变压器——远距离输电 ppt课件
合集下载
《远距离输电》课件
交流输电是将电流以交变方向传输的方式， 具有灵活性和低成本等优势。
远距离输电的优势
1 降低能源损失
2 提高电网稳定性
远距离输电可以减少能源在输电过程中的 损失，提高能源利用效率。
通过远距离输电，可以连接不同区域的电 力系统，提高电网稳定性和可靠性。
远距离输电的挑战
1 技术挑战
2 建设成本
远距离输电需要解决电流损耗、电压损耗、 电磁干扰等技术难题。
结论
远距离输电是实现能源高效利用和电力网可持续发展的关键领域，需要克服 技术挑战，加大投入，推动其发展。
远距离输电需要建设大批输电线路和变电 站，投资成本较高。
远距离输电的现状输电项目，包括长江三峡-广东、西北送东北等。
2 国外发展
国外如美国、俄罗斯等国也在积极发展远距离输电技术，并取得了一定成果。
远距离输电的前景
随着能源需求的增长和电力网国际互联的趋势，远距离输电将发挥越来越重 要的作用，具有广阔的发展前景。
《远距离输电》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将深入探讨远距离输电的定义、输电方式以及远距 离输电的优势、挑战、现状与前景，让您对这一领域有更深入的了解。
远距离输电的定义
远距离输电是指将电能从发电厂送达远处的消费地点的过程。它通常需要跨越数百公里的距离。
输电方式
1 直流输电
2 交流输电
直流输电是将电流以单一方向传输的方式， 能够减少输电损失。
变电站电气设备图文详细讲解变压器ppt课件
31
变压器的正常巡视项目
变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油 位应与温度相对应；
变压器各部位无渗油、漏油； 套管油位应正常，套管外部无破损裂纹、无
严重油污、无放电痕迹及其它异常现象； 变压器声响均匀、正常； 各冷却器手感温度应相近，风扇、油泵、水
泵运转正常，油流继电器工作正常；
32
变压器的正常巡视项目
各类指示、灯光、信号应正常； 变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏
水，温度正常； 检查变压器各部件的接地应完好； 现场规程中根据变压器的结构特点补充检查
的其他项目。
34
知识回顾 Knowledge
Review
铁芯只能一点接地，如果多点接地，可能会在铁芯 内部形成环流，引起铁芯发热。
大型变压器铁芯引出一个套管与外壳接地点相连。
8
绕组——输入和输出电能的电气回路
绕组 引线
导线夹 引线
9
绕组排列方式
高压 中压 低压
铁芯接地
降压变压器
10
油箱——盛放器身和变压器油
箱式油箱
钟罩式油箱
11
变压器油——绝缘、散热
吸湿器完好，吸附剂干燥，油封油位正常； 引线接头、电缆、母线应无发热迹象； 压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损； 有载分接开关的分接位置及电源指示应正常； 有载分接开关的在线滤油装置工作位置及电源
指示应正常； 气体继电器内应无气体；
33
变压器的正常巡视项目
各控制箱和二次端子箱、机构箱应关严，无 受潮，温控装置工作正常；
冷却方式
最高顶层油温(℃) 运行中不宜超过(℃)
自然循环自冷、风冷
95
85
强迫油循环风冷
85
变压器的正常巡视项目
变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油 位应与温度相对应；
变压器各部位无渗油、漏油； 套管油位应正常，套管外部无破损裂纹、无
严重油污、无放电痕迹及其它异常现象； 变压器声响均匀、正常； 各冷却器手感温度应相近，风扇、油泵、水
泵运转正常，油流继电器工作正常；
32
变压器的正常巡视项目
各类指示、灯光、信号应正常； 变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏
水，温度正常； 检查变压器各部件的接地应完好； 现场规程中根据变压器的结构特点补充检查
的其他项目。
34
知识回顾 Knowledge
Review
铁芯只能一点接地，如果多点接地，可能会在铁芯 内部形成环流，引起铁芯发热。
大型变压器铁芯引出一个套管与外壳接地点相连。
8
绕组——输入和输出电能的电气回路
绕组 引线
导线夹 引线
9
绕组排列方式
高压 中压 低压
铁芯接地
降压变压器
10
油箱——盛放器身和变压器油
箱式油箱
钟罩式油箱
11
变压器油——绝缘、散热
吸湿器完好，吸附剂干燥，油封油位正常； 引线接头、电缆、母线应无发热迹象； 压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损； 有载分接开关的分接位置及电源指示应正常； 有载分接开关的在线滤油装置工作位置及电源
指示应正常； 气体继电器内应无气体；
33
变压器的正常巡视项目
各控制箱和二次端子箱、机构箱应关严，无 受潮，温控装置工作正常；
冷却方式
最高顶层油温(℃) 运行中不宜超过(℃)
自然循环自冷、风冷
95
85
强迫油循环风冷
85
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
电能的远距离传输PPT教学课件
则输出电压不变，A 错误；在电能输出过程中有：I＝UP，U 线 ＝IR 线，U3＝U2－U 线，因 P 变大，I 变大，所以 U 线变大， 所以降压变压器初级电压 U3 变小，则降压变压器的输出电压 变小，B 错误；由 P 线＝(UP)2R 线，因 P 变大，所以 P 线变大， C 正确；根据PP损＝UPP2R线＝PUR2线，因 P 变大，所以比值变大， D 正确．
高压直流输电
1.基本知识 (1)主要构造
整流站 、直流线路和 逆变站 三部分．
(2)原理图：(如图 4－3－2 所示) 图 4－3－2
(3)高压直流输电的优点 高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而 成的，它的主要优点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在 容抗 和 感抗 引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．
2．思考判断 (1)高压直流输电系统有两次换流过程．(√) (2)跨越海峡输电常用直流输电．(√) (3)直流输电中的换流设备由于制造、价格等问题，影响 了直流输电的推广．(√)
3．探究交流 输电电压与输电线上损失的电压一样吗？
【提示】 二者不同，输电电压由 P＝UI 决定，即 U＝ PI ，而输电导线上损失的电压 ΔU＝IR 线，ΔU 一般不超过输电 电压的 10%或 15%.
高压交流输电
1.基本知识 (1)基本环节
(2)电路原理图：(如图 4－3－1 所示) 图 4－3－1
2．思考判断 (1)为减小远距离输电的损失可采取增大输送电流．(×) (2)在远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失 的平方成正比．(√) (3)由 P＝UI 知，在输送功率一定的情况下，提高输电电 压，同时输电电流一定减小．(√)
2．计算输电线上的电压损失的方法 如图 4－3－4 所示，U 为发电厂的输出电压，P 为发电 厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备 的输入功率，则输电线上损失的电压为 ΔU＝U－U′，且 ΔU ＝IR.
高压直流输电
1.基本知识 (1)主要构造
整流站 、直流线路和 逆变站 三部分．
(2)原理图：(如图 4－3－2 所示) 图 4－3－2
(3)高压直流输电的优点 高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而 成的，它的主要优点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在 容抗 和 感抗 引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．
2．思考判断 (1)高压直流输电系统有两次换流过程．(√) (2)跨越海峡输电常用直流输电．(√) (3)直流输电中的换流设备由于制造、价格等问题，影响 了直流输电的推广．(√)
3．探究交流 输电电压与输电线上损失的电压一样吗？
【提示】 二者不同，输电电压由 P＝UI 决定，即 U＝ PI ，而输电导线上损失的电压 ΔU＝IR 线，ΔU 一般不超过输电 电压的 10%或 15%.
高压交流输电
1.基本知识 (1)基本环节
(2)电路原理图：(如图 4－3－1 所示) 图 4－3－1
2．思考判断 (1)为减小远距离输电的损失可采取增大输送电流．(×) (2)在远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失 的平方成正比．(√) (3)由 P＝UI 知，在输送功率一定的情况下，提高输电电 压，同时输电电流一定减小．(√)
2．计算输电线上的电压损失的方法 如图 4－3－4 所示，U 为发电厂的输出电压，P 为发电 厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备 的输入功率，则输电线上损失的电压为 ΔU＝U－U′，且 ΔU ＝IR.
2022秋新教材高中物理第三章交变电流第四节远距离输电课件粤教版选择性必修第二册
①原因：任何输电线都有电阻，因此当电流通过输电线向远方输送时，输 电线因有电阻而发热。 ②功率损失的计算：ΔP＝I2R，I 为输电线上的电流，R 为输电线的电阻。 (2)减少功率损失的两种方法 ①减小输电线的电阻 R：根据 R＝ρSl ，减小电阻率 ρ，目前一般用电阻率较 小的铜或铝作为导线材料；增大导线的横截面积 S，这要多耗费金属材料， 增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。
【重难释解】
2．基本关系式 (1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3。
(2)电压、电流关系 UU12＝nn12＝II12，UU34＝nn34＝II43 U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线。
(3)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝ΔRU线 。 (4)输电线上损耗的电功率：ΔP＝I 线 ΔU＝I 线 2R 线＝UP222R 线。 3．远距离输电问题的分析方法
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电线电阻 R 一定的 条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功 率损耗将降为原来的n12。
典例1 某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%。 若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？
核心素养点击
第四节 远距离输电
(1)了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径。 物理观念
(2)了解高压交流输电、高压直流输电的概念。 (1)会用相关知识解释实际的输电问题。 科学思维 (2)通过建立远距离输电模型的过程，体会建立模型的思维方法。
科学探究 利用模型解决远距离输电问题。
科学态度 理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网 与责任 供电是远距离输电的重要发展。
【重难释解】
2．基本关系式 (1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3。
(2)电压、电流关系 UU12＝nn12＝II12，UU34＝nn34＝II43 U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线。
(3)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝ΔRU线 。 (4)输电线上损耗的电功率：ΔP＝I 线 ΔU＝I 线 2R 线＝UP222R 线。 3．远距离输电问题的分析方法
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电线电阻 R 一定的 条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功 率损耗将降为原来的n12。
典例1 某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%。 若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？
核心素养点击
第四节 远距离输电
(1)了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径。 物理观念
(2)了解高压交流输电、高压直流输电的概念。 (1)会用相关知识解释实际的输电问题。 科学思维 (2)通过建立远距离输电模型的过程，体会建立模型的思维方法。
科学探究 利用模型解决远距离输电问题。
科学态度 理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网 与责任 供电是远距离输电的重要发展。
粤教版高中物理选择性必修第二册第3章第4节远距离输电课件
√A．高电压输电
C．增大输电电流
B．低电压输电 D．增大输电线电阻
A [为了减小输电线的损耗，当输送功率一定时，根据P＝UI知增
大输送电压U可以减小流过线路的电流I，则根据线路损耗P损＝I2r 可知线路损耗也会减小，A正确，B、C、D错误。]
1234
√
1234
√
√
√
1234
4．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如 图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用 户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损 失的功率为输送功率的4%，试求：
如图所示的输电线路，为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光 较暗？怎样才能减小导线上损失的电压和损失的功率呢？
提示：用电高峰期高压输电线和变压器到家庭的输电线中电流 较大，有较大的电压损失，因此加在白炽灯上的电压变低，达不到 额定功率，因此白炽灯灯光较暗；为减小导线上损失的电压和功率 可减小输电线电阻，提高输电电压。
第三章 交变电流
第四节 远距离输电
1．了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损 耗的措施。 学习 2．知道高压输电的原因；会利用变压器的规律和能量守恒 任务 的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算。 3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点。 4．知道我国输电技术的发展。
01
必备知识·自主预习储备
1886年，发明家威斯汀豪斯利用变压器成功地在6 km的线路上 实现了交流输电。
1891年，德国建成170 km的15 kV～30 kV的高压输电线路，效 率高达70%～80%。1893年，美国修建尼亚加拉水电站时，经过反 复论证，决定采用交流供电系统。1909～1912年，美国、德国建造 100 kV的高压输电线路，从此高压输电技术迅速普及。
变压器远距离输电
a
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，
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，
5.5远距离输电
解析： 输送电流
P 2.2 10 I 100 A 4 U 2.2 10
6
损失功率
P 1 I R 2.2 10 W
2 5
原副线圈匝数比
n1 U1 2.2 10 100 : 1 n2 U 2 220
4
现代直流输电示意图
直流输电原理 发电、用电及升、降电压仍然是交 流，只有输电环节使用高压直流。发电 机发出的交流经变压器升压后，由换流 设备将交流变为直流，高压的直流经远 距离传送后，再由换流设备将直流换为 交流。然后，配电所的变压器再将高压 交流降为适合用户的电压，送给用户。
巩固练习
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。
远距离输电的必要性
为了合理的利用资 源，发电站通常建 在靠近能源的地方。
大亚湾核电站
火力发电厂
风力发电站
而用电的范围却分布很广
城市Biblioteka 乡村平原高山
从发电站到用户的输电线路
远距离输电的基本过程示意图
远距离输电的过程
大型发电机发出十几千伏的电压，在 发电站区域通过升压变压器升高到几十万 伏，然后进行远距离输电，当电能被输送 到用电区域后，再根据不同的用电需求， 用变压器将电压降低。
例题：把功率200 kW电能用铝线送到10km 处，要使功率损失10%，用110 V电压输电， 导线横截面积多大？ 解析： 导线电流I＝P/U，导线长为两地距离2倍 ΔP＝P×10%＝I² R＝(P/U)²ρ•L/S 解得：S＝96000 mm² 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
考点二 远距离输电问题 ►基础梳理◄ 1．目的：输送电能 2．关键：减少输电线上电能的损失，P耗＝I2R线 3．措施：(1)减少输电线的电阻R线，例如加大导线 的横截面积、采用电阻率小的材料做导线； (2)提高输电电压，减小输电电流．
高三总复习 物理 (人教版)
图1
高三总复习 物理 (人教版)
4．常用关系：如果发电站的输出功率为P，输出电 压为U，用户得到的电功率为P′，用户得到的电压为U′，如 图1所示，则有关系式：
高三总复习 物理 (人教版)
[分析] 变压器的工作原理是利用互感现象，只能
改变交变电流和电压，对于直流电不能改变，对理想变压
器有
P1＝P2, I1n1＝I2n2.
高三总复习 物理 (人教版)
[解析] (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈 中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化， 副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流 表示数也为零．
高三总复习 物理 (人教版)
当然，以上结论成立的前提条件是必须在“回”字 形变压器铁芯上的情景．如果是“日”字形铁芯，因穿过 各匝线圈的磁通量不一定变化相同，所以结论不再成立．
高三总复习 物理 (人教版)
►深化拓展◄
理想变压器中的决定因素
1．输入电压U1决定输出电压U2→输出电压U2＝ 与负载电阻的情况无关；
①减小输电线的长度L→由于输电距离一定，实际 中不可行；
②减小输电线电阻率ρ→目前一般用电阻率较小的 铜作导线材料；
③增大导线横截面积S→这要多耗费金属材料而增 加成本，同时给输电线的架设带来很大困难．
高三总复习 物理 (人教版)
(2)减小输电电流I，由功率公式变形得I＝P/U ①减小输送功率P→实际中不能以减少用户的电 能需要来达到减少损耗的目的；
►深化拓展◄
输电线损失电功率的分析与计算
任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向
远方时，电流通过输电线，输电线因有电阻而发热，从而
损失电功率．设输电电流为I、输电线电阻为R线，则输电线
的功率损失为P损＝I2R线＝
如果想从
的
角度来研究输电线的功率损耗，则U线＝IR线＝U2－U3，由
于该式较繁琐且容易出错，所以计算输电线的功率损耗时
②提高输电电压U→输送功率P一定时，输电电压
U越高，输电的电流I越小，输电线损失的电功率P损＝I2R
线＝
越小．分析可见，当输送的功率一定、输电线
电阻一定时，输电电压提高为原来的n倍，输电线的电流
减为原来的 ，输电线损耗的电功率减为原来的 .实
际中这是最为可行有效的措施．
高三总复习 物理 (人教版)
高三总复习 物理 (人教版)
►疑难详析◄ 任意线圈两端的电压与线圈本身的匝数成正比 理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比，不仅 适用于原、副线圈各有一个的情况，而且适用于多个副线 圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯 内，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每匝 线圈产生的感应电动势相同，每组线圈产生的感应电动势 和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电 压等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比．
高三总复习 物理 (人教版)
课时34 变压器 远距离输电
高三总复习 物理 (人教版)
考点一 理想变压器 ►基础梳理◄ 1．主要作用：改变交流电的电压 2．主要构造：由原线圈(初级线圈)、副线圈(次级 线圈)和闭合铁芯组成 3．工作原理：电磁感应(互感现象)
高三总复习 物理 (人教版)
(2)功率关系P入＝P出或I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn (3)电流关系I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn，当只有一 个副线圈时I1n1＝I2n2
P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W， 效率η＝100%.
高三总复习 物理 (人教版)
[ 答 案 ] (1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%
高三总复习 物理 (人教版)
题后反思：理想变压器无能量损失，输入功率等于 输出功率，输出电压由输入电压和匝数比决定，与用电器 的电阻及变压器有无其它副线圈无关．
(1)输出电流 (2)输电线损失的电压U线＝U－U′＝IR线 (3)输电线损失的电功率P损＝P－P′＝I2R线＝
高三总复习 物理 (人教版)
5．过程示意：如图2所示，从发电到用户有以下定 量关系(变压器为理想变压器)：
图2 (1)P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P损
高三总复习 物理 (人教版)
►疑难详析◄ 输送电能的基本要求与实际措施 1．可靠：保证供电线路正常工作； 2．保质：保证供电质量，要求电压和频率稳定； 3．经济：线路建设和运行的费用较低，能耗少、 电价低；
高三总复习 物理 (人教版)
4．措施：由电损公式P损＝I2R线进行分析，针对措 施主要有两种．
(1) 减 小 输 电 线 的 电 阻 R 线 ， 由 电 阻 定 律 R 线 ＝ 得
高三总复习 物理 (人教版)
(2009·四川高考)如图4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4乙所示，则
()
图4
高三总复习 物理 (人教版)
A．交流电的频率为0.02 Hz B．原线圈输入电压的最大值为 C．电阻R2的电功率约为6.67 W D．通过R3的电流始终为零
U1，
2．输出功率P出决定输入功率P入→输入功率随输出功 率的变化而变化，理想变压器中始终保持P入＝P出；
高三总复习 物理 (人教版)
3．输出电流I2决定输入电流I1→当输入电压一定时， 输出电压一定，输出电流随负载电阻的变化而变化，由功 率关系可理解电流的确定关系．
高三总复习 物理 (人教版)
一般不用该公式．
高三总复习 物理 (人教版)
题型一 理想变压器基本规律的应用 [例1] 一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈 440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3所示．
图3
高三总复习 物理 (人教版)
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为 多少？电流表示数为多少？
(2)当原线圈接在220 V交变电源上时，电压表示数 为多少？电流表示数为多少？此时输入功率为多大？变压 器效率为多大(电表均为理想电表)?
高三总复习 物理 (人教版)
图1
高三总复习 物理 (人教版)
4．常用关系：如果发电站的输出功率为P，输出电 压为U，用户得到的电功率为P′，用户得到的电压为U′，如 图1所示，则有关系式：
高三总复习 物理 (人教版)
[分析] 变压器的工作原理是利用互感现象，只能
改变交变电流和电压，对于直流电不能改变，对理想变压
器有
P1＝P2, I1n1＝I2n2.
高三总复习 物理 (人教版)
[解析] (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈 中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化， 副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流 表示数也为零．
高三总复习 物理 (人教版)
当然，以上结论成立的前提条件是必须在“回”字 形变压器铁芯上的情景．如果是“日”字形铁芯，因穿过 各匝线圈的磁通量不一定变化相同，所以结论不再成立．
高三总复习 物理 (人教版)
►深化拓展◄
理想变压器中的决定因素
1．输入电压U1决定输出电压U2→输出电压U2＝ 与负载电阻的情况无关；
①减小输电线的长度L→由于输电距离一定，实际 中不可行；
②减小输电线电阻率ρ→目前一般用电阻率较小的 铜作导线材料；
③增大导线横截面积S→这要多耗费金属材料而增 加成本，同时给输电线的架设带来很大困难．
高三总复习 物理 (人教版)
(2)减小输电电流I，由功率公式变形得I＝P/U ①减小输送功率P→实际中不能以减少用户的电 能需要来达到减少损耗的目的；
►深化拓展◄
输电线损失电功率的分析与计算
任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向
远方时，电流通过输电线，输电线因有电阻而发热，从而
损失电功率．设输电电流为I、输电线电阻为R线，则输电线
的功率损失为P损＝I2R线＝
如果想从
的
角度来研究输电线的功率损耗，则U线＝IR线＝U2－U3，由
于该式较繁琐且容易出错，所以计算输电线的功率损耗时
②提高输电电压U→输送功率P一定时，输电电压
U越高，输电的电流I越小，输电线损失的电功率P损＝I2R
线＝
越小．分析可见，当输送的功率一定、输电线
电阻一定时，输电电压提高为原来的n倍，输电线的电流
减为原来的 ，输电线损耗的电功率减为原来的 .实
际中这是最为可行有效的措施．
高三总复习 物理 (人教版)
高三总复习 物理 (人教版)
►疑难详析◄ 任意线圈两端的电压与线圈本身的匝数成正比 理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比，不仅 适用于原、副线圈各有一个的情况，而且适用于多个副线 圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯 内，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每匝 线圈产生的感应电动势相同，每组线圈产生的感应电动势 和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电 压等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比．
高三总复习 物理 (人教版)
课时34 变压器 远距离输电
高三总复习 物理 (人教版)
考点一 理想变压器 ►基础梳理◄ 1．主要作用：改变交流电的电压 2．主要构造：由原线圈(初级线圈)、副线圈(次级 线圈)和闭合铁芯组成 3．工作原理：电磁感应(互感现象)
高三总复习 物理 (人教版)
(2)功率关系P入＝P出或I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn (3)电流关系I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn，当只有一 个副线圈时I1n1＝I2n2
P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W， 效率η＝100%.
高三总复习 物理 (人教版)
[ 答 案 ] (1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%
高三总复习 物理 (人教版)
题后反思：理想变压器无能量损失，输入功率等于 输出功率，输出电压由输入电压和匝数比决定，与用电器 的电阻及变压器有无其它副线圈无关．
(1)输出电流 (2)输电线损失的电压U线＝U－U′＝IR线 (3)输电线损失的电功率P损＝P－P′＝I2R线＝
高三总复习 物理 (人教版)
5．过程示意：如图2所示，从发电到用户有以下定 量关系(变压器为理想变压器)：
图2 (1)P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P损
高三总复习 物理 (人教版)
►疑难详析◄ 输送电能的基本要求与实际措施 1．可靠：保证供电线路正常工作； 2．保质：保证供电质量，要求电压和频率稳定； 3．经济：线路建设和运行的费用较低，能耗少、 电价低；
高三总复习 物理 (人教版)
4．措施：由电损公式P损＝I2R线进行分析，针对措 施主要有两种．
(1) 减 小 输 电 线 的 电 阻 R 线 ， 由 电 阻 定 律 R 线 ＝ 得
高三总复习 物理 (人教版)
(2009·四川高考)如图4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4乙所示，则
()
图4
高三总复习 物理 (人教版)
A．交流电的频率为0.02 Hz B．原线圈输入电压的最大值为 C．电阻R2的电功率约为6.67 W D．通过R3的电流始终为零
U1，
2．输出功率P出决定输入功率P入→输入功率随输出功 率的变化而变化，理想变压器中始终保持P入＝P出；
高三总复习 物理 (人教版)
3．输出电流I2决定输入电流I1→当输入电压一定时， 输出电压一定，输出电流随负载电阻的变化而变化，由功 率关系可理解电流的确定关系．
高三总复习 物理 (人教版)
一般不用该公式．
高三总复习 物理 (人教版)
题型一 理想变压器基本规律的应用 [例1] 一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈 440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3所示．
图3
高三总复习 物理 (人教版)
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为 多少？电流表示数为多少？
(2)当原线圈接在220 V交变电源上时，电压表示数 为多少？电流表示数为多少？此时输入功率为多大？变压 器效率为多大(电表均为理想电表)?