2012届高考一轮复习学案：10.3变压器 电能输送.docVIP

第 3 课时　变压器　电能输送 基础知识归纳 1.变压器 (1)变压器的结构 如图所示：闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成一个变压器.原线圈n1(又称初级线圈)与电源连接，副线圈n2(又称次级线圈)与负载连接，作为用电器的电源. (2)理想变压器的工作原理 ①理想变压器：是种理想化模型，没有任何损耗，输入功率等于输出功率. ②工作原理：电磁感应 理想变压器原、副线圈中具有完全相同的磁通量及磁通量的变化率. ③电压比和电流比 电压比：由U＝n得单个副线圈，多个副线圈U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3 电流比：单个副线圈多个副线圈，由P1＝P2＋P3＋… 得U1I1＝U2I2＋U3I3＋… n1I1＝n2I2＋n3I3＋… (3)几种常见的变压器：自耦变压器、互感器. 2.远距离输电 (1)目的 向远距离输送电能，且尽可能减少在输电线上的损失. (2)方法 由P损＝I2R可知，要减小损失的电能可以有两种方法： ①减小输电导线的电阻.由于R＝ρ，故可采用电阻率ρ较小的材料，并加大导线的横截面积.这种方法的作用十分有限，代价较高，可适当选用. ②减小输电电流.由于I＝，P为额定输出功率，U为输出电压，增大U可减小I.这是远距离输电的一种常用的方法. (3)远距离输电的电路模式如图所示 ①功率关系：P1＝P2 P3＝P4 P2＝P3＋ΔP ②电压关系： U2＝U3＋ΔU ③输电电流：I＝④输电线上电压降和消耗的电功率ΔU＝IR，ΔP＝I2R 注意：R为两根输电导线的总电阻. 一、原、副线圈匝数不变时，理想变压器有哪些决定关系 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，可依据以下原则来判断.有三个决定关系： 1.输入电压U1决定输出电压U2，即U2随着U1的变化而变化，因为U2＝U1，所以只要U1不变化，不论负载如何变化，U2不变. 2.输出功率P2决定输入功率P1. 理想变压器的输出功率和输入功率相等，即P2＝P1.在输入电压U1不变的情况下，U2不变.若负载电阻R增大，则由公式P＝得：输出功率P2减小，输入功率P1也随着减小；反之，若负载电阻R增大，则输出功率P2增大，输入功率P1也随着P2减小. 3.输出电流I2决定输入电流I1. 在输入电压U1不变的情况下，U2不变.若负载电阻R增大，则由公式I＝得：输出电流I2减小，由P2＝P1知输入电流I1亦随着减小；反之，若负载电阻R减小，则输出电流I2增大，输入电流I1亦随着增大. 二、理想变压器副线圈有一个和多个时的比例关系有何异同 由一个原线圈和一个副线圈组成 由一个原线圈和多个副线圈组成(以两个副线圈为例) 电压关系 电流关系 功率关系 P2＝P1或U1I1＝U2I2 P1＝P2＋P3或U1I1＝U2I2＋I3U3 频率关系 f1＝f2 三、变压器工作时能量损耗的来源有哪些 变压器在工作时，实际上从副线圈输出的功率并不等于从原线圈输入的功率，而有少量的功率损耗，功率损耗的形式有三种： 1.铜损：实际变压器的原、副线圈都是用绝缘铜导线绕制的，虽然铜的电阻率很小，但铜导线还是有一定的电阻，因此，当变压器工作时，线圈中就会有热量产生导致能量损耗，这种损耗叫铜损. 2.铁损：变压器工作时，原、副线圈中有交变电流通过，在铁芯中产生交变磁通量，铁芯中就会因电磁感应产生涡流，使铁芯发热而导致能量损耗，这种在铁芯中损失的能量叫铁损. 3.磁损：变压器工作时，原、副线圈产生的交变磁通量绝大多数通过铁芯，但也有很少一部分磁通量从线圈匝与匝之间漏掉，即有漏磁.这就使得通过原副线圈的磁通量并不相等，这漏掉的磁通量会在周围空间形成电磁波而损失一部分能量，这种损耗叫磁损. 四、“提高电压，降低电流”是否与欧姆定律相矛盾 不矛盾，欧姆定律是对纯电阻耗能元件成立的定律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由P＝IU，且P一定的条件下得出的结论，两者没有联系. 五、高压输电是不是电压越高越好 输电线上的电压损失，不但有导线电阻引起的电压损失，而且有电抗引起的电压损失，电抗造成的电压损失随电压的增大而增大，所以高压输电并非电压越高越好. 另外，电压越高，对线路和变压器的技术要求就越高，线路的修建费用就会增多，所以实际输电时，综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压. 典例精析 1.变压器的决定关系 【例1】理想变压器的原线圈连接一个电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示.在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.原线圈两端接在电压为U的交流电源上.则(　　) A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 C.保持P的位置不