高中物理题型解题技巧之电磁学篇11 等效阻抗秒解变压器动态问题（解析版） .pdfVIP

高中物理解题技巧之电磁学篇11

等效阻抗秒解变压器动态问题

一.应用技巧

1.变压器原线圈接有负载R时，原、副线圈的制约关系依然成立，但电路输

入的总电压U不再等于变压器原线圈的电压U，而是U＝U＋U，显然

11负载

U≠U.变压器原、副线圈两端的功率也始终相等，但电路输入的电功率P也

1

不等于原线圈两端的功率P，而是P＝P＋P

11负载．

2.等效负载电阻法

变压器等效负载电阻公式的推导：

设理想变压器原副线圈的匝数之比为n：n，原线圈输入电压为U，副线圈负载电阻为R，121

如图1（1）所示，在变压器正常工作时，求a、b间的等效电阻。

先画出等效电路图如图1（2）所示，设变压器等效负载电阻为R

Un

在（1）中由变压器的分压规律：11得：

Un

22

n

U22U1，所以负载电阻R消耗的功率为：

n

1

U2

在（2）中等效电阻消耗的功率为：P1

R

2

n

因PP，所以等效电阻为：R1R（重要结论）

2

n

2

【例】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R、R和R的阻值分

123

别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电

压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流

SIS

表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为

4I

A．2B．3C．4D．5

【答案】B

【解析】解法一：能量守恒法：

22

设原副线圈匝数比为kS断开PIUIR(kI)(RR)①

1123

S闭合22②

P4IU(4I)R(4kI)R

212

①②得P4P即：222222化简得k3

214（3I5kI）48I16kI

解法二：电流、电压关系法

UI

设原副线圈匝数比为kS断开时12k由图可知