第十章第二节变压器远距离输电整理版

第二节 变压器 远距离输电

•〔基础再现-对点自测 '） -------------------------------- 佻纳扣点强基固本

% _______ ___ _ ___________

一、变压器原理

1 •工作原理：电磁感应的互感现象.

2.理想变压器的基本关系式

（1）功率关系：P 入= P出.

⑵电压关系：Uj =卫，若ni>n2,为降压变压器；若 ni

（3）电流关系：只有一个副线圈时， 罟学；

有多个副线圈时， 山1= U2I2+ U3I3+-+ UnIn.

1. （多选）如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电 厂厂| ~一

源，次级线圈接阻值为 R的负载电阻.若与初级线圈连接的电压表 Vi I丨 ..

的示数为 5，与次级线圈连接的电压表 V2的示数为U2,且U2

A .该变压器输入电流与输出电流之比为 Ui： U2 LXJ 一一

B. 该变压器输入功率与输出功率之比为 U2： Ui

C. 通过负载电阻 R的电流12=晋

U2

D .通过初级线圈的电流 Ii=而

答案：CD

二、远距离输电

1. 输电线路（如图所刁

AU2

R .

2. （单选）中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高 的输电工程.假设甲、乙两地原来用 500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电 阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响.则 （ ）

A .送电电流变为原来的 2倍

B .输电线上降落的电压将变为原来的

C.输电线上降落的电压将变为原来的2. 输送电流

P

(1) I=U.

U - U，

(2) I =厂

3. 电压损失

(1) AU= U- U'.

⑵ AU= JR.

4. 功率损失

(1) AP= P-P '.

⑵ AP=超=U 2R

D •输电线上损耗的电功率将变为原来的

答案：C

配嚣卩PTUMT详见世盘，也町级瑕91律譬网(wW w.91daoxue+ci>in )进入樹课僦

考点一理想变压器原、副线圈关系的应用

1 •基本关系

⑴P 入= P出，(有多个副线圈时,P1=P2+ P3+……)

(2) 屮=史，有多个副线圈时，仍然成立. U2 m

(3) ==空，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈)

丨2 ni

mli = n2l2+ H3+ ....... (多个副线圈)

⑷原、畐U线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同.

2. 制约关系

(1) 电压：副线圈电压 U2由原线圈电压 Ui和匝数比决定. ⑵功率：原线圈的输入功率 Pi由副线圈的输出功率 P2决定.

(3)电流：原线圈电流11由副线圈电流I2和匝数比决定.

(多选)(2014髙考山东卷)如图，将额定电压为 60 V的用 电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关 S后，用电

器正常工作，交流电压表和交流电流表

220 V和2.2 A.以下判断正确的是 (

A .变压器输入功率为 484 W

B .通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A

C.通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A

D .变压器原、副线圈匝数比 n1 : n2= 11 : 3

［思路点拨］根据变压器的变压规律Ut=當，变流规律j_2=當，正弦交变电流有效值

和峰值的关系i=〔:，功率公式P = IU和理想变压器的特点 P1 = P2解决问题.

U1 n1 ［解析］变压器的输入功率 P1 = P2= l2U2= 2.2X 60 W = 132 W，选项A错误；由_ =— U 2 n2

得n^ Ui= 220 = ¥，选项D正确；由廿寫得l1 =鬥尸劭2.2 A = 0.6 A，选项B正确；根

据1=号得副线圈上的电流的最大值 l2m= .212= 2.2 2 A，选项 C 错误.

［答案］BD

［总结提升］关于理想变压器的四点说明: (1)变压器不能改变直流电压.

(2) 变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率.

(3) 理想变压器本身不消耗能量.

(4) 理想变压器基本关系中的 U1、U2、11、12均为有效值.

烝E丽蔚1.(单选)(2015宁夏银川模拟)如图所示，理想变压器与电阻

V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、畐U线圈的匝数比为 m :门2= 10 :

1,电阻R= 10 Q图乙是R两端电压u随时间变化的图象， Um= 10.2 V .则下列说法中正 多维课堂•考点突破? 龙师在线 多边互动

R、交流电压表 (均为理想电表)的示数分别为

) H1电器

确的是( )

A .交变电流的频率是

50）2 B .电流表A的读数为10 A C.电压表V的读数为10 2

D .变压器的输入功率为

C. S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

D. S由a切换到b, Rt消耗的功率变大

［解析］由交变电流图象，可知电压最大值为 110 .2 V，周期为0.02 S,所以3= 100 n

rad/s, A项正确；畐U线圈输出电压由变压器匝数比和输入电压决定，故温度升高时， Rt电阻

U2

阻值减小，两端电压不变， C项错；由P= U可知，变压器输出功率增大，故其输入功率也 V

10 W

解析：选D.由题意可知交流电的频率 1 1 — ^2

T 2X 10 I1

Hz = 50 Hz,所以A错；依据-=

岸，X可知，电流表A的读数1尸1 A，所以B错；电压表

读数为U2= 10 V ,所以C错；变压器的输出功率决定输入功率, 所以P入=10 W, D正确. V测R两端电压，则其

P 出-咛2 = 10 W，

考点二理想变压器的动态分析［学生用书P200］

1•匝数比不变的情况（如图所示）

（1）U1不变，根据半=丄可以得出不论负载电阻 R如何变化，

U2 n2

U2不变.

⑵当负载电阻发生变化时，12变化，根据¥=半可以判断丨1的 变化情况.

（3）12变化引起卩2变化，根据P1= P2，可以判断 卩1的变化.

2•负载电阻不变的情况（如图所示）

n1

（1） U1不变，一发生变化，U2变化.

n2

（2） R不变，U2变化，12发生变化.

⑶根据P2=UR2和P1= P2,可以判断 卩2变化时，P1发生变化，

U1不变时，11发生变化. 矗（单选）（2015潍坊联考）如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想

电表，Rt为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流

电，则（ ） Hz

Al

孟不药负载凰变化

u = 110.2 sin 100 n（V） A •变压器原线圈中交流电压 u的表达式

B. S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小

R保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数比为 k时，线路损耗的电功率

随之增大，B项错；S由a切换到b,副线圈匝数减小，故输出电压减小， Rt电阻不变，由

P= R知，消耗功率减小，D项错.

［答案］A

［方法总结］变压器动态分析的思路流程

-一 .=,T；'_

I I --------------- n ------------- —*■ r?

决定 「 决定

2.（多选）（2014高考广东卷）如图所示的电路中，

P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 Ui不变， "

闭合电键S,下列说法正确的是（ ） ■

A . P向下滑动时，灯L变亮

B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 '

C. P向上滑动时，变压器的输入电流变小

D . P向上滑动时，变压器的输出功率变大

解析：选BD.由于理想变压器输入电压 Ui不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压

U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项 A错误，选项B正确.P向上滑动时，滑

动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻 R总减小，由12=丄知，通过副线圈的电流12增

R总

大，输出功率P2= U2I2增大，再由》=屯知输入电流Ii也增大，故选项 C错误，D正确.

12 ni

考点三 关于远距离输电问题的分析

1. 远距离输电的处理思路

对高压输电问题，应按“发电机T升压变压器T远距离输电线T降压变压器T用电器” 这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机” 一步一步进行分析.

⑷输电线上损耗的电功率:

P损=I线AU = I2线R线=（3）输电电流： P2 P3 U2— U3

I 线=U2 =U3 = R线 U i ni I2 U3 n3 I4

U2 n2 li' U4 n4 I3

U2 = AU + U3, I2 = I3 = I 线. PL =匕〔ILU] = J£Ua)

决定

吏破训练

（2）电压、电流关系:

当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的 n倍，输电线上损耗的功率就减小到原 (1)功率关系：Pi = P2, P3= P4, P2 = P 损+ P3. 保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数比为 k时，线路损耗的电功率

（单选）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U