变压器、电能的输送、三相交变电流.docVIP

变压器、电能的输送 一. 教学内容： 变压器、电能的输送、三相交变电流 ? 二. 知识要点： （一）变压器 1. 基本结构：闭合铁芯和线圈 2. 工作原理：电磁感应 3. 理想变压器的主要规律： （1）功率关系： （2）电压关系： （3）电流关系：只有一个副线圈时，； ??若有多个副线圈时： ? （二）电能的输送 1. 输电导线上的功率损失分析： （1）减小导线的电阻可减小损失功率，但有限 （2）减小输送电流可大大减小损失功率，在线路和输送功率不变时，可提高输送电压以减小输送电流 （3）在输送功率和线路一定时，线路损失功率与输送电压的二次方成反比，即： 2. 简单输送电路的计算和步骤： （1）画出供电电路图 （2）以变压器铁心为界划分各个回路，各回路可独立运用欧姆定律，分析回路中的电压，电流和功率等参数 （3）各回路间可通过变压器的电压比、电流比和初、次级功率相同的关系相联系 ? （三）三相交变电流 1. 如果在磁场里有三个互成120°的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势，这样的发电机叫三相四交流发电机，它发出的电流叫三相交变电流 2. 星形连接，如图一所示 （1）A、B、C三相尾尾相连，三相共点 当三相负载不平衡，即时，中性线（）中的电流不为零——应采用三相四线制输电。 当三相负载平衡，即时，中性线中的电流为零——应采用三相三线制输电 （2）每相中的电流（相电流）与端线中的电流（线电流）相等，即 （3）两端线之间的电压（线电压）为每相两端的电压（相电压）的倍，即 3. 三角形连接如图二所示 （1）A、B、C三相首尾顺次连接，两相共点 （2）每相两端的电压（相电压）等于两端线之间的电压（线电压），即 （3）端线中的电流（线电流）为每相电流（相电流）的倍，即 ? 三. 重点、难点解疑： （一）理想变压器的变压原理。 [例1] 如图三所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd（匝数都为），ef和gh（匝数都为）组成。用和表示输入电流和电压，和表示输出电流和电压，在下列四种接法中，符合关系，的有： A. 与相连，以为输入端，与相连，以为输出端 B. 与相连，以为输入端，与相连，为输出端 C. 与相连，作为输入端，与相连，为输出端 D. 与相连，作为输入端，与相连，作为输出端 解析：图中双线圈、、、的绕法相同，当相连，相连，相当两组原线圈串联，两组副线圈串联，原线圈匝数增大一倍，副线圈的匝数也增大一倍，对理想变压器有：，再有，所以：即A正确。 当相连，副线圈相当于双线绕法，副线圈相当于匝数为，对B选项，由理想变压器，因此B项错误。 同样当相连时，原线圈相当于双线绕法，原线圈匝数即为，对C选项，由理想变压器，因此C项错误。 D中连接原副线圈中的两个线圈均为双线绕法，原线圈匝数为，副线圈匝数为 ∴ ∴ D项正确。 点评：闭合铁芯中磁通量的变化率处处相同，每一匝产生的电动势为，匝产生的感应电动势为个感应电动势串联即，若两个线圈再串联，则为个小线圈串联，即总的电动势为，若两个线圈并联，则为个小线圈串联2组再并联，所以 总的电动势为，所以判断时主要抓住两线圈连接后的绕法。 ? （二）理想变压器中的变量与不变量以及各量间的制约关系。 [例2] 如图四所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡和，输电线的等效电阻为R，开始时开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是（ ） A. 副线圈两端M、N的输出电压减小 B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大 C. 通过灯泡的电流减小 D. 原线圈的电流增大 解析：理想变压器不计原副线圈的直流电阻，端电压（有效值）不受负载电阻的影响，始终等于副线圈的感应电动势，而保持不变，故A项是错误的。S接通后，次级回路的总电阻减小，而保持不变，故次级回路中电流增大，输电线等效电阻R上的电压增大，导致灯泡两端电压减小，中电流减小，可见B、C项正确，又因增大，不变，变压器的输出功率增大，故输入功率随着增大，原线圈中的电流增大，D项正确，所以本题正确答案应选BCD。 点评： （1）在理想变压器中，原线圈（相当于交流电源的用电器）的端电压是不变的，其值由电源决定，与原副线圈的匝数、无关；副线圈的端电压由和匝数比（）共同决定，与负载电阻无关。 （2）在原、副线圈匝数比（）和输入电压确定的情况下，原线圈中的输入电流是由副线圈中的输出电流决定的：，当然是由所接负载的多少而定的。 （3）变压器的输入功率随输出功率而变化，但变压器不能改变关系，由 得知变压器的功率与、、、都有关系。 ? （三）有两组或两组以上副线圈的变压器问题。 [例3] 如图五所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为，其中作为原线圈接到220V的交流电源上，两个副线圈和分别与电阻、组成闭合电路，已知通过电阻的电流，电阻，求通过电阻的