变压器 远距离输电 (1)
远距离输电问题
1、输入功率和输出功率相等：P1=P2 2、变压比：U1/U2=n1/n2
3、电流比：I1/I2=n2/n1
一、远距离输电问题的提出： 如何减少输电过程中能量的损失，是远距离输电 过程中要讨论和解决的中心问题。
二、远距离输电
1．电路损失
(1)功率损失：设输电电流为I，输电线的电阻 I2R 为R，则功率损失为ΔP＝_____. (2)电压损失：ΔU＝_____. IR
D、若在导线上损失的功率相同，输电线的截面积之比为104：1
[ B
D
]
4、输送功率为P、输电电压为U、输电线电阻为R、用户 的电压为U0，则： A、输电线损失的功率为（P/U)2R B、输电线损失的功率为（U-U0)2 /R C、用户得到的功率为U02/R
D、用户得到的功率为PU0/U
[ A B D ]
8、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，到达用电设 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。这样改动后，当 发电厂输出的功率仍为P0时，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的原副线圈的匝数 比n1/n2各为多少？
6、有条河流，流量Q=2m3/s,落差h=5m,利用其发电, 若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总 电阻为R线=30欧，允许损失的功率为输出功率的6%， 为满足用电要求： （1）则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器 的匝数比各是多少？ （2）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？
第十三章第二节 变压器 远距离输电
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
n1 U1 解析：选 A.由变压原理 ＝ 可得 U1 n2 U2 ＝110 V，即电压表示数为 110 V．由 P
入
＝P 出，灯泡正常发光可得 P 入＝U1I1＝
22 P 出＝22 W，I1＝ A＝0.2 A，故 A 正 110 确.
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
因为输电线上损耗的功率占总功率的比 P1 n1 2 · R线 P n2R 2 U1 n2 ΔP I2R线 1 1 线 例为 ＝ ＝ ＝ 2 2 P1 P1 P1 U1n2 ∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该 值变大，D 正确．
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
属材料制造输电线．此外，还要尽可
横截面积 能增加导线的__________．
(2)另一个途径是减小输电导线中的
电流 _____，由P＝IU可知，当输送功率一
电压 定时，提高_____可以减小输电电流
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
3．远距离高压输电(如图13－2－2 所示) 由于发电机本身的输出电压不可能很 高，所以采用高压输电时，在发电站 升压变压器 内需用_____________升压到几百千 伏 后再向远距离送电，到达用电区再用 降压变压器 ____________降到所需的电压．
电压为220 V，额定功率为22 W；原
线圈电路中接有电压表和电流表．现
闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I
分别表示此时电压表和电流表的读数,
则( )
第十三章
交变电流 电磁场 电磁波
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 D．U＝110 2 V，I＝0.2 A 2 V，I＝0.2 2 A
远距离输电技术知识要点详解
远距离输电技术知识要点详解近年来，随着能源需求的不断增长，远距离输电技术成为了可持续发展的重要组成部分。
远距离输电技术指的是通过电力输送系统将电能从发电站点传输到消费站点，以满足消费者对电力的需求。
本文将详细介绍远距离输电技术的要点，以帮助读者更好地了解和应用这一重要技术。
一、直流输电与交流输电远距离输电技术通常有两种方式：直流输电（DC）和交流输电（AC）。
直流输电技术主要利用直流电流传输电能，而交流输电技术则是利用交流电流传输电能。
直流输电技术的主要优势在于低线损和高输电效率。
由于直流输电不受电阻、电感和电容的影响，可以降低线损，提高输电效率。
此外，直流输电还具有较高的控制能力，能够有效地调节输电过程中的电流和电压。
与直流输电相比，交流输电技术具有成熟、稳定和广泛应用的优势。
交流输电的主要特点是在输电过程中可以通过变压器实现电压的升降，方便电能在不同地区之间的传输。
此外，交流输电的设备成本较低，维护更加方便，适用于大规模电网的建设。
二、超高压输电技术为了降低输电线损和提高输电效率，超高压输电技术应运而生。
超高压输电技术是指在1100千伏及以上的范围内进行电力传输的技术。
与常规的输电技术相比，超高压输电具有更低的电阻、电感和电容损耗，能够实现更远距离的电力传输。
超高压输电技术的核心是变压器技术的突破。
通过改进和创新变压器的设计和制造，实现高压转换和传输。
此外，超高压输电还需要解决输电线路的设计和材料等技术难题，以确保输电的可靠性和安全性。
超高压输电技术在全球范围内得到了广泛的应用。
例如，中国已经建成了世界上最长的直流输电线路——由西北地区的煤矿转变为东部沿海地区的电力交易。
超高压输电技术的发展将进一步提高能源利用效率，推动经济和社会的可持续发展。
三、光纤输电技术光纤输电技术是近年来新兴的远距离输电技术。
它利用光纤传输电能，通过光电转换设备将电能转化为光信号进行传输，然后再将光信号转化为电能。
光纤输电技术具有很高的传输效率和稳定性。
高中物理【变压器 远距离输电】知识点、规律总结
二、电能的输送 如图所示，若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′，输电线总电阻为 R.
3．掌握一个能量守恒定律 发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈 1，线圈 1 上的能量就 是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余 的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为 P1＝P ＋ 线损 P 用户．
考点四 三种特殊的变压器
(1)无漏磁，故原、副线圈中的 Φ、ΔΔΦt 相同．
(2)线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝nΔΔΦt .
(3)根据Un＝ΔΔΦt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都
成立，则有Un11＝Un22＝Un33＝…
2．关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压． (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值． (4) 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输出功率之和．
1．输出电流 I＝UP＝UP′′＝U－RU′.
2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝__I_R___ . 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′. (2)ΔP＝__I_2R____＝UP2R .
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＝ρSl 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___．
高中物理之电能的输送(远距离输电)知识点
高中物理之电能的输送（远距离输电）知识点1电路中电能损失电线上的功率损耗为P=I2R①可以通过两个途径减小输电损失。
减小输电线的电阻，应选用电阻率小的金属材料，还要尽可能的增大导线的横截面积。
②减小输电线中的电流。
，U必须是降在导线上的电压，电压不能用输电电压来计算。
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。
一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为也应该采用相应的符号来表示。
从图中应该看出功率之间的关系是电压之间的关系电流之间的关系可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。
因此电流往往是这类问题的突破口。
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，而不能用。
分析输电线上的功率损失，由此得出结论：⑴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。
⑵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。
规律方法一、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（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”。
第2讲 变压器 远距离输电
解析 t=0时刻,线框在题图所示位置,线圈与中性面垂直,感应电动势最 大,则线框中磁通量变化率最大,故A错误;线框绕中心轴OO'匀速运动时,产生 的电动势e=200 2 cos 100πt (V),故输入变压器的电压的有效值U=200 V,又
灯泡能正常发光,则变压器的输出电压为20 V,根据 n1 =U1 ,有 n1 = 200V =10∶
n2 U2 n2 20V
1,故B正确;电路中熔断器熔断电流为0.4 2 A,此时根据能量守恒定律,有U1I1
=U2(nIL),解得n= 200 0.4 2W ≈14.14,故副线圈两端并联“20 V 8 W”的灯
8W
泡最多不能超过14只,故C错误;若线框转速减半,根据公式Em=NBSω,产生的 电压也减半,ω=2πn=50π rad/s,则产生的电动势e=100 2 cos 50πt (V),故D错误。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
2.[理想变压器工作原理](2020山东师大附中模拟)如图所示,电阻不计的正方 形导线框abcd处于匀强磁场中。线框绕中心轴OO'匀速转动时,产生的电动 势e=200 2 cos 100πt (V)。线框的输出端与理想变压器原线圈相连,副线圈 连接着一只“20 V 8 W”的灯泡,且灯泡能正常发光,电路中熔断器熔断电 流为0.4 2 A,熔断器与输电导线的电阻忽略不计。下列判断正确的是( B )
解析 根据变压器电压和匝数的关系可知,输入电压与输出电压之比为
U1∶U2=2∶1,则电阻R1两端电压为U1,电阻R2两端电压为U2,则通过两电阻的
电流之比为2∶1;若设通过电阻R2的电流为I2,则通过电阻R1的电流为2I2,根据
电流比和匝数比的关系可知,原线圈的输入电流为 I2 ,因电流表示数为0.5 A,
远距离输电知识点
远距离输电知识点
1. 远距离输电为啥会有电能损耗呀？就像你跑长跑会累一样，电在传输过程中也会有消耗呀！比如从发电站输送到几百公里外的城市。
2. 升高电压能减少电能损耗，这你知道不？好比你走楼梯，一步跨两级就会轻松一点，电也是这样，电压升高了，损耗就小啦！像西电东送工程就是用高电压来输电的。
3. 远距离输电的线路很重要哦！这就好比是道路，路不好走，车能跑得快吗？像那些老旧的输电线路就可能影响输电效果。
4. 变压器在远距离输电中可关键啦！它就像个神奇的转化器，能把电压变来变去。
你想想，如果没有它，电怎么能顺利到达不同地方呢？比如在小区里就会有变压器把电压变低供我们使用。
5. 远距离输电可不是随便弄弄的，要精心设计呢！这就像搭积木，得好好规划才能搭得稳呀！不同地区的输电方案都得量身定制呢。
6. 我们能用上远方送来的电，真得感谢远距离输电技术呀！这是不是很了不起？就像你收到远方朋友寄来的礼物一样惊喜！它让我们的生活变得更便利啦！
我的观点结论：远距离输电真的太重要了，它让电能够跨越距离，为我们的生活提供源源不断的能量！。
变压器远距离输电
关注方法
~ n1
n2 5V
b
n3
3V c d
二. 远距离输电:
减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R 一种方法是: 减小电阻.
另一种方法是提高输电的电压U
减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR
一种减小电阻． 另一种提高输电电压．
无论从减小输电中的功率 损失，还是从减小电压 损失方面看，都要求提高输电电压，减小输电电流．
n2
(C) I1U1=I2U2＋I3U3 ； (D) n1I1=n2I2＋n3I3 。
U1 n1 n3
练习1．理想变压器原、副线圈的匝数比为 1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后， 则副线圈的输出电压为 【 D 】
A．60V
B． 60 2V
C．60/ 2 V D．以上答案都不对
练 习 2. 如 图 所 示 的 理 想 变 压 器 , 输 入 电 压 U1
当n2＞n1时，U2＞U1，升压变压器． 当n2＜n1时，U2＜U1，降压变压器．
3. 变压器的变流比:
理想变压器：P输入＝P输出，即输入功率由输出功率决定
即
I1U1=I2U2＋I3U3＋I4U4.....．
注意:1、当只有一个副线圈时.
由U1／U2= n1／n2 ，I1／I2 = n2／n1
注意2 :变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，
可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的 电流大，应用较粗的导线绕制
4. 几种常用的变压器 ：熟悉工作原理
a. 自耦变压器 . 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（图甲）； 如果把线圈的一部分作原线圈, 整个线圈作副线圈，
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不改变功率和频率
P
理想变压器：没有能量损失，即线
圈输入功率等于线圈输出功率。
U1 A B
U2
3 基本关系(理想变压器)
功率关系：P1=P2 频率关系 ：f1=f2 电压关系：
U1 n1 U1 U 2 U 3 单个副线圈： 多个副线圈： ....... U 2 n2 n1 n2 n3
O'
B
C
i/ A
N
A
P
D
R
S
10 2
0
10 2
2
t /10 s
2
O Q
图甲
图乙
变压器 远距离输电
学习目标： 变压器中电压电流功率关系 变压器中的动态电路问题 远距离输电
一、构造及工作原理
1．变压器的构造： （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． （3）闭合铁芯
ห้องสมุดไป่ตู้
电流关系：
I1 n2 单个副线圈： 多个副线圈： n1I1 n2 I 2 n3 I 3 ....... I 2 n1
二、理想变压器动态分析
制 约 关 系 电压 功率 电流 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定
输送电流I
，则线路上的损耗P损＝I2R可大幅度
减小，这是行之有效的办法．
（09）19.某小型水电站的电能输送示意图如下，发电机的输出电压为 200V，输电线总电阻为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为 n1、n2。降 压变压器原副线匝数分别为 n3、n4（变压器均为理想变压器） 。要使额 定电压为 220V 的用电器正常工作，则
三 远距离输电
1．输电导线上的能量损失：主要是由输送线路电阻发热产生的， 表达式为
P＝I2R
.
电阻 ；
2．减小输电线路上的损耗的方法： (1)减小输送电路的 (2)减小输送电路的
3．高压输电的原理： 由输送功率P＝UI，其中U为 高 输送电压U ，以减小 输送电压 ，I为 输送电流
电流
．
，因而可以提
n2 1000 n1
B．电压表的示数等于 D．实现点火的条件是
5 2
V
n2 1000 n1
【例4】（2009年四川卷）如图甲所示，理想变压器 原、副线圈的匝数比为10∶1，R1=20 Ω，R2=30 Ω， C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示， 则() A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为2002 V C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零
18.(12 年)图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转 换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上， 变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 、 n2 。○ V 为交流电压表。当变 压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在钢针和金属板间 引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A．电压表的示数等于 5V C．实现点火的条件是
（10）19.一理想变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示， 副线圈所 接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的 触头。 A.副线圈输出电压的频率为50Hz B.副线圈输出电压的有效值为31V C. P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D. P向右移动时，变压器的输出功率增加
课前检测
17、如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可 视为水平方向匀强磁场，○ A 为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水 平轴 OO＇沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的 交变电流随时间变化的图像如图乙所示。 以下判断正确的是 （ ） A、电流表的示数为 10A B、线圈转动的角速度为 50π rad/s C、0.01s 时，线圈平面与磁场方向平行 D、0.02s 时，电阻 R 中电流的方向自右向左
高考资源网
n2 n2 n4 A. n1
n2 n3 n4 B. n1
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C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
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D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
高考
• 以下自己决定
山东理综历年考题
（07）18.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线 圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。 下列判断正确的是 A.输出电压的最大值为36 V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.变压器输入、输出功率之比为55∶9 D.交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz