第十章第二節(jié)變壓器 遠(yuǎn)距離輸電

1、第二節(jié)變壓器遠(yuǎn)距離輸電第二節(jié)變壓器遠(yuǎn)距離輸電第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器一、變壓器原理一、變壓器原理1工作原理工作原理：電磁感應(yīng)的：電磁感應(yīng)的_現(xiàn)象現(xiàn)象互感互感2理想變壓器的基本關(guān)系式理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P入入P出出(2)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系： _，若，若n1n2，為，為_變壓器；變壓器；若若n1I1，故故 U2U1，變壓器為降壓變壓器變壓器為降壓變壓器，選項(xiàng)選項(xiàng)C 錯錯誤；因誤；因 I2增大增大，故知故知 R 減小減小，變阻器滑片是沿變阻器滑片是沿 cd 的的方向滑動方向滑動，選項(xiàng)選項(xiàng) D 正確正確

2、 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器變壓器的負(fù)載電阻不變時的動態(tài)分析變壓器的負(fù)載電阻不變時的動態(tài)分析 (單選單選)(2015高考廣東卷高考廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器原意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭頭P， 使輸出電壓有效值由， 使輸出電壓有效值由220 V降至降至110 V 調(diào)節(jié)前后 調(diào)節(jié)前后( ) A副線圈中的電流比為副線圈中的電流比為 12 B副線圈輸出功率比為副線圈輸出功

3、率比為 21 C副線圈的接入匝數(shù)比為副線圈的接入匝數(shù)比為 21 D原線圈輸入功率比為原線圈輸入功率比為 12 C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 解析解析 根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律 IUR，U2由由 220 V 降至降至 110 V，副線圈副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼纳系碾娏髯優(yōu)樵瓉淼?2，即調(diào)節(jié)前后即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為副線圈上電流之比為21， 選項(xiàng)選項(xiàng) A 錯誤； 根據(jù)錯誤； 根據(jù) PUI 知知， U、 I 均變?yōu)樵瓉淼木優(yōu)樵瓉淼?2時時，副線圈副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼纳陷敵龅墓β首優(yōu)樵瓉淼?4，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為出功率之

4、比為 41，選項(xiàng)選項(xiàng) B 錯誤；根據(jù)理想變壓器電壓與錯誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系匝數(shù)的關(guān)系U1U2n1n2，當(dāng)當(dāng) U2由由 220 V 降至降至 110 V 時時， 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器n2變?yōu)樵瓉淼淖優(yōu)樵瓉淼?2，即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為 21，選項(xiàng)選項(xiàng) C 正確；根據(jù)理想變壓器正確；根據(jù)理想變壓器 P入入P出出，所以原線圈輸入功所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為為 41，選項(xiàng)選項(xiàng) D 錯誤錯誤 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳

5、感器第十章交變電流傳感器 變壓器動態(tài)分析的思路流程變壓器動態(tài)分析的思路流程 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器考點(diǎn)三關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問題的分析考點(diǎn)三關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問題的分析1遠(yuǎn)距離輸電的處理思路遠(yuǎn)距離輸電的處理思路：對高壓輸電問題，應(yīng)按：對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī)升壓變壓器升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線遠(yuǎn)距離輸電線降壓變壓器降壓變壓器用電器用電器”這樣的順序，或從這樣的順序，或從“用電器用電器”倒推到倒推到“發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)”一步一步進(jìn)一步一步進(jìn)行分析行分析 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以下

6、圖為例以下圖為例) (1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損損P3. (2)電壓、電流關(guān)系：電壓、電流關(guān)系：U1U2n1n2I2I1，U3U4n3n4I4I3 U2UU3，I2I3I線線 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器電損的分析與計(jì)算電損的分析與計(jì)算 (單選單選)(2014高考浙江卷高考浙江卷)如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是 U，用等效總電阻是，用等效總電阻是r 的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是的兩條輸電線輸電，輸電線

7、路中的電流是 I1，其末端間的，其末端間的電壓為電壓為 U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為端的電流為 I2.則則( ) A欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器A用戶端的電壓為用戶端的電壓為I1U1I2 B輸電線上的電壓降為輸電線上的電壓降為 U C理想變壓器的輸入功率為理想變壓器的輸入功率為 I21r D輸電線路上損失的電功率為輸電線路上損失的電功率為 I1U 解析解析 根據(jù)理想變壓器的工作原理根據(jù)理想變壓器的工作原理，得得 I1U1I2U2，所以用所以用戶端的電壓戶端的電壓 U2I1U1I2，選項(xiàng)選項(xiàng) A

8、正確；輸電線上的電壓降正確；輸電線上的電壓降 UI1rUU1，選項(xiàng)選項(xiàng) B 錯誤；變壓器的輸入功率錯誤；變壓器的輸入功率 P1I1UI21rI1U1， 選項(xiàng)選項(xiàng)C錯誤； 輸電線路上損失的功率錯誤； 輸電線路上損失的功率PI21rI1(UU1)，選項(xiàng)選項(xiàng) D 錯誤錯誤 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器輸電線路的設(shè)計(jì)與計(jì)算輸電線路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1897 年，舉世聞名的年，舉世聞名的“尼亞加拉尼亞加拉”水電站在美麗的水電站在美麗的尼亞加拉瀑布建成，現(xiàn)已使用尼亞加拉瀑布建成，現(xiàn)已使用 100 多年當(dāng)時世界各地都在多年當(dāng)時世界各地都在使用費(fèi)用高昂的直流電使用費(fèi)用高昂的直流電(因?yàn)?/p>

9、使用直流電時必須每隔一公里因?yàn)槭褂弥绷麟姇r必須每隔一公里建設(shè)一套發(fā)電機(jī)組建設(shè)一套發(fā)電機(jī)組)， 而尼亞加拉水電站采用了特斯拉發(fā)明的， 而尼亞加拉水電站采用了特斯拉發(fā)明的交流電供、輸電技術(shù)，用高壓電實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離供電交流電供、輸電技術(shù)，用高壓電實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離供電 若其中某一發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為： 發(fā)電機(jī)最大輸出功率為若其中某一發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為： 發(fā)電機(jī)最大輸出功率為 P100 kW， 輸出電壓為， 輸出電壓為 U1250 V， 用戶需要的電壓為， 用戶需要的電壓為 U2220 V，輸電線電阻為輸電線電阻為 R10 ，輸電線中因生熱而損失的功率為輸，輸電線中因生熱而損失的功率為輸送功率的送功率的 4%. 欄目欄

10、目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器(1)畫出此輸電線路的示意圖畫出此輸電線路的示意圖 (2)求在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比求在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 (3)求降壓變壓器的最大輸出電流求降壓變壓器的最大輸出電流 I3.(保留整數(shù)保留整數(shù)) 解析解析 (1)輸電線路示意圖如圖所示輸電線路示意圖如圖所示 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器(2)輸電過程中損失的功率：輸電過程中損失的功率：P損損P 通過通過 R 的電流：的電流：I2 P損損R 發(fā)電機(jī)的輸出電流：發(fā)電機(jī)的輸出電流：I1PU1 升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比：升壓

11、變壓器的原、副線圈匝數(shù)比：n1n2I2I1PRU1P1001030.0410250100103120. (3)用戶得到的最大功率：用戶得到的最大功率：P用用P(1)，降壓變壓器的最大降壓變壓器的最大輸出電流輸出電流 I3P用用U2P（1）U2100103（10.04）220 A436 A. 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器答案答案 (1)見解析見解析 (2)120 (3)436 A 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器微專題微專題31方法技巧方法技巧兩種特殊變壓器的計(jì)算方法兩種特殊變壓器的計(jì)算方

12、法1自耦變壓器自耦變壓器 1.(單選單選)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900 匝；原線圈為匝；原線圈為 1 100 匝，接在有效值為匝，接在有效值為 220 V 的交流電的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載 R 上的功率為上的功率為2.0 kW.設(shè)此時原線圈中電流有效值為設(shè)此時原線圈中電流有效值為 I1

13、， 負(fù)載兩端電壓的有， 負(fù)載兩端電壓的有效值為效值為 U2，且變壓器是理想的，則，且變壓器是理想的，則 U2和和 I1分別約為分別約為( ) B欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器A380 V 和和 5.3 A B380 V 和和 9.1 A C240 V 和和 5.3 A D240 V 和和 9.1 A 解析解析 由由U1n1U2n2得得 U2n2n1U11 9001 100220 V380 V，由，由P1P2U1I1U2I2得得 I1P2U12 000220 A9.1 A，B 正確正確 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 (1)自耦變壓器的原、副線

14、圈共用一個線圈，自耦變壓器的原、副線圈共用一個線圈，通過調(diào)節(jié)，可以升壓，也可降壓通過調(diào)節(jié)，可以升壓，也可降壓 (2)自耦變壓器與自耦變壓器與“ ”型變壓器計(jì)算方法相同型變壓器計(jì)算方法相同 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器2互感器互感器 2.(多選多選)電流互感器和電壓互感器如圖所示其中電流互感器和電壓互感器如圖所示其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b 為兩只交流電為兩只交流電表，則表，則( ) AA 為電流互感器，且為電流互感器，且 n1n2，a 是電壓表是電壓表 CB 為電流互感器，且為電流互感器，且 n3n4，b 是電壓表是電

15、壓表 AD欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器解析解析 由題圖可知由題圖可知 A 為電流互感器，為電流互感器，B 為電壓互感器，因?yàn)殡妷夯ジ衅?，因此?a 是電流表，是電流表，b 是電壓表，在是電壓表，在 A 中，有中，有 I1n1I2n2，要把，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有大電流變?yōu)樾‰娏鳎?n2n1；在；在 B 中，有中，有U3U4n3n4，要把高，要把高電壓變?yōu)榈碗妷?，則有電壓變?yōu)榈碗妷?，則有 n3n4；綜上所述可知，選項(xiàng)；綜上所述可知，選項(xiàng) A、D正確正確 欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器電壓互感器電壓互感器電流互感器電流互感器連線原理圖連線原理圖原線圈的連接原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在大電流電路中串聯(lián)在大電流電路中副線圈的連接副線圈的連接連接電