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- 2021-05-12 发布
2
．关于理想变压器的动态分析问题
处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，大致有两种情况．
(1)
负载电阻、原线圈电压不变，副线圈的电压、原、副线圈的电流、功率随匝数变化而变化．
(2)
匝数比、原线圈电压不变，原副线圈的电流、功率随负载电阻的变化而变化．
【
例
1
】
用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图
1
所示．开始时开关
S
是断开的．现将开关
S
闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是
(
)
．
A
．
V
1
、
V
2
的示数不变，
A
1
的示数增大，
A
2
的示数减小，
P
入
增大
B
．
V
1
、
V
2
的示数不变，
A
1
、
A
2
的示数增大，
P
入
增大
C
．
V
1
、
V
2
的示数不变，
A
1
、
A
2
的示数减小，
P
入
减小
D
．
V
1
的示数不变，
V
2
的示数增大，
A
1
的示数减小，
A
2
的示数增大，
P
入
减小
答案
B
借题发挥
(1)
交流电路中的动态分析跟直流电路相似，分析的方法是先局部到整体再到局部的方法．
(2)
变压器中的制约关系：在变压器一定，输入电压一定时，变压器的副线圈电压，也就一定，对于副线圈回路中，相当于一个电源，且内阻为零，故输出电流随着电阻的变化而变化，输出功率也相应变化，而输入电流，输入功率也相应变化．
二、远距离高压输电问题
1
．要解决这类问题首先要画好高压输电原理图
(
如图
2
所示
)
．
【
例
2
】
有一台内阻为
1 Ω
的发电机，供给一个学校照明用电，如图
3
所示为简化的输电线路．升压变压器的匝数比为
1
∶
4
，降压变压器的匝数比为
4
∶
1
，输电线的总电阻
R
＝
4 Ω.
全校共有
22
个班，每班有
“
220 V 40 W
”
的电灯
6
盏．若保证全部正常发光，求：
(1)
发电机输出功率多大？
(2)
发电机电动势多大？
(3)
输电效率是多少？
(4)
若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？
答案
见解析
借题发挥
(1)
输电线上线损电压
Δ
U
＝
I
2
R
(2)
输电线上线损功率
Δ
P
＝
IR
(3)
U
2
＝
Δ
U
＋
U
3
，
I
2
＝
I
3
P
2
＝
Δ
P
＋
P
3
＝
Δ
P
＋
P
4
专题小练
1
．一理想变压器原、副线圈匝数比，
n
1
∶
n
2
＝
11∶5.
原线圈与正弦交变电源连接，输入电压
U
如图
4
所示．副线圈仅接入一个
10 Ω
的电阻．则
(
)
．
解析
原线圈中电压的有效值是
220 V
，由变压比知副线圈中电压为
100 V
，再根据欧姆定律可知流过电阻的电流是
10 A
；与电阻并联的电压表的示数是
100 V
；经过
1
分钟电阻发出的热量是
6
×
10
4
J.
答案
D
2
．
(2009
·
华师附中
)
如图
5
所示，理想变压器原、副线圈匝数
n
1
∶
n
2
∶
n
3
＝
3
∶
2
∶
1
，副线圈
n
2
接有
“
8 V
8 W
”
的灯泡
L
1
、
L
2
，副线圈
n
3
上接有
“
6 V 9 W
”
的灯
L
3
，
L
4
，原线圈上接有电阻
R
1
＝
3 Ω
，当
a
、
b
端接入交变电源后，
L
1
、
L
2
正常发光，则交变电源的输出功率为
(
)
．
A
．
72 W B
．
36 W
C
．
34 W D
．
24 W
答案
B
3
．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图
6
所示．线圈
AB
绕在一个圆环形的铁芯上，
CD
之间加上输入电压，转动滑动触头
P
就可以调节输出电压，图中
A
为交流电流表，
V
为交流电压表，
R
1
、
R
2
为定值电阻，
R
3
为滑动变阻器，
CD
两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器
(
)
．
A
．当滑动触头
P
逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大
B
．当滑动触头
P
逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大
C
．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大
D
．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
答案
AD
4
．某小型水电站，水以
3 m/s
的速度流入水轮机，而以
1 m/s
的速度流出，流出水位比流入水位低
1.6 m
，水流量为
2 m
3
/s.
如果水流能量的
75%
供给发电机．求：
(1)
若发电机效率为
80%
，则发电机的输出功率为多大？
(2)
发电机的输出电压为
240 V
，输电线路的电阻为
19.2 Ω
，许可损耗功率为
2%
，用户所需电压为
220 V
，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是多少？