1、第4章 远距离输电1.电压思路：变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2n1/n2；当变压器有多个副绕组时U1/n1U2/n2U3/n3 2.功率思路：理想变压器的输入、输出功率关系为：P入P出,即P1P2；当变压器有多个副绕组时：P1P2P3 3.电流思路：由IP/U知，对只有一个副绕组的变压器有：I1/I2n2/n1；当变压器有多个副绕组时；n1I1n2I2n3I3 理想变压器的思路分析 4制约思路(变压器动态问题)(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U2n2U1/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(
2、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I1n2I2/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，P2P负1P负2；变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2决定，I2P2/U2；总功率P总P线P2.5原理思路：变压器原线圈中磁能量发生变化，铁芯中/t 相等，即1t 2t.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(2012高考新课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝
3、数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 A C240 V和5.3 AD240 V和9.1 A B解析 由U1n1U2n2得 U2n2n1U11 9001 100220 V380 V，由 P1P2U1I1U2I2 得 I1P2U12 000220A9.1 A，B 正确名师归纳解答该类问题的关键是理解变压器的“决定与制约”关系：对电压而言，有输入才有输出，故输
4、入决定输出；对电流、电功(率)而言，有输出才有输入，故输出决定输入 1抓住“输送一定的电功率”，即P送U送I送是定值升高送电电压必能减小送电电流，在输电线电阻一定时减小送电电流必定减小线路损耗，这就是高压输电的原理掌握这部分内容须理解输电电路图，它是解决电能输送问题的基础 2求电路损耗，输电线电阻上的电压不是升压变压器的输出电压，也不是降压变压器的输入电压或用户得到的电压因输电线与降压变压器或用户用电器是串联关系，故求线路损耗时，P 损I2 线 RU2线R，其中 U 线为输电线上的电压降，在计算时要特别注意远距离输电问题的分析思路 3根据具体问题画出输电线路示意图，示意图如图所示 4研究三个回
5、路：回路1(电源回路)、回路2(输电回路)、回路3(用户回路)，两个变压器：升压变压器和降压变压器，利用以下几组关系求解(1)功率关系：P1P2，P2P 损P3，P3P4.(2)电压关系：U1U2n1n2，U2U 线U3，U3U4n3n4.(3)电流关系：I1I2n2n1，I2I 线I3，I3I4n4n3.(4)输电电流：I 线P2U2P3U3U线R线.(5)输电导线上损耗的电功率：P 损P2P3I2 线 R 线U2线R线 U 线I 线(6)输电导线上的电压损失：U 线I 线R 线U2U3.某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为
6、P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，达到用电设备所在地,再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压,供用电设备使用，如图所示这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2，试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比N1/N2以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比n1/n2各为多少？解析 设输电线的电阻为 R，当发电厂直接向用电设备供电时，输电线中的电流强度为 I1，则P1I1U P0P1I21R.解得：I1P1U RP0P1P21 U2设降压变压器 T2 的输入电流为 I2输出电流为 I2则有 P2I2U，P0P2I22R由此得：I2P2U I2P0P2RP1UP0P2P0P1答案 P0P2P0P1 P2P1P0P1P0P2 故降压变压器 T2 原线圈匝数 n1 与副线圈匝数 n2 之比为n1n2 I2I2P2P1P0P1P0P2所以升压变压器 T1 的原线圈与副线圈的匝数之比为N1N2I2I1 P0P2P0P1.