1、习题课:变压器与电能的输送,探究一,探究二,理想变压器的动态分析 问题探究 如图所示,M为理想变压器,电表均可视为理想表,接线柱a、b接路端电压u=311sin(314t) V的正弦交流电源。当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,各电压的示数如何变化?要点提示:V1示数不变,V2示数不变,A1示数增大,A2示数增大。,探究一,探究二,知识归纳 1.理想变压器动态分析常见的两种情况 (1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是RI2P2P1I1。 (2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是n2U2I2P2P1I1。,探究
2、一,探究二,2.解决理想变压器动态分析问题的规律方法 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。 (1)首先明确变压器各物理量间的制约关系。 输入电压U1决定输出电压U2;输出电流I2决定输入电流I1;输出功率P2决定输入功率P1。 (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。,探究一,探究二,3.动态问题的分析思路,副线圈可看作给用户供电的无阻电源,对负载电路进行动态分析时,可以参照直流电路动态
3、分析的方法。,探究一,探究二,典例剖析 【例题1】 (多选)如图所示,为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑片,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则( )A.保持U1及P的位置不变,S由a合到b时,I1将增大 B.保持P的位置及U1不变,S由b合到a时,R消耗的功率减小 C.保持U1不变,S合在a处时,使P上滑,I1将增大 D.保持P的位置不变,S合到a处时,若U1增大,I1将增大,探究一,探究二,答案:ABD,探究一,探究二,1.匝数比不变的情况(如图甲所示),(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发生变化。 (3)I2变化引
4、起P2变化,P1=P2,故P1发生变化。,探究一,探究二,2.负载电阻不变的情况(如图乙所示),故P1变化,P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化。,探究一,探究二,变式训练1如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 ( )A.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大,探究一,探究二,答案:B,探究一,探究二,远距离高压输电综合问题 问题探究 远距离输电基本过程示意图如图所示,请
5、思考:发电厂输出的电压要经过多个升压变压器升压,这样做的目的可通过下面的问题得到说明。 如果用220 V和11 kV两种电压来输电,设输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同,求导线的横截面积之比。,探究一,探究二,要点提示:设输送的电功率为P,输电电压为U,送电距离为L,导线横截面积为S,电阻率为。 则每根导线损失的电功率P损=I2R。,现在,输送电功率P相同,导线电阻率和长度L也相同。在输电电压U和导线横截面积S不同时,如果要求导线上损失的电功率相同,则应有,可见,要满足题中所设要求用220 V电压输电时,导线的横截面积是11 kV输电时的2 500倍。,探究一,探究二,从中可以令人印象深刻地体会出高压输电的实际意义。,探究一,探究二,知识归纳 解决远距离输电问题要注意以下两点 1.首先画出输电示意图,包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等,在图中标出相应物理量符号,利用输电电流,2.分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系,特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路,在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系。,
