第三章交變電流專題提升變壓器的綜合問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)的變壓器,根據(jù)變壓器的原理分析各種變壓器的特點(diǎn)。(科學(xué)思維)2.會(huì)分析變壓器的原線圈串聯(lián)或并聯(lián)電阻的問(wèn)題。(科學(xué)思維)重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點(diǎn)一幾種常見(jiàn)的變壓器知識(shí)歸納1.自耦變壓器圖甲是自耦變壓器的示意圖。這種變壓器的特點(diǎn)是鐵芯上只繞有一個(gè)線圈。如果把整個(gè)線圈作原線圈,副線圈只取線圈的一部分,就可以降低電壓;如果把線圈的一部分作原線圈,整個(gè)線圈作副線圈,就可以升高電壓。調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器,它的構(gòu)造如圖乙所示。線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上,AB之間加上輸入電壓U1,移動(dòng)滑片P的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2。2.互感器

分類電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在待測(cè)電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫年P(guān)系式I1n1=I2n2(2)區(qū)分電壓互感器與電流互感器的三個(gè)標(biāo)志。①測(cè)量?jī)x器不同,電壓互感器用電壓表,電流互感器用電流表。②原、副線圈匝數(shù)關(guān)系不同。③原線圈接線方式不同,前者接在火線和零線間,后者接在火線上。(3)使用互感器時(shí),一定要將互感器的外殼和副線圈接地。3.有多個(gè)副線圈的變壓器(1)對(duì)于副線圈有兩個(gè)及以上的理想變壓器,電壓比與匝數(shù)比成正比是成立的,而電流比與匝數(shù)比成反比的規(guī)律不成立。(2)有多個(gè)副線圈(以兩個(gè)為例)②功率關(guān)系:P1=P2+P3。③電流關(guān)系:由能量守恒定律P1=P2+P3

,即U1I1=U2I2+U3I3,可得n1I1=n2I2+n3I3。4.“日”字形鐵芯的變壓器問(wèn)題變壓器的鐵芯為“日”字形,要注意穿過(guò)原線圈的磁通量的變化率與穿過(guò)副線圈磁通量的變化率不相等,因此原線圈和副線圈兩端的電壓比不再等于匝數(shù)比,應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)U1與U2的關(guān)系,即

。典例剖析AC

BD角度2互感器【例題2】

(多選)(2025陜西榆林高二期末)互感器又稱儀用變壓器,是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱,常用于測(cè)量或保護(hù)系統(tǒng)。如圖所示,T1、T2是監(jiān)測(cè)交流高壓輸電參數(shù)的互感器,a、b是交流電壓表或交流電流表,若高壓輸電線間電壓為220kV,T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶20,交流電壓表的示數(shù)為200V,交流電流表的示數(shù)為2A,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.a是交流電壓表,b是交流電流表B.T2的原、副線圈匝數(shù)比為1100∶1C.高壓輸電線輸送的電流為20AD.高壓輸電線輸送的電功率為8.8×103kW

方法技巧

區(qū)別電壓互感器和電流互感器的方法

角度3有多個(gè)副線圈的變壓器【例題3】

如圖所示,理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)滿足n1=n2+n3,當(dāng)加在原線圈兩端的電壓為U1時(shí),原線圈的輸入功率為P1,電路中四個(gè)規(guī)格相同的燈泡A、B、C、D都恰好正常發(fā)光,兩副線圈的輸出電壓分別為U2、U3,輸出功率分別為P2、P3,電路中三個(gè)理想電流表的示數(shù)分別為I1、I2、I3,下列判斷正確的是(

)A.P1∶P2∶P3=3∶2∶1B.U1∶U2∶U3=4∶2∶1C.n1∶n2∶n3=3∶1∶2D.I1∶I2∶I3=4∶3∶6D解析

設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的工作電壓為U0,工作電流為I0,則有

,又n1=n2+n3,得n1∶n2∶n3=3∶2∶1,根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比得U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3=3∶2∶1,故B、C錯(cuò)誤;根據(jù)P2=U2I2=2U0I0,P3=U3I3=U0·2I0,又P1=P2+P3=U1I1,聯(lián)立得P1∶P2∶P3=2∶1∶1,I1∶I2∶I3=4∶3∶6,故A錯(cuò)誤,D正確。角度4“日”字形鐵芯的變壓器問(wèn)題【例題4】

(多選)某變壓器對(duì)稱鐵芯的示意圖如圖所示,已知原線圈匝數(shù)n1=40,副線圈匝數(shù)n2=20,電阻R1=40Ω,電阻R2=25Ω。下列說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)原線圈接入正弦式交變電流時(shí),R1、R2消耗的電功率之比為2∶5B.當(dāng)原線圈接入正弦式交變電流時(shí),R1、R2消耗的電功率之比為1∶10BCD探究點(diǎn)二變壓器原線圈有負(fù)載的電路分析知識(shí)歸納原線圈接有負(fù)載的理想變壓器問(wèn)題的分析方法分析理想變壓器原線圈接有負(fù)載的問(wèn)題時(shí),要明確原線圈所在的電路結(jié)構(gòu),從而確定各物理量之間的關(guān)系。(1)負(fù)載與原線圈串聯(lián),如圖甲所示,負(fù)載會(huì)分擔(dān)一部分電壓,原線圈兩端的電壓U1=U-UR,流過(guò)負(fù)載的電流等于原線圈中的電流,有

。典例剖析C

教你析題

讀取題干獲取信息①原線圈和R1兩端的電壓和②原、副線圈的電壓之比和電流之比③副線圈的負(fù)載電阻教你破題

對(duì)點(diǎn)演練D(2025福建莆田高二期末)一電路圖如圖所示,電壓U恒定不變,其中理想變壓器匝數(shù)比n1∶n2=1∶2,電阻R0為5Ω,RP最大值為20Ω,R為10Ω,下列說(shuō)法正確的是(

)A.滑片P向下,理想電流表A的示數(shù)減小B.滑片P向下,理想電壓表V的示數(shù)增大C.滑片P向上,U1的電壓值減小D.當(dāng)P處于中點(diǎn)時(shí),R和RP消耗的功率最大

學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)123B1.(自耦變壓器)(2025福建福州高二期末)如圖所示,為理想自耦變壓器,其中P為變壓器上的滑動(dòng)觸頭,Q為滑動(dòng)變阻器上的滑片,則以下說(shuō)法正確的是(

)A.適當(dāng)調(diào)節(jié)變壓器上的滑動(dòng)觸頭P,該自耦變壓器既可升壓也可降壓B.滑片Q不動(dòng),滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),電流表讀數(shù)變大C.圖示位置,U2>U1D.滑動(dòng)觸頭P不動(dòng),滑片Q緩慢向下滑動(dòng)時(shí),U2一直在減小123

123D

甲

乙123

1233.(幾種常見(jiàn)的變壓器)如圖所示,理想變壓器原線圈N1匝數(shù)為n1,兩個(gè)副線圈N2、N3匝數(shù)分別為n2和n3,已知n1∶n2∶n3=1∶2∶4。