一含有理想变压器的电路如图所示

14. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻12R R 、和3R 的阻值分别是31ΩΩ、和4Ω，○A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。该变压器原、副线圈匝数比为（）

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

【答案】B

【解析】

解法一：

当S 断开时，电路如右图所示

由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压11U U IR =-

得 13U U I =-

① 根据变压器原副边电压关系： 1

122

U n U n =

② 副线圈中的电流： 22

2235

U U I R R ==+

③ 联立①②③得： 2

1235n U I n I

-= ???

④

当S 闭合时，电路如右图所示

由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压114U U I R ＇=-? 得 112U U I ＇=-

⑤ 根据变压器原副边电压关系： 1122

U n U n =＇

＇

⑥ 副线圈中的电流得： 22221U U

I R =＇＇

＇=

联立⑤⑥⑦得 2

12124n U I n I

??-=

???

⑧ 联立④⑧解得 1

3n n =

【2019-2020】高考物理理想变压器模型试题(含解析)

【2019-2020】高考物理理想变压器模型试题（含解析）李仕才一、理想变压器的几个基本问题（1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。作用：在办理送电能的过程中改变电压。原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。（2）理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，有 ? ?=??= 222111,φ εφεn t n 忽略原、副线圈内阻，有 2211,εε==U U 。另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有 21φφ?=?。由此便可得理想变压器的电压变化规律为

2 1 21n n U U =。在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P =，而 111U I P =，222U I P =。于是又得理想变压器的电流变化规律为 1 2 21n n I I =。由此可见： ①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。 ②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。（3）多组副线圈理想变压器的规律。如图所示，原线圈匝数为1n ，两个副线圈的匝数分别为1n 、2n 相应的电压分别为1U 、2U 和3U ，相应的电流分别为1I 、2I 和3I 根据理想变压器的工作原理可得 2 1 21n n U U =① 3 1 31n n U U =②可得

理想变压器的工作原理及高考要求

理想变压器的工作原理及高考要求摘要：学习变压器首先要掌握交流电知识，对交流电的“四值”:最大值、有效值、瞬时值和平均值，瞬时值随时间变化表达式的书写以及由表达式读出周期和频率，理想变压器的电压关系和电流关系，理想变压器的动态问题中个物理量的相互制约关系，远距离输电的过程和降低输电能耗的途径等问题的考查几乎年年出现在高考试题当中。关键词：变化器；工作管理；高考要求 1.理想变压器的几点假设：（1）没有漏磁，即通过两绕组每匝的磁通量φ都一样；（2）两绕组中没有电阻：从而没有铜损（即忽略绕组导线中的焦耳损耗）；（3）铁芯中没有铁损（即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗）；（4）原、副线圈的感抗趋于∞(无穷大），从而空载电流趋于0。满足这些条件的变压器叫做理想变压器。它是实际变压器的抽象,它把实际变压器中的次要因素忽略掉,而紧紧抓住其主要。理想变压器中：u1=e1=n * δφ/δt u1 为加在线圈两端的电压，e1为线圈中的感生电动势n为线圈匝数。 2.理想变压器的工作原理 2.1结构。变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次

级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 2.2工作原理。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。变压器的基本原理是电磁感应。变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交变的磁场，铁芯中就有变化的磁通量。由于副线圈也绕在同一铁芯上，这个变化的磁通量同样穿过副线圈，并在副线圈上产生感应电动势。如果副线圈构成闭合回路就会产生交变感应电流。对负载而言，副线圈中的感应电动势相当于电源电动势。如果副线圈的电阻很小，可以近似的认为这个电动势就等于副线圈中两端的电压。 3.高考要求 3.1热点分析。纵观各地高考物理试卷发现，高考对理想变压器这部分知识的考察内容很全面，基本上覆盖了《考试大纲》所列的全部知识点，历年高考命题的热点,主要从变压器的变压原理、变压器的变压比和变流比的运用及定性分析变压器的原、副线圈的两端的电压、电流、功率的相互制约变化关系这几方面出题考查，其

变压器典型习题解答

变压器典型习题解答 1. 变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？答：根据1114.44m U E fN φ≈=可知, 1 1 4.44m U fN φ=,因此,一次绕组匝数减少,主磁通m φ将增加，磁密m m B S φ= ，因S 不变，m B 将随m φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率μ 下降。因为磁阻m l R S μ= ，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律01m m I N R φ=，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。又由于铁心损耗2 1.3 Fe m p B f ∝，所以铁心损耗增加。励磁阻抗减小，原因如下：电感20 110100m m m N N i N L i i R R ψ?=== , 激磁电抗2 12m m m N x L f R ωπ==,因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以励磁电抗减小。设减少匝数前后匝数分别为1N 、'1N ，磁通分别为m φ、'm φ，磁密分别为m B 、' m B ，电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p ，' Fe p 。根据以上讨论再设，'11(1)m m k k φφ=>，同理，'11(1)m m B k B k =>， '22(1)m m R k R k =>，' 1313(1)N k N k =<，于是'' ' 1212 00' 1313 m m m m R k k R k k I I N k N k φφ= = =。又由于2 1.3Fe m p B f ∝，且20(Fe m m p I r r =是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以''2'2'0220Fe m m Fe m m p B I r p B I r ==，即22'2 1212 3m m k k r k k r =，于是，2'2231m m k r k r =，因21k >，31k <，故' m m r r <，显然，励磁电阻减小。励磁阻抗 m m m z r jx =+，它将随着m r 和m x 的减小而减小。 2. 有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN ，d 接线，11/220/10.5kV N N U U =，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。解：①. 一、二次侧额定电压 12220kV,10.5kV N N U U == 一次侧额定电流（线电流）1328.04A N I === 二次侧额定电流（线电流）26873.22A N I === ② ② 由于YN ，d 接线一次绕组的额定电压 1N U Φ 127.02kV == 一次绕组的额定电流11328.04A N N I I Φ == 二次绕组的额定电压2210.5kV N N U U Φ== 二次绕组的额定电流2N I Φ = 3968.26A ==

理想变压器

理想变压器理想变压器是实际变压器的理想化模型，是对互感元件的理想科学抽象，是极限情况下的耦合电感。 1．理想变压器的三个理想化条件条件 1 ：无损耗，认为绕线圈的导线无电阻，做芯子的铁磁材料的磁导率无限大。条件 2 ：全耦合，即耦合系数条件 3 ：参数无限大，即自感系数和互感系数但满足：上式中 N 1 和 N 2 分别为变压器原、副边线圈匝数， n 为匝数比。以上三个条件在工程实际中不可能满足，但在一些实际工程概算中，在误差允许的范围内，把实际变压器当理想变压器对待，可使计算过程简化。 2. 理想变压器的主要性能满足上述三个理想条件的理想变压器与有互感的线圈有着质的区别。具有以下特殊性能。（1）变压关系图 4.15 为满足三个理想条件的耦合线圈。由于，所以因此图4.15 耦合线圈图 4.16理想变压器模型1 根据上式得理想变压器模型如图4.16所示。注意：理想变压器的变压关系与两线圈中电流参考方向的假设无关，但与电压极性的

设置有关，若 u1、u2 的参考方向的“+”极性端一个设在同名端，一个设在异名端，如图4.17 所示，此时 u1 与 u2 之比为：（2）变流关系根据互感线圈的电压、电流关系（电流参考方向设为从同名端同时流入或同时流出）：则图 4.17理想变压器模型2 图 4.18理想变压器的变流关系代入理想化条件：，得理想变压器的电流关系为：注意：理想变压器的变流关系与两线圈上电压参考方向的假设无关，但与电流参考方向的设置有关，若i1、i2的参考方向一个是从同名端流入，一个是从同名端流出，如图4.18所示，此时i1与i2之比为：

变压器知识习题及答案

变压器知识习题及答案一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。 19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S

人教版高中物理选修2-1变压器·典型例题解析

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）变压器·典型例题解析【例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变[ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变解答：应选C．点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关．【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A．解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A)

即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A．点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系．【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器．参考答案甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流．【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比．点拨：关键是初、次级功率始终相等．参考答案：1∶3．跟踪反馈 1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗[ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是[ ] A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过 C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过 D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大 3．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝，并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 [ ] A．电流频率之比为2∶1

【高中物理】变压器·典型例题解析

变压器·典型例题解析【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变解答：应选C．点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率成正比．纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R＝U/R,所以I R与频率成正比；纯电容电路中,容抗X C＝1/2πfC,I C＝U/X C＝2πfCU,与频率的二次方成正比；纯电感电路中,X L＝2πfL,I L＝U/X L＝U/2πfL,与频率无关．【例2】图18－17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A．解答：由公式U1/U2＝n1/n2,得U1＝U2n1/n2＝216(V)；因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A．点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系．【例3】如图18－18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？

点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器．参考答案甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流．【例4】如图18－19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比．点拨：关键是初、次级功率始终相等．参考答案：1∶3．跟踪反馈 1．如图18－20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是 [ ]

理想变压器特性及与等效电路的分析

理想变压器特性及与等效电路的分析理想变压器特性及与等效电路的分析谭阳红1，汪沨1，陈五立2 （1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082； 2.湖南信息学院，湖南长沙410151）摘要：作为电路理论的重要内容，理想变压器的教学重点通常在于理想变压器特性方程及其运用，不涉及磁路分析，这导致学生在分析多绕组变压器时错误运用特性方程。本文以双绕组和三绕组变压器为例，就磁路形式对理想变压器方程的影响进行分析，导出理想变压器特性方程。在此基础上，得到其阻

抗变换的统一表达式，并得到不同情况下的实际变压器等效电路，对理想变压器的教学有一定的指导作用。关键词：理想变压器；特性方程；等效电路基金项目：本文受国家自然基金及51107034、湖南省自然科学基金资助项目、中央高校基金和湖南省教改课题的资助器是电路理论教学中的重要部分。在教学过程中，教学重点往往变压器理想化的条件、掌握特性方程及其运用。但是，很多学生在分析多绕组变压器时觉得无所适从，甚至错误运用理想变压器的特性方程。要理解磁路对理想变压器特性方程的影响，必须明确理想化的条件和特性方程的获得方法。二、双绕组理想变压器特性方程利用磁路定理来理解理想变压器的特性，只需用以下定律：磁路的基尔霍夫第一定律即磁通连续性原理和磁路的基尔霍夫第二定律，即安培环路定律。

1.双绕组理想变压器电压方程。考虑如下的变压器（图1（a）所示），设变压器初次级的原边和副边匝数分别为Np和Ns，电流为ip 蓸t 蔀、is 蓸t 蔀，铁芯磁导率μ趋近于无穷大，即没有漏磁，磁感应强度全部集中于铁芯。变压器的初、次级磁链相等，设为ψm。很明显：四、结语本文的分析表明，变压器的特性方程与磁路形式密切相关。在理想变压器的教学中，采用磁路的分析方法，只有如此，学生才能牢固掌握理想变压器特性方程的本质。参考文献：

变压器精选练习题16道

1、如图,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数（） A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（） A．电压表的示数为 B．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数变小 C．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大 D．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、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所示规律变化，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36V 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220V，频率为50Hz 4、如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。导线的等效电阻为R。现将原来断开的开关S闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是（） A．副线圈两端的电压不变 B．通过灯泡L1的电流增大 C．原线圈中的电流减小 D．变压器的输入功率减小 5、生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率，如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L，滑动变阻器的电阻值范围时0－100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2:1，交流电源的电压为U0＝440V，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A的示数为1.2A，则（） A.灯泡的额定功率为40W B.灯泡的额定电流为2.4A C.滑动变阻器上部分接入的电阻值为50Ω D.滑动变阻器消耗的电功率为240W 6、如图7，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，输出端接有一个交流电压表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电压表读数为U，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是（） A、电动机两端电压为 B、电动机消耗的功率为U2/R C、电动机的输出功率为nUI-（nI）2R D、变压器的输入功率为UI/n 7、理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，若原线圈上加u=400sin100πt (v)的交变电压，则在副线圈两端（） A、用交变电压表测得电压为100 v Ｂ、用交变电压表测得电压为100 v Ｃ、交变电流的周期为0.02s D、频率为100π hz 8、如图8所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时 ( ) A．交流电压表V1和V2的示数一定都变小 B．交流电压表只有V2的示数变小 C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大 D．只有A1的示数变大

经典变压器习题复习课程

经典变压器习题

经典变压器习题 1、如图所示,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数（） A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（）A．电压表的示数为 B．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数变小 C．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大 D．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器，原副线圈的总匝数比为1：2，其原线圈与一电压有效值恒为220V的交流电源相连，P 为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈缓慢匀速上滑，直至“220V60W”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．U1表示副线圈两端的总电压，U2表示灯泡两端的电压，用I1表示流过副线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，（这里的电流、电压均指有效值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（）

A．A1示数不变，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 5、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所示规律变化，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36V 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220V，频率为50Hz 6、如图所示，有一台交流发电机，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定，当用户消耗的电（） A．减小，变大 B．不变，变小 C．变小，变小 D．变大，变大 7、在如图的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

二极管理想方程的推导~~~

二极管方程的推导以空穴为例，平衡态的电流密度为零（1-1）进而可以写成（1-2）这里。X 的方向定义为由p 区指向n 区。把上式中的电场以电势负梯度的形式表示出来，即，则有（1-3）其中已用到爱因斯坦关系（），利用结两侧的电势n v 和p v ，耗尽区边界的空穴浓度n p 和p p ，并考虑到P 和V 只是位置的函数，认为中性区的载流子浓度等于平衡浓度，将上式两边进行积分得：（1-4）（1-5）将0n p v v v =-代入上式，则接触电势0v 可用两区空穴的平衡浓度（p p ，n p ）表示出来： 0ln p n p kT v q p = （1-6）如果n 区的施主杂质浓度是d N 、p 区的受主杂质浓度是a N ，则根据一般情况下p p =a N 、n p =2/i d n N 的近似，也可将接触电势0V 用两区的掺杂浓度（d N ，a N ）表示出来： 022ln ln /a a d d N N N kT kT v q n N q n == （1-7）将（1-7）式改变形式，有0/kt p qv n p e p =（1-8）考虑到两区载流子平衡浓度满足关系式2n n i p n n =，2p p i n p n =则

0/p qv kT n n p p n e p n ==（1-9）而在施加了外加偏压的情况下，上式变成为 0()/() ()po q v v kT no p x e p x --=（1-10）该式将外加偏压V 与空间电荷区边界处的空穴浓度（稳态）联系在一起。在小注入的情况下，空间电荷区边界处多子浓度的变化可被忽略，即尽管在少子浓度变化的同时多子浓度是等量变化的（以满足电中性要求），但多子的变化与其平衡浓度相比仍是可以忽略的。因此，可以认为空间电荷区边界x=-0p x 处的空穴浓度p （-0p x ）仍然保持为平衡时的值p p ，即p （-0p x ）=p p ，而x=0n x 处的空穴浓度变成p （0n x ）用（1-9）除（1-10）有 /0()qv kT n n p x e p = （1-11）该式表面，在正偏的情况下，空间电荷区边界处的少子浓度与其平衡浓度相比显著的增大了，且增大的规律是随着偏压的增大而指数式的增大，这种变化称为少子注入，相应地，在反偏的情况下，空间电荷区边界处的少子浓度将是显著减小，且是随着反偏电压的增大而指数式的减小的，称少子抽出。当反偏压较大时，空间电荷区边界处的的过剩少子浓度实际上变成-n p 和-p n

讲义 - 变压器习题(很经典)

龙文教育学科教师辅导讲义数（） A ．V 1不变、V 2不变、A 1变大、A 2变大 B ．V 1不变、V 2不变、A 1变小、A 2变小 C ．V 1变大、V 2变大、A 1变小、A 2变小 D ．V 1变小、V 2变小、A 1变大、A 2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（）A ．电压表的示数为 B ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电流表A 2的示数变小 C ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电流表A 1的示数变大 D ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器，原副线圈的总匝数比为1：2，其原线圈与一电压有效值恒为220V 的交流电源相连，P 为滑动头．现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈缓慢匀速上滑，直至“220V60W ”的白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止．U 1表示副线圈两端的总电压，U 2表示灯泡两端的电压，用I 1表示流过副线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，（这里的电流、电压均指有效值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是

4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（） A．A1示数不变，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 5、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所示规律变化，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36V 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220V，频率为50Hz 6、如图所示，有一台交流发电机，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定，当用户消耗的电（） A．减小，变大 B．不变，变小 C．变小，变小 D．变大，变大 7、在如图的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大

可获得正、负输出的理想二极管电路图

可获得正、负输出的理想二极管电路图路的功能常用的二极管都有正向压降，不能进行微小信号整流，而当信号幅度较大时，环境温度若升高，整流电压又会跟着改变，很难构成高精度电路。理想的二极管电路可获得过零的二极管特性，这种电路可用OP放大器的反馈电路实现。电路工作原理OP 放大器A1为负输出的理想二极管电路，在输出端串接了二极管D1，并从D1的正极开始进行反馈，对于正的输入信号来说，A1只起单纯的反相放大器作用。负输入时，OP放大吕A1的输出摆到正，D1被断开，为了保证其能在开环状态下工作以及防止饱和，在输出还接了二极管D2。A1的正输出被二极管正向压降箝位。OP放大器A2是放大倍数为1的反相放大器其作用是把A1的输出反相。如果采用单极输出，可把A2去掉。电路R3、R6的作用是用OP放大器的输入偏流IE消除失调电压，若选用FET输入OP放大器可去掉R3、R6。元件选择在本电路中，精度随输入频率的升高而下降，这是因为精度的高低取决于开环频率特性，在最高频率时取多大的开环增益极为关键，频率小于10KHZ时，可选用4558型OP放大器，数十赫以下时应选用TL085或LF353N，大于10KHZ 时须用高速OP放大器，为了减少杂散电容的影响，反馈电阻的阻值应降到2"5K。二极管可选用普通小信号用的开关二极管，但应注意，肖特基二极管有些产品耐压能力较差。电阻的精度取决于电路允许的误差，可用正负1%以内的金属膜电阻。注释小信号用二极管电路小信号硅二极管的主要用途是整流和限幅，用于高频检查波时，通常采用锗二极管或肖特基势垒二极管，它们的正向压降比硅二极管的低，特别是肖特二极管，虽然耐压能力低，但开关速度快，反向恢复时间短，适用于高频或高速转换电路。除用作限幅外，在模拟信号的波形处理上二极管的正向压降VF及温度特性是值得考虑的问题，所以本电路把它放在OP放大器反馈环路中，构成所谓的理想二极管电路，在低频使用时

电力暂态经典编辑例题

（P62习题2-2-1）一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器高压侧突然断路后短路电流交流分量初始值I"m 。 13 (%)Us ,kV 8.13/V 240MW,220k S 20 .0"x ,32.0'x ,92.0x ,9.0cos ,kV 13.8U MW,200S N d d d N N N ======?==变压器：发电机：（P26例2-1、P62习题2-3-1）一台额定功率为300MW 的汽轮发电机，额定电压为18kV ，额定功率因数0.85。有关电抗标幺值为x d =x q =2.26,x d '=0.269,x d "=x q "=0.167。（1）试计算发电机在端电压为额定电压的空载情况下，端口突然三相短路后短路电流交流分量初始幅值I"m 及I'm 。（2）若发电机在短路前处于额定运行状态，试求： ①分别用E"、E'和E'q 计算短路电流交流分量I"、I'和I'd 。 ②计算稳态短路电流I ∞。 ) kA (5.5932.1172.32'I ),kA (9.9532.1199.52I"'I "I A k 2.3115 .80183300 I 72.3269 .01 'x 1'I ,99.5167.01" x 1"I 'I "I ,1U E 1m m m m B d d N 0q =??==??==??====== ===的有名值为和因此）（额定电流电流基准值即发电机的的标幺值为和）已知解：（

。及短路时的）计算母线（的电压、线路上的电流以及母线、和、送出的、三相短路后瞬时的）试计算母线（，电抗同，长线路：三条线路完全相，变压器：，发电机： I I 22213-23-1I""I G31G ,"I 31km /4.40km 505 .10(%)U ,115/10.5kV 120MVA T 3-T 10.183 x"0.86,cos 10.5kV,100MW G3-G1" G 1,2,3"f G 21G f S d N Ω===? （P28例2-2）已知一台同步发电机运行在额定电压和额定电流的情况下，85.0cos =?。若发电机为隐极机，x d =1.0,；若发电机为凸极机，x d =1.0，x q =0.65。试分别计算它们的空载电动势E q 以及电流的直轴和交轴分量I d 、I q 。 ) 3.22(73.1E 1.73,0.65)-(10.811.45E 0.58 )32cos(22.31I 0.81,)32sin(22.31I .322).322(5.41320.65j 1I jx U E 0.48)32cos(291I 0.87,)32sin(291I )29(75.15.80j 3.5132j 1I jx U q E 3211010q q 00q 00d 0 00q Q 00q 00d 00d 00 ∠==?+==+?==+?==δ∠=-∠?+=+==+?==+?=∠=+=-∠+=+=-∠=?-∠∠? ? ? ? ? ? ? ，）（对于凸极机，有）（对于隐极机，有）。（）（，则发电机电流为令发电机端电压为子电阻）解：（以下计算忽略定（P68例3-2、P85习题3-1-1）图示一环形（或称网形）网络，已知各元件参数为： ? ????各待求量的值的计算结果叠加，得到、、将的故障分量、计算短路后各待求量待求量的正常分量值行状况以确定电压和各、分析计算短路前的运等值电路图、作出系统在短路前的主要步骤计算的四个用叠加原理）解：（3243211

2020高考物理复习专题10交变电流和变压器(解析版)

专题10 交变电流和变压器 1．（2020届河南省焦作市高三第三次模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1 ：n 2＝1 ：2，原线圈接电压恒定的正弦交流电，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，已知滑动变阻器R 2的最大阻值为定值电阻R 1的5倍。在滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动的过程中，下列说法正确的是（） A ．变压器原、副线圈中的电流之比始终为2 ：1 B ．定值电阻R 1消耗的功率逐渐增大 C ．滑动变阻器R 2消耗的功率先增大后减小 D ．变压器副线圈两端的电压逐渐增大【答案】ACD 【解析】变压器原、副线圈中的电流之比之和匝数比有关，匝数不变，电流之比不变，A 正确；设输入的交流电有效值为U,原线圈中的电流为I ，根据1221I n I n =可知，副线圈中的电流为12 I ，副线圈两端的电压为212IR ，原线圈两端电压为214IR ，则121 4 U IR IR =+，当滑动变阻器向上移动时，2R 增大，根据 121 4 U IR IR =+，可知当原线圈中的电流变小，因此电阻1R 消耗的功率变小，B 错误；滑动变阻器2 R 消耗的功率为2 222111124U U P UI I R R I R R ??=-=--+ ?? ?，因此当12U I R =，即214R R =时，2R 消耗功率最大，所以当滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时，2R 消耗的功率先变大后变小，C 正确；滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时，电阻逐渐变大，所以变压器副线圈两端的电压逐渐增大，D 正确。故选ACD 。 2．（2020届河南省十所名校高三阶段性测试）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻

高中物理：变压器练习题

高中物理：变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得

U=66V,故选项A正确。【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误；变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误；变压器输出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)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为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )

经典变压器习题资料

(完整版)变压器的动态分析(有答案)

o r s o 对变压器动态分析的考查 1、如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S 原来闭合，且R 1＝R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数U 、交流电流表的示数I 、电阻 R 1上的功率P 1及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是 ( ) A ．U 增大 B ．I 增大 C ．P 1减小 D ．P 减小答案　AD 解析　开关S 由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压U 2不变，则输出电流I 2变小，R 上的电压变小，R 1上的电压U 变大，电阻R 1上的功率 P 1＝＝，R 1不变，U 变大，则P 1增大，故A 正确，C 错误．由电流与匝数的关U 2R 1 R 1U 2 R 1系可知电流表的示数I 减小，B 错误．输出功率P 出＝I 2U 2，U 2不变，I 2减小，则P 出减小，输入功率等于输出功率，所以D 正确．2、(2012·福建理综·14)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是 ( ) A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值 B ．U 1和U 2表示电压的最大值 C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大 D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小解析　电路中交流电表的示数为有效值，故A 、B 项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝变大，由 U 2 R 0＋R ＝，得I 1＝I 2变大，故C 项正确，D 项错误．I 1 I 2n 2 n 1n 2n 1答案　C 3、如图甲所示，T 为理想变压器，原、副线圈匝数比为10∶1，副线圈所接电路中，电压表V 1、V 2和电流表A 1、A 2都为理想电表，电阻R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，R 3的最大阻值为