压送电。这就是所谓高压输电。3.如果输送功率为10万kW以上，距离为几百km，就必须采用220kV甚至更高的电压送电。这就是所谓超

7、高压输电。●目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV和330kV,在少数地区已开始采用500kV的超高压送电。●目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。●大型发电机发出的电压，等级有10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。