高中物理变压器知识点

高中物理变压器 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 篇一:高二物理《变压器》重难知识点精析及综合能力提升训练 高二物理《变压器》重难知识点精析及综合能力提升训练 (一)重难知识点精析 1(变压器的构造 原线圈、副线圈、 铁心 2(变压器的工作原理 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。 3(理想变压器 磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。 4(理想变压器电压跟匝数的关系: U1/U2= n1/n2 说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。即有 U1U2U3 =??。这是因为理想变压器?? n1n2n3 1 的磁通量全部集中在铁心内。因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。 5(理想变压器电流跟匝数的关系 I1/I2= n2/n1 (适用于只有一个副线圈的变压(转 载 于:wWW.xlTkWJ.Com 小 龙文 档 网:高中物理变压器知识点)器) 说明:原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+??再根据U2= n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+?? 6(注意事项 (1)当变压器原副线圈匝数比( nn2n U1， U3=3U1 ， U4=4U4??可得出: n1n1n1 n1 )确定以后，其输出电压U2是由输入电压U1决定的n2 (即U2= n2 U1)但若副线圈上没有负载 ， 副线圈电流为零输出功率 2 为零 ， 则输入 功率为n1 零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流，即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流(I1= n2 I2)，同时有了相等的输入功率，(P入=P出)所以说:n1 变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。 (二)典型例题解析 【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端(摇动频率不断增加，则通过它们的电流IR、IC、IL如何改变 [ ] A(IR不变、IC增大、IL减小 B(IR增大、IC增大、IL减小 C(IR增大、IC增大、IL不变 D(IR不变、IC增大、IL不变 解答:应选C( 点拨:手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比(纯电阻电路中，电阻R与频率无关，IR,U/R，所以IR与频率成正比;纯电容电路中，容抗XC,1/2πfC，IC,U/XC,2πfCU，与频率的二次方成正比;纯电感电路中，XL,2πfL，IL,U/XL,U/2πfL，与频率无关( 3 【例2】图18,17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上(已知变压器初、次级线圈匝数之比为18?1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A( 解答:由公式U1/U2,n1/n2，得U1,U2n1/n2,216(V); 因理想变压器的初、次级功率相等， 所以I1,P1/U1,P2/U2,0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A( 点拨:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系( 【例3】如图18,18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用,应怎样选择电容器, 点拨:关键是注意容抗与交流电的频率成反比(甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器( 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流( 【例4】如图18,19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比( 4 点拨:关键是初、次级功率始终相等( 参考答案:1?3( 【例5】如图1所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C nC=4?2?1，在线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈A交流电流表A2的示数为I0，则交流电表A1的读数为_______________I IAnB 得出IA=0.5I0就错了。应该注意到变压器副线圈有多组，? IBnA 电压，再根据R相等的条件求出C组电流，由 UUCnC 和Ic?c? RUBnB 关系式 nA IA=nB nB +nC nC 即4IA=2I0+1×0.5I0 得IA=0.625I0 【例6】如图2A .将R上的滑片向上移动. C .将电键S由1掷向2 【分析与解】在输入 出电压U2是一定的，当R减小时，由大，故应向下移动，(B) 正确.小匝数比 n1n ，则输出电压U2增大，(U2=2U1)，故电流强度增大，应掷向2 (C)正确，n2n1 5 【例7】交流电源上，接法，R1和R2I2，求:(1I1和I2 之比。 1 ，2 ，323U2= nn2 UU3=3U n1n1 乙图中R1和R2上的功率之比为1 ， 8 ?n2???nU??1???即8 R1 2 ?n3???nU?? ?1???(2) R2 n21= n32 n2?n3 U)2/(R1+R2) n1 2 联列(1)式和(2)式解得 (2)设甲图中输出功率为P1，则P1=( 设乙图中输出 功率为P2，则P2=( nn2 U)2/R1+(3U)2/R2 n1n1 以R1=2R2，n3=2n2代入，可得: P12 6 ? 。由于输入功率等于输出功率，所以甲、乙两P23 图中输入功率之比也为 2 ，根据P=IU，电压恒定，所以两图中电流之比I1:I2=2:3 3 【例8】发电厂输出的交流电压为2.2万伏，输送功率为2.2×106瓦，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220伏，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22欧，求，(1)输电导线上损失的电功率;(2)变压器原副线圈匝数之比。 【分析与解】(1)应先求出输送电流，由 I线=P总/U总=2.2×106 2.2×104=100(A) 则损失功率为P损=I线2R线=1002×22=2.2×105 (w) (2) 变压器原线圈电压U1为 U1=U总-U线= U总- I线R线=2.2×104-100×22=19800(V) 所以原副线圈匝数比 n1U1 =19800/220=90. ? n2U2 (三)综合能力提升测试 一、选择题 1(利用变压器不可能做到的是 【 】 A(增大电流 B(升高电压 C(减小电压 D(增大功率 7 2(当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 【 】 A(负载电阻为0 B(输出电流为0 C(两端电压为0 D(输出功率为03(下列正确说法是 【 】 A(变压器也可能改变恒定电压 B(变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流 篇二:2011高考物理知识点 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 23:变压器、电能输送 变压器、电能输送 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:E?n??1，E?n??2 (?忽略原、副线圈内阻，有U1,E1 ， U2,E2;?另外,考虑 2211 ?t?t到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻 8 穿过原,副线圈的磁感线条数都相等,于是又有??1???2) 由此便可得理想变压器的电压变化规律为U1?n1 U2n2 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UI?UI,I1?n2 1122 I2n1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:? U1n1，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。 ?U2n2 ?P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。 9 (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 U1n1In?，1?1中，当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值， U2n2I2n2 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: ?只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有:UI?UI,I1?n2 ((((((((((1122 I2n1 n2U1??变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到:P?UI??，即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈(((((((((((?111?n??/R?1? 2 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， 10 U1/U2/U3=n1/n2/n3，但电流不可I1 I2 ? n2，此情况必须用原副线圈功率相等来求电流( n1 (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( 4、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。 11 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U2和铭牌上注明的变压比(U1/U2)，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I2和铭牌上注明的变流比(I1/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。 r 2 n2 二、电能输送 ?P? 1(电路中电能损失P耗=IR=??R，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( ?U? 12 2 2 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。 ?,n2,n2?,相应的电流、电压、功率也应该采用相应的符号来表示。 一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为n1,n1 从图中应该看出功率关系是:P1 ?P1?,P2?P2?,P1??Pr?P2; In?In? 电压关系是:U1?n1,U2?n2,U??U?U电流关系是:1?1,2?2,I??I?I r2r2 ?n1I2?n21I1?n1?U2?n2?1U1 ?,Ir,I2中只要知道一个， 可见其中电流之间的关系最简单，I1另两个总和它相等。因此电流往往是这类问题的突破口。 ((((((((((((( 2 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Pr?Irr,Ur?Irr，而不能用P?U1?。 (((((((((((((((((((((((r 2 13 r P1?L1，由此得出结论: 特别重要的是:要求会分析输电线上的功率损失P???r?U?????S?U?2S ?1?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。 ?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。 2 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. 14 (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:?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+?; ?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;?总功率P总=P线+P2. 动态分析问题的思路程序可表示为: UUn?I?2RU1U2n2负载??????U???????I22决定决定 PU1?I2U2)P1?P2(I11?I1U1 ??????????I??????P1 1决定决定 ”型变压器时有 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“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. 篇三:高中物理交流电知识点概括 第一节 交流电的产生和变化规律 15 一、交变电流: c)、(e)所a)律变化的。即正弦交流。 2、中性面:匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 3、规律:(1)、函数表达式:从中性面开始计时，则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=ε Msinω t在纯电阻电路中,电流I= e?m ?sinωt=Imsinωt，电压u=Umsinωt 。 RR 4、交流发电机 (1)发电机的基本组成:?用来产生感应电动势的线圈(叫电枢)?用来产生磁场的磁极 (2)发电机的基本种类?旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动)?旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 第二节 表征交变电流的物理量 1、表征交变电流大小物理量 ?瞬时值:对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表 16 示，e i u ?峰值:即最大的瞬时值用大写字母表示，Um ，m εm εm= nsBω ，m=εm/ R 注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为 εm=NBSω，即仅由匝数N，线圈面积S，磁感强度B和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 ?有效值: ?、意义:描述交流电做功或热效应的物理量 ?、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 ?、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= ?m 2 I= Im2 U= Um2 。 1 注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= ?m 2 17 ，U= Um2 I? Im2 的关系，非正弦(或余弦)交流无 此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=Im。 ?、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于 交流电若没有特殊说明的均指有效值。 ?、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 ?、峰值、有效值、平均值在应用上的区别。 峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判 断电容器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。 交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。而平均值是由公式??n ?? 确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的。如对?t 18 正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小 为? n?2Bs2nBs? ，而一周期内的平均电动势却为零。在计算交流通过电阻产生的热功率时，只能用? T?2 有效值，而不能用平均值。在计算通过导体的电量时，只能用平均值，而不能用有效值。 在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题示不加特别说明，提到的电流、电压、电动势时，都是指有效值。 ,、表征交变电流变化快慢的物理量 ?、周期T?、频率f?、角频率ω?、角速度、频率、周期，的关系 3、疑难辨析 为余弦函数，此刻变化率为零4 因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如图15-2(a)(b)所示分别是φ=φmcosωt和e=εmsinωt。 第三节 电感和电容对交对电流的作用 1(电感对交流有阻碍作用。电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。电感对交 19 变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。 低频扼流圈和高频扼流圈 低频扼流圈 高频扼流圈 构造:线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小 线圈绕在铁氧体上，匝数少 作用:“通直流、阻交流” 通过低频，阻高频 2(电容器能通交流 电容器有“通交流，隔直流”的作用。电容器对交流有阻碍作用。电容器对交流阻碍作用的大小用容抗来表示。影响容抗大小的因素:C和f 电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。 2 第四节 变压器 1(变压器的构造 原线圈、副线圈、 铁心 2(变压器的工作原理 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。 3(理想变压器 磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。 4(理想变压器电压跟匝数的关系: U1/U2= n1/n2 说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线 20 圈的情况。即有 U1U2U3 =??。这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。?? n1n2n3 因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝 数成正比。在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。 5(理想变压器电流跟匝数的关系 I1/I2= n2/n1 (适用于只有一个副线圈的变压器) 说明:原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+??再根据U2= nn2n U1 U3=3U1 U4=4 U4??可得出: n1n1n1 n1n )确定以后,其输出电压U2是由输入电压U1决定的(即U2=2U1)但若n2n1 n2 I2)，同时有了相n1 n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+?? 6(注意事项 21 (1)当变压器原副线圈匝数比( 副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流(I1= 等的输入功率，(P入=P出)所以说:变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。 第五节 电能的输送 1.输电线上损失的电功率P=I2R=(P输入/U输入)R 2(远距离输电示意图 2 2 I2,I线,I3 U2,U线+U3 P2,P线+P3 输电电压提高到原来的n倍输电线上损失的电功率降为原来的1/n2 3 22