2019-2020年高二物理變壓器 遠距離輸電 人教版.doc
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2019-2020年高二物理變壓器 遠距離輸電 人教版 [學習目的] 1、理解變壓器原理,了解變壓器的構(gòu)造、變壓器的變壓比、變壓器的變流比。 2、知道遠距離輸電的方式,會進行簡單的計算。 [學習內(nèi)容] 一、 變壓器 變壓器的構(gòu)造: 原線圈 、副線圈 、鐵芯 二、變壓器的變壓比 變壓器的變流比 變壓器的功率關系: 變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小,可用較細的導線繞制 低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大,應用較粗的導線繞制 三、幾種常用的變壓器 a. 自耦變壓器 b.調(diào)壓變壓器 c.電壓互感器、電流互感器 四、. 遠距離輸電 1、減少輸電中的功率損失可以有兩種方法: P損=I2 R (1)、減小電阻 (2)、提高輸電的電壓U,減小電流I. 2、遠距離輸送電示意圖 [典型例題] 例1:一臺變壓器原線圈輸入380V電壓后,副線圈輸出電壓為19V,若副線圈增加150匝,輸出電壓增加到38V,則變壓器原線圈的匝數(shù)為多少匝? 例2、如圖27—3所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,當導線AB在勻強磁場中作勻速直線運動切割磁感線時,電流表A1的示數(shù)為12mA,則電流表2的示數(shù)為( ) A.3mA B.48mA C.與R的阻值有關 D.0 例3. 如圖所示的理想變壓器,輸入電壓U1 =220伏,各線圈匝數(shù)之比n1 :n2: n3=10:5:1。R2=110歐, 測得通過R3的電流I3 =2A。求:流經(jīng)電阻R2及初級線圈中的電流強度I2 和I1 各為多少? 例4 在繞制變壓器時,某人誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上.當通以交變電流時,每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈,另一半通過中間的臂.已知線圈1、2的匝數(shù)之比n1∶n2=2∶1.在不接負載的情況下 A.當線圈1輸入電壓220V時,線圈2輸出電壓為110V B.當線圈1輸入電壓220V時,線圈2輸出電壓為55V C.當線圈2輸入電壓110V時,線圈1輸出電壓為220V D.當線圈2輸入電壓110V時,線圈1輸出電壓為110V 例5、變壓器接入某輸電電路中,現(xiàn)以相同的輸入電壓U,不同的輸出電壓輸送相同的電功率P,輸電線電阻為R.當副線圈與原線圈匝數(shù)比為K時,輸電線線路上損耗的功率為 ;當匝數(shù)比為nK時,線路上損耗的功率為原來的______倍 例6、某發(fā)電機輸出功率P=100千瓦,發(fā)電機端電壓U=1000伏,向遠距離輸電的輸電線總電阻R=8歐?,F(xiàn)要求輸電損耗為5%,用戶得到的電壓恰好為220伏,則: ①畫出輸電線路的示意圖; ②求出所用的變壓器的原副線圈匝數(shù)比 例7. 有一條河流,河水流量為4m 3/s,落差為5m,現(xiàn)利用它來發(fā)電,使用的發(fā)電機總效率為50%,發(fā)電機輸出電壓為350V,輸電線的電阻為4Ω,允許輸電線上損耗功率為發(fā)電機輸出功率的5%,而用戶所需要電壓為220V,求所用的升壓、降壓變壓器上原、副線圈的匝數(shù)比.g=9.8m/s2 例8.學校配有一套校內(nèi)備用供電系統(tǒng),如圖所示,由一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機向全校22個教室(每個教室有“220V40W”的白熾燈6盞)供電,如果輸電線的總電阻R是4Ω,升壓變壓器和降壓變壓器(都認為是理想變壓器)的匝數(shù)比分別是1∶4和4∶1,那么, (1)發(fā)電機的輸出功率應是多大? (2)發(fā)電機的電動勢是多大? (3)輸電效率是多少? 訓練設計: 1、圖為汽油機點火裝置。蓄電池提供的是恒定直流,問:為什么在開關由閉合變?yōu)閿嚅_瞬間,能用變壓器得到點火所需的高電壓呢? 2、如圖,可以將電壓升高供給電燈的變壓器是( ?。? ~ ~ ?。ǎ粒 。ǎ拢 。ǎ茫 。ǎ模? 3、為了安全,機床上照明用的電壓是36V,這個電壓是把220V的電壓降壓后得到的,如果變壓器的原線圈是1100匝,副線圈是多少匝?用這臺變壓器給40W的燈泡供電,原副線圈的電流各是多少? 4、一臺效率是55%的離心式水泵,每秒鐘能把0.03m3的水抽到20 m高處,現(xiàn)在用一臺感應電動機通過皮帶傳動帶動水泵運行,皮帶傳動效率是80%,在功率分別為14KW、20KW、28KW的三臺電動機中,選用哪一臺比較合適? 5、(1)、(2)兩電路中,當a、b兩端與e、f兩端分別加上220伏的交流電壓時,測得c、d間與g、h間的電壓均為 110伏。若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110伏的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為 A、220伏,220伏; B、220伏,110伏; C、110伏,110伏; D、220伏,0; 6.用理想變壓器給純電阻負載供電時,用下列哪些辦法可以增大輸入電流? ( ) A、增加原線圈的匝數(shù) B、增加副線圈的匝數(shù) C、在副線圈上多串聯(lián)一個電阻 D、使繞制線圈的導線粗一些 7、在用理想變壓器給一個阻值為R的負載供電,在輸入電壓一定的條件下,下列哪個辦法可使變壓器輸入功率增加( ) A、增加原線圈匝數(shù) B、增加副線圈匝數(shù) C、減小負載電阻阻值 D、增大負載電阻阻值 8、如圖所示為一理想變壓器工作電路圖,今欲使變壓器的輸入功率增大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,可行的辦法是( ) 題5圖 U1 n1 R n2 A、原線圈的匝數(shù)n1增加到原來的2倍B、副線圈的匝數(shù)n2增加到原來的2倍 C、負載電阻的阻值R變?yōu)樵瓉淼?倍 D、n2和R都變?yōu)樵瓉淼?倍 題6圖 P U n1 n2 9、如圖所示,n1為理想變壓器原線圈,其接入電路的匝數(shù)隨著滑動接觸點P的上下移動會增加或減少,當輸入電壓U稍有下降時,為了使接在副線圈n2上的電燈電壓保持不變,正確的調(diào)節(jié)方法是( ) A、使P稍向上滑動 B、副線圈上改接電阻較大的電燈 C、使P稍向下滑動 D、副線圈上改接電阻較小的電燈 a b 題7圖 10、如圖所示為兩個互感器,在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表,已知電壓比為100,電流比為10,電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則( ) A、a為電流表,b為電壓表B、a為電壓表,b為電流表 C、路輸送電功率是2200WD、線路輸送電功率是2.2106W 11、如圖所示是一理想的自耦變壓器,A、B端接交流電源,C、D端接負載電阻R,P為滑動觸頭,當P逆時針轉(zhuǎn)動時,下列結(jié)論正確的是( ) 題8圖 ~ C D R P O A B A、R兩端的電壓下降,電流減小B、R兩端的電壓升高,電流增大 C、R兩端的電壓升高,電流減小D、R消耗的功率不變 12、輸電線的電阻共計r,輸送的電功率是P,用電壓U送電,則用戶能得到的電功率是 A、 B、 C、 D、 13、發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學校的輸電線電阻為R,通過導線的電流為I,學校輸入電壓為U2,下列4個計算輸電線損耗的式子中,不正確的是( ) A、 B、 C、 D、 14、在遠距離交流輸電中,輸電線路上既有功率損失,又有電壓損失,它們兩者產(chǎn)生的原因( ) A、都是由輸電線的電阻產(chǎn)生的 B、都是由輸電線的電阻和電抗(感抗和容抗)兩者產(chǎn)生的 C、功率損失只由輸電線的電阻產(chǎn)生,電壓損失由電阻和電抗兩者產(chǎn)生 D、電壓損失只由輸電線的電阻產(chǎn)生,功率損失由電阻和電抗兩者產(chǎn)生 15、遠距離輸電線路的示意圖如圖所示,若發(fā)電機的輸出電壓不變,則下列敘述中正確的是() A、升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶電設備消耗的功率無關 B、輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 C、當用戶用電器的總電阻減少時,輸電線上損失的功率增大 D、升壓變壓器的輸出電壓等于降壓器輸入電壓 題4圖 發(fā)電機 升壓變壓器 輸電線 用戶 降壓變壓器 16、某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電,后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電,輸送的電功率都是P,若輸電線路的電阻為R,則下列說法中正確的是( ) A、據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的電流降為原來的1/20 B、據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍 C、據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的1/400 D、據(jù)公式,提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍 17、 一小水電站,輸出的電功率為20kW,輸電線總電阻為,如果先用400V電壓輸送,后又改用xxV電壓輸送,則輸送電壓提高后,輸電導線上損失的電功率的變化情況是 A、減小50W B、減少1200W C、減少W D、增大W 三、計算題 題9圖 18、如圖所示理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為N1:N2=2:1,原線圈接220 V交流電源,副線圈接額定功率為 20 W的燈泡 L,燈泡正常發(fā)光.當電源電壓降為180 V時,求: (1)燈泡實際消耗的功率? (2)此時燈泡中的電流是多少? 19、有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100,原線圈上所加電壓為23kV,副線圈通過總電阻為2Ω的供電導線向用戶供電,用戶用電器得到電壓是220V,求供電導線上損耗的功率? 20、如圖所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10kW,輸出電壓為400V,向距離較遠的用戶供電,為了減少電能損失,使用2kV高壓輸電,最后用戶得到220V,9.5kW的電力,求: (1)水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1/n2; (2)輸電線路導線電阻R; (3)用戶降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3/n4. 題10圖 I1 升壓器 發(fā)電機 用戶 降壓器 n1 n2 n3 n4 U1 U4 U2 U3 I2 I3 I4 參考答案 例1:n1=3000匝,n2=150匝,例2:D例3:I2=1A,I1=0.7A例4:BD例5:(P/KU)2R 例6:圖略 1/4 190/11例7: 1/8 133/11例8: 5424W 250V 97.3% 設計訓練: 1、 略 2、 B 3、 1.1A 0.18A 4、 14KW 5、 B 6、 B 7、 BC 8、 D 9、 C 10、BD 11、A 12、B 13、A 14、C 15、C 16、AC 17、B 18、1620/121W 18/121A 19、50W 20、1/5 20Ω 95/11- 配套講稿:
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