2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 变压器　电能的输送.docxVIP

第2讲变压器电能的输送

学习目标1.知道变压器的工作原理,掌握变压器的规律,会分析变压器的动态变化问题。2.理解远距离输电的原理,会计算线路损失的电压、功率和输送的功率。

考点一理想变压器的原理及应用

1.理想变压器的构造和原理

(1)构造:如图所示,变压器是由和绕在铁芯上的组成的。与交流电源连接的线圈叫,也叫初级线圈;与负载连接的线圈叫,也叫次级线圈。?

(2)原理:利用电磁感应的现象。?

2.理想变压器的基本关系

功率

关系

原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P入=P出,且输出功率P出决定输入功率P入

电压

关系

原、副线圈的电压比等于匝数比,U1U2=n1n2,与副线圈的个数无关,

电流

关系

只有一个副线圈时,I1I2=n2n1,

频率

关系

f1=f2,变压器不改变交变电流的频率

3.几种“特殊”的变压器

(1)含有多个副线圈的变压器

计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时,需注意三个关系:

电压关系:U1n1=U2n2=U3n3=…=Unnn或U1∶U2∶U3∶…∶Un=n

功率关系:P1=P2+P3+…+Pn或U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn

电流关系:n1I1=n2I2+n3I3+…+nnIn

(2)自耦变压器

自耦变压器(又称调压器),它只有一个线圈,其中的一部分作为另一个线圈,当交流电源接不同的端点时,它可以升压也可以降压,变压器的基本关系对自耦变压器均适用,如图所示。

(3)互感器

电压互感器

电流互感器

原线圈并联在高压电路中,副线圈接电压表;为了安全,外壳和副线圈应接地

原线圈串联在被测电路中,副线圈接电流表;为了安全,外壳和副线圈应接地

将高电压变为低电压,n1n2,U1U2,通过测量低电压U2,计算出高压电路的电压U1

将大电流变成小电流,n1n2,I1I2,通过测量小电流I2,计算出被测电路中的大电流I1

判断正误

(1)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率。()

(2)理想变压器能改变交流电压、交变电流,但不改变功率,即输入功率总等于输出功率。()

(3)理想变压器的基本关系式中电压和电流均为有效值。()

(4)变压器只对交变电流起作用,对恒定电流不起作用。()

角度理想变压器的基本规律

例1(2025·八省联考山陕青宁卷,4)牙医所用的口腔X射线机,需利用变压器将电压从220V升到96kV,输出电流为1.0mA。若将此变压器视为理想变压器,则()

A.该变压器的输入功率为96kW

B.该变压器的原、副线圈匝数比为11∶4800

C.该变压器的输入电流约为0.4mA

D.该变压器功能主要利用自感现象实现

听课笔记?

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角度原线圈接入负载电阻的理想变压器

例2在如图所示的电路中,理想变压器的原、副线圈的匝数比为k=14,在a、b端输入电压为U0的正弦交流电,R1为定值电阻,调节电阻箱R2,当R2=8R1时,电压表、电流表的示数分别为U、I,则下列说法正确的是(

A.U=2U03 B.

C.I=U03R1

听课笔记?

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角度几种特殊的理想变压器

例3(多选)如图所示,L1和L2是输电线,甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器),其中线圈匝数关系为n1∶n2=200∶1,n3∶n4=1∶100,电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是()

A.甲是电流互感器,乙是电压互感器

B.甲是电压互感器,乙是电流互感器

C.若电压表示数为30V,则输电线两端的电压最大值为6000V

D.若电流表示数为5A,则通过输电线的电流有效值为500A

听课笔记?

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例4(多选)如图所示是一种调压变压器的原理图,线圈AB绕在一个圆形的铁芯上,A、B端加上u=2202sin(100πt)V的交流电压,通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时,原、