变压器动态分析
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1.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L2.输电线的等效电阻为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是( ).(A )副线圈两端的输出电压减小 (B )通过灯泡L 1的电流减小(C )原线圈中的电流增大 (D )变压器的输入功率增大答案:BCD2.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n 1和n 2.,当把电热器接在ab ,使cd 空载时,电流表的示数为I 1;当把电热器接在cd ,而使曲空载时,电流表的示数为I 2,则I 1:I 2等于().【1】(A )n 1﹕n 2 (B )n 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1(D )n 22﹕n 12 答案:B3.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关.P 是滑动变阻器R 的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是A .保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a ,则R 上消耗的功率减小I 2减小I 1增大I 1减小1122U n U n =可知,副线圈两端电压U 2持将大,D 选项错误.4.如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l 电流为I 时,原线圈中流过的电流为_________;现减小负载电阻变压器的输入功率将_________(填“增大”、“减小”或“不变”).【答案】21n I n ,增大 5.如图所示,变压器原线圈接交流高压,降压后通过输电导线给用电器供电,当电键S 断开时,图中电压表示数U 和电流表示数I 的变化是A .U 、I 均变大B .U 变大,I 变小C .U 、I 均变小D .U 变小,I变大6.调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示.线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上.AB 间加上正弦交流电压U ,移动滑动触头P 的位置,就可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q .则A .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,电流表的读数变大B .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,电流表的读数变小C .保持Q 的位置不动,将P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大D .保持Q 的位置不动,将P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小7.如图所示,M 是一小型理想变压器,接线柱a 、b 接在电压u =311sin314t (V )的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表A 2为值班室的显示器,显示通过R 1的电流,电压表V 2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R 3为一定值电阻.当传感器R 2所在处出现火警时,以下说法中正确的是A .A 1的示数不变,A 2的示数增大B .V 1的示数不变,V 2的示数减小C .V 1的示数不变,V 2的示数增大D .A 1的示数增大,A 2的示数减小8.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为100V u t π=氖泡在AB )A B C D线圈两端的电压为1002=U V ,电压表的示数为502100==ππf Hz ,一个周期内电压两次大于100V ,A 项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C 项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D 项错误。
变压器工作原理动态图分析
以下是变压器工作原理的动态图分析:
一个变压器主要由两个线圈组成,一个是高压线圈,另一个是低压线圈。
高压线圈和低压线圈之间是一个铁芯,通常由高导磁性的材料制成,如铁。
变压器的工作基于法拉第电磁感应定律。
当有交流电流通过高压线圈时,强磁场就会产生在铁芯和低压线圈中。
这个强磁场随着电流的方向不断变化。
当高压线圈通电时,磁力线从高压线圈传导到铁芯,然后再传导到低压线圈。
在低压线圈中,由于电流方向与高压线圈不同,磁场的方向也会相应地改变。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场通过线圈时,会在线圈中产生感应电动势。
因此,在低压线圈中,由于磁场的变化,会产生一个与高压线圈电动势相同的电动势。
这样,通过变压器的低压线圈就会得到一个降低的电压。
另一方面,由于变压器的高压线圈具有较大的绕组数,高压线圈中产生的磁场也更强。
因此,通过高压线圈的电动势会比低压线圈中的电动势高得多。
这样,通过一个交流电源的高压线圈,就可以得到一个电压较低的输出。
这使得变压器成为电能输送和转换中非常重要的设备之一。
总结来说,变压器的工作原理是通过电流在线圈中产生的磁场,以及磁场的变化引起的电动势,来实现电压的变换。
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配电变压器市场前景分析1. 引言配电变压器是电力系统中至关重要的设备之一,用于将高电压变换为低电压,以满足不同电器设备的供电需求。
随着全球电力行业的发展和技术的进步,配电变压器市场具有广阔的前景。
本文将对配电变压器市场的前景进行分析。
2. 市场规模与趋势根据市场研究报告,全球配电变压器市场在过去几年中保持着稳定的增长态势。
市场规模逐渐扩大,并且预计在未来几年内将继续增长。
这主要得益于不断增长的能源需求和电力行业的快速发展。
同时,由于环境保护和能源可持续性的压力增大,对能效更高、更节能的配电变压器的需求也在增加。
3. 市场驱动因素3.1 能源需求增长全球人口的增加和经济发展的需要导致能源需求不断增长。
这进一步推动了电力行业的发展,从而对配电变压器市场产生了正面影响。
3.2 能源转型和可再生能源发展全球范围内的能源转型以及可再生能源的快速发展也是配电变压器市场发展的重要驱动因素。
可再生能源的接入需要配电变压器进行能量传输和分配,以满足可再生能源发电的要求。
3.3 城市化和工业化的不断推进城市化和工业化进程的推进带动了城市和工业区域的电力需求增加。
这将促使配电变压器市场稳定增长,并提供更多的商机。
4. 市场挑战虽然配电变压器市场具有广阔的发展前景,但也面临一些挑战。
4.1 市场竞争激烈配电变压器市场竞争激烈,存在许多大型企业和中小型企业。
市场上的竞争力和产品创新能力将成为企业发展的重要因素。
4.2 技术创新的压力随着科技的发展,新的电力传输和配电技术不断涌现。
传统的配电变压器面临被更先进技术取代的风险,因此企业需要不断进行技术创新,以保持市场竞争力。
4.3 市场监管和政策限制不同国家和地区的市场监管和政策限制对配电变压器市场的发展产生影响。
企业需要遵守相关法规和标准,以确保产品质量和安全性。
5. 市场前景展望鉴于上述市场规模、趋势、驱动因素和挑战的分析,配电变压器市场具有良好的前景。
随着各国电力行业的发展,配电变压器的需求量将持续增长。
专题六 变压器的基本规律及动态电路问题一、变压器的基本规律1.电压关系:U 1U 2=n 1n 2,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
2.功率关系:P 入=P 出, 有多个副线圈时,P 1=P 2+P 3+P 4+P 5+…。
3.电流关系:由功率关系,当只有一个副线圈时,I 1U 1=I 2U 2,即I 1I 2=U 2U 1=n 2n 1;当有多个副线圈时,I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3+…,即I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3+…。
[复习过关]1. (多选)如图1所示,理想变压器原线圈的匝数为n 1,副线圈的匝数为n 2,原线圈的两端a 、b 接正弦交流电源,电压表的示数为220 V ,负载电阻R =44 Ω,电流表A 1的示数为0.20 A 。
下列判断中正确的是( )图1A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C.电流表A 2的示数为1.0 AD.电流表A 2的示数为0.4 A解析 对于理想变压器,P 1=U 1I 1=220×0.20 W =44 W ,则负载电阻消耗的功率P 2=P 1=44 W ,据P 2=U 22R ,得U 2=P 2R =44×44 V =44 V ,则n 1n 2=U 1U 2=22044=51,故B 正确。
A 2的示数I 2=U 2R =4444 A =1.0 A ,故C 正确。
答案 BC2.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按如图2所示规律变化,副线圈接有负载,下列判断正确的是( )图2A.输出电压的最大值为36 VB.原、副线圈中电流之比为55∶9C.变压器输入、输出功率之比为55∶9D.交流电源电压有效值为220 V,频率为50 Hz解析由图知原线圈电压最大值为220 2 V,周期T=2×10-2 s,故有效值为220 V,频率为50 Hz;由U1U2=n1n2,I1I2=n2n1得输出电压最大值为36 2 V,原、副线圈中电流之比为9∶55,输入、输出功率应相等,所以D正确。
专题变压器的动态分析【思想方法指导】处理变压器的动态分析,首先应明确“不变量”和“变化量",对变化量要把握它们之间的制约关系,依据程序分析的思想,从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况.【规律总结】1.首先明确变压器各物理量间的制约关系.变压器原、副线圈匝数n1、n2确定,U1决定了U2,与输出端有无负载、负载大小无关,也与变压器有无其他副线圈无关.U2与负载电阻R,通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小,输出功率P2决定输入功率P1,P1=U1I1,从而决定I1大小,2.分清动态变化中哪个量变化,结合串、并联电路的特点.欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定.【典型例题】例一:为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想变流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后()A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变例二:如图8所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头,原线圈两端接电压恒定的交变电流,则能使原线圈的输入功率变大的是( )A.保持P的位置不变,S由b切换到aB.保持P的位置不变,S由a切换到bC.S掷于b位置不动,P向上滑动D.S掷于b位置不动,P向下滑动例三:如图所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2;输电线的等效电阻为R,开始时,电键K断开。
当K接通时,以下说法中正确的是A。
副线圈的两端M、N的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C。
通过灯泡L1的电流减小D。
原线圈中的电流增大例四:如图所示,变压器的原、副线圈的匝数比一定,原线圈的电压为U1时,副线圈的输出电压为U2,L1、L2、L3为三只完全相同的电灯,开始时,电键K开启,然后当电键K闭合时A。
高中物理选修3-2变压器1、理想变压器(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。
②副线圈:与负极连接的线圈,也叫次级线圈。
③闭合铁芯(2)原理:电流磁效应、电磁感应(3)基本公式①功率关系:P入=P出无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系:U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
有多个副线圈时,U1n1=U2n2=U3n3③电流关系:只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。
调压变压器:就是一种自耦便要,它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1。
移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
②互感器{电压互感器:用来把高电压变成低电压电流互感器:用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高电压电路中,副线圈接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比(U1U2),可以算出高压电路中的电压。
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 1,而是U =U 1+U 负载,显然U ≠U 1.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 也不等于原线圈两端的功率P 1,而是P =P 1+P 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 1:n 2,原线圈输入电压为U 1,副线圈负载电阻为R ,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 在(1)中由变压器的分压规律:U 1U 2=n1n 2得:U 2=n 2n 1U 1,所以负载电阻R 消耗的功率为:P =U 2R =n 22U 21n 21R在(2)中等效电阻消耗的功率为:P=U 21R因P =P,所以等效电阻为:R=n 21n 22R (重要结论)1一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为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S 断开时,电流表的示数为I ;当S 闭合时,电流表的示数为4I 。
该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.5【答案】B【解析】解法一:能量守恒法:设原副线圈匝数比为k S 断开P 1=IU =I 2R 1+(kI )2(R 2+R 3)①S 闭合P 2=4IU =(4I )2R 1+(4kI )2R 2②①②得P 2=4P 1即:4×(3I 2+5k 2I 2)=48I 2+16k 2I 2化简得k =3解法二:电流、电压关系法设原副线圈匝数比为k S 断开时U 1U 2=I 2I 1=k 由图可知U 2=I 2(R 2+R 3)=kI (R 2+R 3)=5kI 即U 1=5k 2I则U =U 1+IR 1=5k 2I +3I ①S 闭合U 1U 2=I 2I 1=k 由图可知U 2=I 2×R 2=4kIR 2=4kI 即U 1=4k 2I 则U =U 1+4IR 1=4k 2I +12I ②由①②得k =3解法三:等效负载电阻法设原副线圈匝数比为k S 断开时等效负载电阻为R =k 2(R 2+R 3)=4k 2则U =I (R +R 1)=5k 2I +2I ①S 闭合时等效负载电阻为R =k 2R 2=k 2则U =4I (R +R 1)=4k 2I +12I ②①②得k =3二、实战应用(应用技巧解题,提供解析仅供参考)1我国是全球唯一掌握超特高压直流输电技术的国家。
高中物理之理想变压器知识点一、理想变压器的基本规律原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数之比,即1. 只有一个副线圈时,即“一一对应”时,有;2. 有多个副线圈时:由P入=P出,得或原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即二、各个物理量的决定关系1、由,可知U1决定U2,即原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压;2、由,可知I2决定I1,即副线圈中的电流决定原线圈中的电流;3、由P入=P出可知,P出决定P入,即副线圈中的功率决定原线圈中的功率,且功率按需分配.三、典型问题和方法1、理想变压器基本公式的应用例1、如图1所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器. 若已知甲的变压比为500:1,乙的变流比为200:1,并且已知加在电压表两端的电压为220V,通过电流表的电流为5A,则输电线的输送功率为()A.B.C.D.分析:理想变压器是利用互感的原理工作的,只能改变交变电流的电压和电流。
且遵循如下规律:电压与匝数成正比,即;当原、副线圈“一一对应”时,有解析:根据理想变压器的原、副线圈电压比可知,输电线上的电压. 再根据理想变压器的原、副线圈电流比可知,输电线上的电流. 由功率公式得. 故选项D正确。
2、多个副线圈的变压器问题例2、如图2所示,理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝,副线圈有两个线圈,匝数分别为n2=500匝,n3=200匝,并分别接一个阻值为R=55Ω的电阻,在原线圈1两端接U1=220V的交流电压时,求:(1)两副线圈输出的电功率之比= ;(2)原线圈中的电流I1= A.分析:对于两个以上的副线圈的理想变压器,电压与匝数成正比是成立的,而电流与匝数成反比的规律不成立. 但在任何情况下电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P入=P出求解。
对于理想变压器,已知n1、n2、n3以及U1可由,分别求出U2和U3. 再根据,求出。
又依据欧姆定律可求出I2和I3,最后由,可求得I1。