1、第十章第十章 交變電流交變電流 傳感器傳感器第二講變壓器第二講變壓器 遠距離輸電遠距離輸電學習目標學習目標理解變壓器的原理，會用功率關(guān)系、電壓比、電流比進行有關(guān)計算能夠?qū)ψ儔浩鬟M行動態(tài)分析會分析計算遠距離輸電問題理想變壓器的理想變壓器的“一二三四一二三四”一個原理：互感原理一個原理：互感原理原線圈原線圈接接 交交流流 電電在鐵芯中在鐵芯中產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化的磁通量的磁通量副線圈副線圈產(chǎn)生感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢副線圈副線圈有有 交交流流 電電在鐵芯中在鐵芯中產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化的磁通量的磁通量原線圈原線圈產(chǎn)生感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢變壓器通過閉合鐵芯利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)變壓器通過閉合鐵芯利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)

2、 原原電能電能 磁場能磁場能 副副電能電能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(U1、I1) (變化的磁場變化的磁場) ( U2、I2)二個特征：二個特征：1.1.無漏磁無漏磁：原原磁通量沿鐵芯全部通過副線圈磁通量沿鐵芯全部通過副線圈2.2.無銅損無銅損：原原副副線圈沒有電阻不產(chǎn)生焦耳熱線圈沒有電阻不產(chǎn)生焦耳熱三個決定：三個決定：U2n2/n1U11.U1.U2 2由由U U1 1和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； 而而U U1 1由電源決定；由電源決定；2.I2.I1 1由由I I2 2和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； I2U2RI1n2/n1I2而而I I2 2由由U U2 2和負載決定；和負載決定； 3.3.輸入功率輸入功率

3、P P1 1由輸出功率由輸出功率P P2 2決定；決定； P1P2四個關(guān)系：四個關(guān)系：2121nnUU1.1.電壓關(guān)系電壓關(guān)系2.2.電流關(guān)系電流關(guān)系121221nnUUII . .功率關(guān)系功率關(guān)系 4.4.頻率關(guān)系頻率關(guān)系21ff 特點：變特點：變交交不變不變直直，變，變壓壓不變不變頻頻 電壓輸入電壓輸入決定決定輸出輸出 電流電流功率功率輸出輸出決定決定輸入輸入（一原一副）（一原一副）n1n2U2I2U1I1n3I3U3123123:UUUnnn112233IUI UI U多個副線圈多個副線圈123PPP變壓器變壓器交變交變電流電流互感器互感器自耦變壓器自耦變壓器U2U1n1n2U2U1n1

4、n2VA電壓互感器電壓互感器電流互感器電流互感器考向一考向一理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【例例1】如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為匝數(shù)比為1 2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為額定電壓為220 V，額定功率為，額定功率為22 W；原線圈電；原線圈電路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用常發(fā)光若用U和和I分別表示此時電壓表和電流表分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則的讀數(shù)，則()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU11

5、0 V，I0.2 A DU110 V，I0.2 AA原線圈原線圈含用電器含用電器的變壓器的變壓器R=102【變式訓練變式訓練1】如圖甲所示，理想變壓器原、如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為副線圈的匝數(shù)比為10：1，R120 ，R230 ，C為電容器已知通過為電容器已知通過R1的正弦交流電如圖的正弦交流電如圖乙所示，則（乙所示，則（ ）A交流電的頻率為交流電的頻率為0.02 HzB原線圈輸入電壓的最大值為原線圈輸入電壓的最大值為200 VC電阻電阻R2的電功率約為的電功率約為6.67 WD通過通過R3的電流始終為零的電流始終為零 C含容電路含容電路考向二考向二理想變壓器的動態(tài)分析理想變壓

6、器的動態(tài)分析【例例2】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10 1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的為滑動變阻器的觸頭下列說法正確的是觸頭下列說法正確的是()A副線圈輸出電壓的頻率為副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈輸出電壓的有效值為副線圈輸出電壓的有效值為31 VCP向右移動時，原、副線圈的電流比減小向右移動時，原、副線圈的電流比減小DP向右移動時，變壓器的輸出功率增加向右移動時，變壓器的輸出功率增加 AD【變式訓練變式訓練2】如圖所示，理想變壓器的原

7、、副如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為線圈匝數(shù)比為1:5，原線圈兩端的交變電壓為，原線圈兩端的交變電壓為 ，氖泡在兩端電壓達到，氖泡在兩端電壓達到100V時時開始發(fā)光，下列說法中正確的有（開始發(fā)光，下列說法中正確的有（ ） A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100Hz B開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V C開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大 D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變20 2sin100VutAB遠距離輸電：遠距離輸電：發(fā)發(fā)電電機機升壓變壓器升壓變壓器高壓輸電線路高壓輸電線

8、路降壓變壓器降壓變壓器 用用電電器器 14223UUUURIF用用線線 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器三個回路三個回路遠遠距距離離輸輸電電在遠距離輸電中，為傳送一定的電功率，盡量減少輸在遠距離輸電中，為傳送一定的電功率，盡量減少輸電線上的損失，而采取的高壓輸電措施電線上的損失，而采取的高壓輸電措施. .初級接升壓變壓器，到用戶再用降壓變壓器低壓配電初級接升壓變壓器，到用戶再用降壓變壓器低壓配電線線輸輸輸輸線線損損RUPRIP22)( %1001 PP用用輸電輸電 %100)(2224 PPPPP損損2121nnUU 1221nnII 2

9、1PP )2(23rIUU 32II 損損PPP 234343nnUU 3443nnII 34pp 工工作作原原理理考向三考向三遠距離輸電問題遠距離輸電問題【例例3】在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變隨著發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有（輸出功率的增大，下列說法中正確的有（ ）A升壓變壓器的輸出電壓增大升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大輸

10、電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大CD【變式訓練變式訓練3】2013年年1月月10日開始的低溫雨雪冰日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴重災(zāi)害，其中高壓輸電線凍造成我國部分地區(qū)嚴重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴重，為消除高壓輸電線上的冰，因結(jié)冰而損毀嚴重，為消除高壓輸電線上的冰，事后有人設(shè)計了利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思事后有人設(shè)計了利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思路若在正常供電時，高壓線上送電電壓為路若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為電流為I，熱耗功率為，熱耗功率為P；除冰時，在輸電功率、；除冰時，在輸電功率、用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率變?yōu)樯系臒岷墓β首優(yōu)?6P，則除冰時，則除冰時()A輸電電流為輸電電流為4I B輸電電流