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第2讲变压器电能的输送一、理想变压器1．构造：如图1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。
图1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：电磁感应的互感现象。
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的个数无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋I n U n或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋I n n n频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。
图2(2)互感器电压互感器(n1＞n2)：把高电压变成低电压，如图丙所示。
电流互感器(n1＜n2)：把大电流变成小电流，如图丁所示。
二、电能的输送如图3所示。
图31．输电电流：I＝PU＝P′U′＝U－U′R。
2．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR 3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(P U) 2R4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。
由R＝ρlS知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。
(2)减小输电线中的电流。
在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。
【自测采用220 kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为()A．55 kV B．110 kVC．440 kV D．880 kV答案 C解析设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。
物理变压器高中知识点总结一、引言变压器是一种能够将交流电能转化为不同电压的电气设备。
在电力系统中，变压器被广泛应用于输电、配电和电能变换等领域。
高中阶段的物理课程中，学生们需要了解变压器的基本原理和工作原理，以及相关的计算方法和应用场景。
本文将对高中物理课程中关于变压器的知识点进行总结，包括变压器的原理、工作原理、性能参数、等效电路、变压器的损耗和效率、以及变压器的应用等方面。
二、变压器的原理1. 变压器的基本原理变压器是利用电磁感应的原理来实现电能的变换。
当交流电流通过一个绕组时，会在另一个绕组中感应出电磁力线，从而在另一个绕组中引起感应电流。
利用这种原理，可以将输入绕组的电压变换到输出绕组，并通过变比来实现不同电压的变换。
变压器主要由铁芯和两个绕组组成。
其中，铁芯用于传递磁场，绕组则用于传递电流。
2. 变压器的工作原理当变压器接通电源后，输入绕组中产生的交流电流会在铁芯中产生交变磁场。
这个交变磁场会穿过输出绕组，并在输出绕组中感应出交流电压。
根据电磁感应的原理，输出绕组中感应出的电压与输入绕组中的电压成正比，且与输入绕组和输出绕组的匝数比成正比。
三、变压器的性能参数1. 变压器的匝数比匝数比（N）是变压器的一个重要性能参数。
它表示了输入绕组与输出绕组的匝数之比。
变压器的匝数比决定了输入电压与输出电压的变换关系。
通常情况下，变压器的匝数比是根据输出电压与输入电压的比值来确定的。
2. 变压器的变比变比是变压器的另一个重要性能参数。
它表示了输出电压与输入电压之比。
变比可以直接反映出变压器的变压比例。
变压器的变比是由变压器的匝数比决定的。
3. 变压器的额定功率变压器的额定功率是指变压器在额定工作状态下所能传递的功率。
变压器的额定功率与其匝数、磁芯的性能以及冷却方式等参数有关。
额定功率是变压器的设计和使用的重要指标。
四、变压器的等效电路1. 变压器的等效电路模型变压器可以用等效电路模型来描述其电气特性。
高二物理变压器知识点总结一、引言变压器是电能的重要转换装置之一，在电力系统和电子设备中得到广泛应用。
了解变压器的原理和工作机制对于理解电力传输、电子设备工作原理以及解决相关问题具有重要意义。
本文将对高二物理中关于变压器的知识点进行总结，以帮助同学们深入了解变压器的相关概念和运作原理。
二、变压器基本原理变压器是利用电磁感应原理实现电能的转换。
它由一个或多个匝数不同的线圈（即主线圈和副线圈）以及一个闭合的铁芯组成。
根据线圈匝数的不同，可以实现电压的升降，并且能够根据功率关系保持输入和输出功率的基本平衡。
三、变压器的结构1. 主线圈：主线圈是变压器中匝数较多的线圈，通常连接到电源上，承担输入电压的供应。
2. 副线圈：副线圈是匝数较少的线圈，它通常连接到负载上，负责输出电压。
3. 铁芯：铁芯是变压器的磁路部分，起到集中磁力线的作用，并提高变压器的效率。
四、变压器的工作原理当交流电通过主线圈时，会在铁芯中产生交变磁场。
这个交变磁场作用于副线圈，由于电磁感应，副线圈中会产生感应电动势，进而驱动负载工作。
根据变压器的匝数比例，可以实现输入电压和输出电压的升降。
五、变压器的特性和应用1. 变压器的变压比：变压器的变压比定义为输出电压和输入电压的比值。
根据变压比，变压器可以分为升压变压器和降压变压器。
2. 变压器的功率关系：在理想情况下，变压器的输入功率和输出功率满足等式：输入功率=输出功率，这是因为变压器是一个能量转换装置。
3. 变压器的效率：变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。
高效率的变压器可以减少能量的损耗，并提高变压器的使用效果。
4. 变压器的应用：变压器广泛应用于电力系统中，用于高压输电和地方电网的降压。
此外，变压器也用于各种电子设备中，如电视、电脑等。
六、变压器的影响因素和故障排除1. 变压器的损耗：变压器在转换电能的过程中会产生一定的损耗，主要包括铁损和铜损。
铁损是由于铁芯材料的磁滞和涡流效应引起的能量损失，而铜损则是由线圈会导线阻抗引起的能量损失。
高二物理变压器知识点变压器是一种重要的电力设备，它在电力传输和分配中起着至关重要的作用。
了解和掌握变压器的知识点对于高中物理学习者来说至关重要。
本文将介绍高二物理中与变压器相关的知识点。
一、变压器的原理变压器是基于电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的原理工作的。
根据电磁感应定律，当一根导线中的磁通量发生变化时，导线两端会产生感应电动势。
而根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
二、变压器的构造变压器主要由铁心、一组主线圈和一组副线圈组成。
铁心用于改变磁场的通路，主线圈通常被称为一次线圈，负责输入电流，而副线圈通常被称为二次线圈，负责输出电流。
主线圈和副线圈通过铁心彼此紧密相连，并通过电磁感应传递能量。
三、变压器的工作原理当主线圈通电时，产生的磁场会穿过铁心，然后感应到副线圈上，从而在副线圈中产生感应电动势。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与主线圈和副线圈的匝数之比成正比。
而由于能量守恒定律的存在，输出电压和输入电压的比值等于副线圈和主线圈的匝数比，即输出电压与输入电压的比等于副线圈和主线圈的匝数比。
四、变压器的类型变压器可分为两种类型：升压变压器和降压变压器。
当副线圈匝数大于主线圈匝数时，输出电压大于输入电压，为升压变压器。
反之，当副线圈匝数小于主线圈匝数时，输出电压小于输入电压，为降压变压器。
五、变压器的效率变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。
由于变压器中没有机械运动，因此几乎没有能量损失。
在理想情况下，变压器的效率可以接近100%。
然而，在实际应用中，变压器通常存在一定的能量损耗，如铁损耗和铜损耗等，因此实际效率会略低于100%。
六、变压器的应用变压器广泛应用于电力系统中，用于电力传输和分配。
在电力传输中，变压器用于将发电厂产生的高电压电能提升到更高的电压，以减少输电线路中的能量损耗。
而在家庭、工厂和办公场所，变压器用于将高压电能降压为适合使用的低压电能。
七、变压器的安全使用和维护在使用变压器时，需要注意安全问题。
高三物理变压器应用知识点在高三物理学习中，变压器是一个非常重要的知识点。
变压器是一种基础的电器设备，也是电力传输和转换的关键装置之一。
通过变压器，我们可以将交流电的电压和电流进行变换，从而满足不同电器设备的需求。
本文将介绍变压器的基本原理、应用和相关的知识点。
首先，我们来了解变压器的基本原理。
变压器主要由两个线圈组成，一个被称为“初级线圈”，另一个被称为“次级线圈”。
两个线圈之间没有直接的电连接，它们通过共享同一磁场来传递能量。
初级线圈通常连接到交流电源，而次级线圈连接到电器设备。
当交流电通过初级线圈时，会产生一个变化的磁场，这个磁场会传递到次级线圈上，从而诱导电动势。
电动势的大小与线圈的匝数有关，如果初级线圈的匝数较大，则次级线圈的电动势也会相应增大。
由于电能守恒定律，变压器中的功率也会随之变化，但变压器的效率通常很高，功率损耗较小。
接下来，我们来探讨变压器的应用。
变压器的主要应用领域包括电力传输、电子设备和工业生产等。
在电力传输中，变压器起到了非常重要的作用。
电力输送时，我们常常需要通过长距离输送电能，而输送过程中电压的损耗是不可忽视的。
通过使用变压器，我们可以将输送电压升高，这样在输送过程中的电压损耗也会相应减小。
在电子设备中，变压器常常用于调节电压，以满足不同设备的需求。
例如，手机充电器中的变压器可以将市电的高电压转换为适合手机充电的低电压。
在工业生产中，变压器也广泛应用于电焊、电钻、电炉等设备中，这些设备通常需要大功率的电能供应。
在实际应用中，我们还需要了解一些与变压器相关的知识点。
首先是变压器的电压变换比。
电压变换比指的是初级线圈和次级线圈匝数的比值。
如果初级线圈匝数比次级线圈匝数大，那么变压器称为“升压变压器”，它可以将低电压升高到高电压。
如果初级线圈匝数比次级线圈匝数小，那么变压器称为“降压变压器”，它可以将高电压降低到低电压。
其次是变压器的额定功率。
额定功率是指变压器正常工作时能够传输的最大功率。
高中物理-变压器、电能输送知识点基础知识一、变压器1．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器．作用：在输送电能的过程中改变电压．原理：其工作原理是利用了电磁感应现象．特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压．2．理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：，忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有由此便可得理想变压器的电压变化规律为在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见：(1)理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别．）(2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式．3、规律小结(1)熟记两个基本公式：即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
②P入=P出，即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之和。
(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等．(3)原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样(4)公式中，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．(5)需要特别引起注意的是：①只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：②变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到：，即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。
式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载”。
“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。
实际上，R越大，负载越小；R越小，负载越大。
这一点在审题时要特别注意。
(6)当副线圈中有二个以上线圈同时工作时，U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3，但电流不可，此情况必须用原副线圈功率相等来求电流．(7)变压器可以使输出电压升高或降低，但不可能使输出功率变大．假若是理想变压器．输出功率也不可能减少．(8)通常说的增大输出端负载，可理解为负载电阻减小；同理加大负载电阻可理解为减小负载．【例1】一台理想变压器的输出端仅接一个标有“12V，6W”的灯泡，且正常发光，变压器输入端的电流表示数为0.2A，则变压器原、副线圈的匝数之比为（D ）A.7∶2B.3∶1C.6∶3D.5∶2解析：因为，I2＝P2／U2＝6/12＝0.5 A I1＝0.2 A，所以n1∶n2=I2∶I1=5∶2【例2】如图所示，通过降压变压器将220 V交流电降为36V供两灯使用，降为24V供仪器中的加热电炉使用．如果变压器为理想变压器．求：（1）若n3＝96匝，n2的匝数；（2）先合上K1、K3，再合上K2时，各电表读数的变化；（3）若断开K3时A1读数减少220 mA，此时加热电炉的功率；（4）当K1、K2、K3全部断开时，A2、V的读数．解析：(1)变压理的初级和两个次级线圈统在同一绕在同一铁蕊上，铁蕊中磁通量的变化对每匝线圈都是相同的．所以线圈两端的电压与匝数成正比．有(2)合上K1、K3后，灯L1和加热电炉正常工作．再合上K2，灯L2接通，U1、n1和n3的值不变．故V读数不变．但L2接通后，变压器的输入、输出功率增大．故A1、A2读数增大．(3)断开K3时，A1读数减少200mA，表明输入功率减少，减少值为ΔP＝ΔIU ＝0.200×220＝44W，这一值即为电炉的功率．(4)当K1、K2、K3全部断开时，输出功率为零，A2读数为零．但变压器的初级战线圈接在电源上，它仍在工作，故V读数为24V．【例3】如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，则这三个线圈的匝数比应为（C ）A、1∶2∶3B、2∶3∶1C、3∶2∶1D、2∶1∶3解析：由于所有灯泡规格相同．且都正常发光，则式中，U为灯泡的额定电压，设I为灯炮的额定电流，由理想变压器的功率关系pl= p2＋p3，UlI＝U2I＋U3I＝2UI＋UI＝3UI 所以U1=3U,则，由此得n1∶n2∶n3=3∶2∶14、几种常用的变压器(1)自耦变压器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)互感器互感器也是一种变压器。
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。
互感器分电压互感器和电流互感器两种。
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压电路中，副线圈上接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U 2 和铭牌上注明的变压比(U 1 /U 2 )，可以算出高压电路中的电压。
为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
b、电流互感器电流互感器用来把大电流变成小电流。
它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。
根据电流表测得的电流I 2 和铭牌上注明的变流比(I 1/I2)，可以算出被测电路中的电流。
如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
【例4】在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。
如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（）解析：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。
监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。
选A。
二、电能输送1．电路中电能损失，切不用U2/R来算，当用此式时，U必须是降在导线上的电压，电压不能用输电电压来计算．2．远距离输电一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。
并按照规范在图中标出相应的物理量符号。
一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为也应该采用相应的符号来表示。
从图中应该看出功率之间的关系是：电压之间的关系是：电流之间的关系是：可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。
因此电流往往是这类问题的突破口。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。
分析和计算时都必须用，而不能用。
特别重要的是要求会分析输电线上的功率损失，由此得出结论：(1)减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积，当然选择前者。
(2)若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
需要引起注意的是课本上强调：输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。
当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
【例5】有一台内阻为lΩ的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示．升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220 V，40W”灯6盏．若保证全部电灯正常发光，则：(1)发电机输出功率多大？(2)发电机电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？(4)输电效率是多少？(5)若使用灯数减半并正常发光发电机输出功率是否减半．解析：题中未加特别说明，变压器即视为理想变压器，由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短，不必考虑该两部分输电导线上的功率损耗．发电机的电动势ε，一部分降在电源内阻上．即Ilr，另一部分为发电机的路端电压U1，升压变压器副线圈电压U2的一部分降在输电线上，即I2R，其余的就是降压变压器原线圈电压U2，而U3应为灯的额定电压U额，具体计算由用户向前递推即可．(1)对降压变压器U/2I2=U3I3＝nP灯=22×6×40 W=5280w,而U/2＝4U3＝880 V，所以I2=nP灯/U/2=5280/880=6A, 对升压变压器：UlIl=U2I2=I22R ＋U/2I2＝62×4＋5280＝5424 W，所以P出=5424W．(2)因为U2＝U/2＋I2R＝880＋6×4＝904V，所以U1=¼U2=¼×904＝226 V又因为UlIl=U2I2，所以Il=U2I2/Ul=4I2=24A，所以ε＝U1＋I1r1=226＋24×1＝250 V．(3)输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W(4)(5)电灯减少一半时，n/P灯=2640W，I/2＝n/P灯/U2＝2640/880=3 A．所以P/出=n/P灯十I/22R=2640＋32×4＝2676w发电机的输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的1/4。
说明：对变电过程较复杂的输配电问题，应按照顺序，分步推进．或按“发电一一升压——输电线——降压—一用电器”的顺序，或从“用电器”倒推到“发电”一步一步进行分析．注意升压变压器到线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电流三者相等．规律方法一、解决变压器问题的常用方法解题思路1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……解题思路2功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……解题思路3电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……解题思路4 （变压器动态问题）制约思路.(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.(3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.动态分析问题的思路程序可表示为：解题思路5 原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到型变压器时有ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt,此式适用于交流电或电压（电流）变化的直流电，但不适用于稳压或恒定电流的情况.【例6】如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则（ABD ）A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大解析：K由a合到b时，n1减小，由，可知，U2增大，P2=U22/R随之增大·而P1=P2，P1=I1U1，从而I1增大，A正确．K由b 合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确·P上滑时，R 增大，P2=U22/R减小，又P1＝P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误．U1增大，由，可知U2增大，I2=U2/R随之增大，由，可知I1也增大，D正确。
