第2讲 变压器 电能的输送 实验十五：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．理想变压器 (1)构造 如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 ①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 ②副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 (2)原理：电磁感应的互感现象。 (3)理想变压器原、副线圈基本量的关系 功率关系：根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出。 电压关系：原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，公式＝，与负载、副线圈的个数无关。 电流关系：①只有一个副线圈时：＝；②有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn，或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn。 频率关系：f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) (4)几种常用的变压器 ①自耦变压器———调压变压器，如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。 ②互感器 2．电能的输送 如图所示，发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R。 (1)输电电流 I＝＝＝。 (2)电压损失 ①ΔU＝U－U′。 ②ΔU＝IR。 (3)功率损失 ①ΔP＝P－P′。 ②ΔP＝I2R＝R。 (4)减少输电线上电能损失的方法 ①减小输电线的电阻R。由R＝ρ知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。 ②减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。 分析和计算输电线上的电压损失和功率损失时要用U损＝I线R线，P损＝IR线＝。 教材链接·想一想 请仔细阅读人教版教材选择性必修第二册P61“科学漫步”———无线充电技术，回答下列问题。 无线手机充电技术的应用，让手机摆脱了“充电线”的牵制，手机使用者做到了“随用随拿，随放随充”。正在无线充电的手机无线充电器简化示意图如右，其工作原理与理想变压器相同。已知发射线圈与接收线圈的匝数比为5∶1，CD端的输出电流i＝sin (2π×105)t(A)，则： (1)1 s内发射线圈中电流方向改变多少次？ (2)发射线圈AB端输入电流的有效值为多少？ (3)接收线圈的输出功率与发射线圈的输入功率之比是多少？ 提示：(1)一个周期内发射线圈中电流方向改变2次，则1 s内电流方向改变2×105次；(2)发射线圈AB端输入电流的有效值为I′有效＝I有效＝×1 A＝0.2 A；(3)接收线圈的输出功率与发射线圈的输入功率之比为1∶1。 1．变压器对交变电流起作用，对恒定电流不起作用。( √ ) 2．变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。( × ) 3．原线圈所加电压恒定，当原线圈的匝数增加时，副线圈两端电压也增加。( × ) 4．增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。( √ ) 5．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗。( √ ) 考点一 实验十五：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验原理 (1)实验电路图(如图所示)： (2)实验方法：控制变量法 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。 ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。 2．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、开关1个、导线若干。 3．实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。 ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行试测。 ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。 (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复(1)中步骤。 4．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的 ... ...
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