电能的输送教学课件.ppt

1、2 2 变压器变压器 电能的输送电能的输送1.理想变压器的原理与规律 一台理想变压器的输出端仅接一个标有“12V6W”的灯泡，且正常发光，变压器输入端的电流表示数为0.2A，则变压器原、副线圈的匝数之比为()A.7 2 B.3 1C.6 3 D.5 2 因为，I2=P2U2=6/12A=0.5A I1=0.2A所以n1 n2=I2 I1=5 2D 点评：点评：理想变压器的关系式：理想变压器的关系式：电压关系：电压关系：U1/U2=n1/n2(变压比变压比)，即电压与匝数成正比，即电压与匝数成正比 功率关系：功率关系：P入入=P出出，即即I1U1=I2U2+I3U3+电流关系：电流关系：I1/I

2、2=n2/n1(变流比变流比)，即对只有，即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比2.变压器的动态分析 如图1022，一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时()AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大图图1022 解析：解析：理想变压器的特点是输入功率等于理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流电压不

3、变，所以输出电流I2减小，导致输出功减小，导致输出功率率P2减小，所以输入功率减小，所以输入功率P1减小；输入的电压减小；输入的电压不变，所以输入的电流不变，所以输入的电流I1减小，减小，B正确正确 点评：点评：理想变压器理想变压器P入入=P出出，即无，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和功率总等于所有输出功率之和 (2010 (2010皖西重点中学联考皖西重点中学联考)如图如图1023所示，理想变压器初级线圈接一正弦交流所示，理想变压器初级线圈接一正弦交流电源，交变电压的有效值恒定不变则下列说法电源，交变电压的有效值恒定不变则下列

4、说法中正确的是中正确的是()图图1023 A只将只将S1从从2拨向拨向1时，电流表示数变小时，电流表示数变小 B只将只将S2从从4拨向拨向3时，电流表示数变大时，电流表示数变大 C只将只将S3从闭合变为断开，电阻从闭合变为断开，电阻R2两端电两端电压增大压增大 D只将变阻器只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的滑动触头上移，变压器的输入功率减小的输入功率减小 解析：解析：只将只将S1从从2拨向拨向1时，电流表示数变大，时，电流表示数变大，A错误；只将错误；只将S2从从4拨向拨向3时，电流表示数变小，时，电流表示数变小，B错误；只将错误；只将S3从闭合变为断开，电阻从闭合变为断开，电阻R2两端电

5、两端电压不变，压不变，C错误；只将变阻器错误；只将变阻器R3的滑动触头上移，的滑动触头上移，变压器的输入功率减小，变压器的输入功率减小，D正确正确3.远距离输电 发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)画出此输电线路的示意图.(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.(3)用户得到的电功率是多少？（1）输电线路的示意图如图所示，（2）输电线损耗功率P线=100 4%kW=4kW，又P线=I22R线，输电线电流 I2=I3=20A原线圈中输入电流所以 这样U3=U2-U线=

6、5000V-2010V=4 800V，所以（3）用户得到的电功率P出=10096%kW=96kW 11100000=A=400A250PIU122120140020nInI，2211=250 20V=5000VnUUn33444800240=22011nUnU 点评：点评：输电导线损耗的电功率：输电导线损耗的电功率：P损损=I2R线线=(P/U)2R线线，因此，当输送的电能一定时，输电，因此，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的率就减少到原来的1/n2.减少输电线上电能的损减少输电线上电能的损失方法：失方法：减小

7、输电导线的电阻，如采用电阻减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料；加大导线的横截面积率小的材料；加大导线的横截面积提高输提高输电电压，减小输电电流电电压，减小输电电流 某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致()A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变大C4.互感器 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，

8、所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是()电流互感器要把大电流变为电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多的匝数多.监测每相的电流必须将原线监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中圈串联在火线中.答案：答案：A 点评：点评：互感器是按比例变换电压或电流的互感器是按比例变换电压或电流的设备互感器的功能是将高电压或大电流按比设备互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压例变换成标准低电压(100V)或标准小电流或标准小电流(5A或或1A，均指有效值，均指有效值)，以便实现测量仪表、保护设，以便实现测量

9、仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化互感器备及自动控制设备的标准化、小型化互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全的安全 (2 0 1 0 (2 0 1 0 亳 州 期 末 测 试亳 州 期 末 测 试)如如 图图1024所示，所示，L1和和L2输电线，甲是电压互感器，输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器若已知甲的变压比为乙是电流互感器若已知甲的变压比为5001，乙的变流比为乙的变流比为2001，并且已知加在电压表两端，并且已知加在电压表两端的电压为的电压为220V，通过电流表的电流为，通过电流表的电流为5A，则输电，则输电线的输送

10、功率为线的输送功率为()A1.1 102W B1.1 104WC1.1 106W D1.1 108W图图1024 解析：解析：加在电压表两端的电压为加在电压表两端的电压为220V，L1和和L2输电线两端的电压为输电线两端的电压为500 220V；通过电流表；通过电流表的电流为的电流为5A，输电线的电流为，输电线的电流为200 5A，则输电，则输电线的输送功率为线的输送功率为1.1 108W.只有只有D正确正确 易错题：易错题：如图如图1025所示，降压变压器的变压所示，降压变压器的变压系数是系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是是3.初级线圈的输入电

11、压是初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻，次级线圈的电阻为为0.2w w，这台变压器供给，这台变压器供给100盏盏“220V,60W”的电的电灯用电求：灯用电求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通负载时次级线圈的端电压；接通负载时次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际功率每盏灯的实际功率图图1025()()()23221222221121220213220484 100.22220.603UPWWRVUUPPWURnUnnUUUVnPU额设空载中，次级【错解】接通时，次级线圈的端电压线圈端电压为，由题意又因为，所以输出功率每盏灯的实际功率

12、仍为=()21UPR变压器空载时，电路的电流为零，【错解分析无能量的转不能用来】计算电功率=(2)接通后次级线圈有电阻要消耗电能，由于接通后次级线圈有电阻要消耗电能，由于次级线圈内部存在电压降，所以次级线圈的端电压次级线圈内部存在电压降，所以次级线圈的端电压不再是不再是220V，而应以次级线圈为研究对象应用闭合，而应以次级线圈为研究对象应用闭合电路欧姆定律去求次级线圈的端电压电路欧姆定律去求次级线圈的端电压 (3)由于次级线圈的端电压达不到灯泡的额定由于次级线圈的端电压达不到灯泡的额定电压，灯泡的实际功率要小于每盏灯的额定功率电压，灯泡的实际功率要小于每盏灯的额定功率()22222111122

13、221.22000UnUnUUVnUnRIPI U将变压器视为理想变压器设空载时次级线圈的端电压为由，得到因为空载，次级线圈的负载电阻，次级线圈中的电流【正解】，=()()222222221008.071001002202214.66214.6626.657.110016.68.070.2300UI RVIPRURPUIAARUWWR外外外接通电路后，盏灯并联的总电阻为次级线圈的端电流次级线圈的端电压每盏灯的实际功率=W=+=+=点评：点评：理解能力的高低表现在把握文字的物理解能力的高低表现在把握文字的物理 意 义 上 题 文 中 说理 意 义 上 题 文 中 说“次 级 线 圈 的 电 阻

14、为次 级 线 圈 的 电 阻 为0.2”可见文中所述的变压器有内耗，不是理想可见文中所述的变压器有内耗，不是理想变压器类比直流电路的知识，可从两条路去求变压器类比直流电路的知识，可从两条路去求路端电压，路端电压，U=EIr(电源电动势减去内电压电源电动势减去内电压)，或者，或者用部分欧姆定律用部分欧姆定律U=IR.第2节多用电表的原理与使用理解教材新知把握热点考向应用创新演练第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1.1.多用电表测直流电流和电压的原理多用电表测直流电流和电压的原理就是电阻的分流和分压原理。就是电阻的分流和分压原理。2 2多用电表欧姆

15、挡测电阻的设计原理多用电表欧姆挡测电阻的设计原理是闭合电路欧姆定律。是闭合电路欧姆定律。3 3多用电表欧姆挡测电阻时，先将选多用电表欧姆挡测电阻时，先将选择开关拨到适当倍率，将红黑表笔择开关拨到适当倍率，将红黑表笔短接，调节调零旋钮，使欧姆表调短接，调节调零旋钮，使欧姆表调零。测完后，将选择开关置于零。测完后，将选择开关置于“OFF”“OFF”或交流电压最高挡。或交流电压最高挡。1.1.多用电表多用电表 多用电表曾叫多用电表曾叫“万用表万用表”，是一种集测量交流与，是一种集测量交流与直流直流 、电流和电阻等功能于一体的测量仪器。、电流和电阻等功能于一体的测量仪器。它具有用途多、量程广、使用方便

16、等优点。它具有用途多、量程广、使用方便等优点。电压电压 2 2多用电表的结构多用电表的结构 多用电表的核心是一只直流灵敏多用电表的核心是一只直流灵敏 ，即，即“表头表头”。表头与若干元件组成测量电路，每进。表头与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。分不起作用。(1)(1)多用电表测直流电流和电压的原理是电多用电表测直流电流和电压的原理是电阻的阻的 和和 原理。原理。(2)(2)多用电表测电阻的原理是多用电表测电阻的原理是 欧欧姆定律。姆定律。电流计电流计分流分流分压分压闭合电路闭合电路图图4 42 21 1

17、3 3多用电表电阻挡测电阻的原理多用电表电阻挡测电阻的原理 多用电表电阻挡原理图如图多用电表电阻挡原理图如图4 42 21 1所示，所示，G G是内阻为是内阻为R Rg g、满偏电流为、满偏电流为I Ig g的的电流表，电流表，R R是可变电阻，也叫是可变电阻，也叫 电电阻，电池的电动势为阻，电池的电动势为E E，内阻为，内阻为r r。调零调零0 00 0处处零零“”“”RxRx1 1关于多用电表上的刻度，下列说法错误的是关于多用电表上的刻度，下列说法错误的是 ()A A直流电流刻度和直流电压刻度都是均匀的，可直流电流刻度和直流电压刻度都是均匀的，可以共用一个刻度以共用一个刻度B B电阻刻度是

18、不均匀的电阻刻度是不均匀的C C交流电压刻度是不均匀的交流电压刻度是不均匀的D D电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度相电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度相对应对应解析：解析：电流表与电压表是通过改变表头的电流来测量电电流表与电压表是通过改变表头的电流来测量电流与电压的，其指针的偏转角度是与电流的大小成正比流与电压的，其指针的偏转角度是与电流的大小成正比的，故的，故A A正确，正确，C C错误；而多用电表电阻挡内的电流与待错误；而多用电表电阻挡内的电流与待测电阻之间是非线性关系，即刻度是不均匀的，故测电阻之间是非线性关系，即刻度是不均匀的，故B B正正确；电阻挡的零刻度对应的是表头的满偏

19、电流，即与直确；电阻挡的零刻度对应的是表头的满偏电流，即与直流电流的最大刻度相对应，故流电流的最大刻度相对应，故D D正确。正确。答案：答案：C C 1 1认识多用电表外形构造和面板刻度结构认识多用电表外形构造和面板刻度结构 如图如图4 42 22 2所示是一种多用电表所示是一种多用电表的外的外 形图，表的上半部分为表盘，下形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，其周围标有测量半部分是选择开关，其周围标有测量功能的区域及量程，测量功能有交流功能的区域及量程，测量功能有交流电压、直流电压、直流电流和电阻。电压、直流电压、直流电流和电阻。在不使用的情况下，应将选择开关旋在不使用的情况下，应将

20、选择开关旋到到OFFOFF挡，或交流电压最高挡。挡，或交流电压最高挡。图图422 2 2多用电表的使用方法多用电表的使用方法 (1)(1)机械调零：机械调零：使用多用电表测量前，首先检查其指针是否停在左使用多用电表测量前，首先检查其指针是否停在左端的端的“0”“0”位置，如果没有停在位置，如果没有停在“0”“0”位置，要进行调零，位置，要进行调零，使指针指零。使指针指零。(2)(2)选挡：选挡：测量时，应把选择开关旋到要测量的对应的项目上，测量时，应把选择开关旋到要测量的对应的项目上，并且选择恰当的量程；在读数时，要选取与选择开关的并且选择恰当的量程；在读数时，要选取与选择开关的挡位相对应的刻

21、度进行读数。挡位相对应的刻度进行读数。(3)(3)测量时，一定要注意人身安全，不可用手触及表测量时，一定要注意人身安全，不可用手触及表笔的金属部分，以防止触电。笔的金属部分，以防止触电。(4)(4)实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于开关置于“OFF”“OFF”挡或交流电压的最高挡。如果多用电表挡或交流电压的最高挡。如果多用电表长期不用，应取出表内的电池。长期不用，应取出表内的电池。3 3用多用电表进行电阻测量的操作步骤用多用电表进行电阻测量的操作步骤 4 4用多用电表测电阻时的注意事项用多用电表测电阻时的注意事项 (1)(1)在测量待测

22、电阻前，先要把待测电阻与电源和在测量待测电阻前，先要把待测电阻与电源和别的元件断开，而且测量时不要用手同时接触表笔的金别的元件断开，而且测量时不要用手同时接触表笔的金属部分和电阻的两根金属引线。属部分和电阻的两根金属引线。(2)(2)在选择电阻挡量程时，应尽可能地使电表指针在选择电阻挡量程时，应尽可能地使电表指针指在中央刻度的附近位置，以便尽可能地提高测量的精指在中央刻度的附近位置，以便尽可能地提高测量的精确度，减小误差。确度，减小误差。(3)(3)在换电阻挡量程后，一定要重新进行在换电阻挡量程后，一定要重新进行“欧姆欧姆调零调零”，然后再去测量。，然后再去测量。(4)(4)由于欧姆表表盘刻度

23、不均匀，难于估读，因由于欧姆表表盘刻度不均匀，难于估读，因此测量结果只需取两位有效数字，而且一定不要忘此测量结果只需取两位有效数字，而且一定不要忘记乘以相对应的倍率。记乘以相对应的倍率。2 2多用电表表头的示意图如图多用电表表头的示意图如图4 42 23 3所示。在正确操作所示。在正确操作 的情况下：的情况下：图图4 42 23 3(1)(1)若选择开关的位置如箭头若选择开关的位置如箭头a a所示，则测量的物理量是所示，则测量的物理量是_，测量结果为，测量结果为_。(2)(2)若选择开关的位置如箭头若选择开关的位置如箭头b b所示，则测量的物理量是所示，则测量的物理量是_，测量结果为，测量结果

24、为_。(3)(3)若选择开关的位置如箭头若选择开关的位置如箭头c c所示，则测量的物理量是所示，则测量的物理量是_，测量结果为，测量结果为_。(4)(4)若选择开关的位置如箭头若选择开关的位置如箭头c c所示，正确操作后发现所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：为：_。(5)(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到全部测量结束后，应将选择开关拨到_挡挡或者或者_。(6)(6)无论用多用电表进行何种测量无论用多用电表进行何种测量(限于直流限于直流)，电流都，电流都应该从应该从_色表笔经色表笔经_插孔流入电表。插孔流入电表

25、。解析：解析：多用电表可以测直流电压、电流，交流电压，多用电表可以测直流电压、电流，交流电压，电阻测电压、电流时同电压表、电流表的使用方电阻测电压、电流时同电压表、电流表的使用方法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值。位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值。答案：答案：(1)(1)直流电压直流电压1.25 V1.25 V(2)(2)直流电流直流电流50 mA50 mA(3)(3)电阻电阻1.7 k1.7 k(4)(4)选用欧姆表选用欧姆表“1 k”1 k”倍率，倍率，重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的

26、两根引重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值(5)OFF(5)OFF交流电压交流电压500 V500 V挡挡(6)(6)红正红正 例例11如图如图4 42 24 4甲所示为欧姆表的电路原理图，甲所示为欧姆表的电路原理图，G G为满偏电流为满偏电流I Ig g200 A200 A的电流表，表头内阻为的电流表，表头内阻为R Rg g，R R0 0为定值电阻，为定值电阻，R RP P是调零电阻，表内电源电动势是调零电阻，表内电源电动势E E1.5 V1.5 V，内阻为内阻为r r。图乙是表盘的电阻刻度。图乙是表盘

27、的电阻刻度。B B为为A A、C C的中点。试的中点。试分析确定分析确定A A、B B、C C三点刻度的电阻值。三点刻度的电阻值。图图4 42 24 4答案答案A为为，B为为7 500，C为为0。例例22(1)(1)用多用电表测直流电流时，应把选择用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有开关旋至标有_处，并把多用电表处，并把多用电表_联联接入被测电路中。当测直流电压时，应把选择开关旋接入被测电路中。当测直流电压时，应把选择开关旋至标有至标有_处，并把多用电表与被测电路处，并把多用电表与被测电路_联。测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在联。测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在_处，即电流

28、从处，即电流从_表笔流进。表笔流进。(2)(2)如图如图4 42 25 5的的、三条线分别表示三条线分别表示多用电表指针的指示位置。多用电表指针的指示位置。图图425 将多用电表选择开关置于将多用电表选择开关置于“1”1”挡，挡，的示数的示数为为_，的示数为的示数为_。将选择开关置于直流将选择开关置于直流“50 V”“50 V”挡，挡，的示数为的示数为_V_V，的示数为的示数为_V_V，的示数为的示数为_V_V。选择开关置于直流选择开关置于直流“250 V”“250 V”挡时，挡时，的示数为的示数为_V_V，的示数为的示数为_V_V。解析解析(1)(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置多用电

29、表测直流电流时，选择开关应置于于“mA“mA挡挡”，且把电表串联接入被测电路中。测直流电，且把电表串联接入被测电路中。测直流电压时，把选择开关置于标有压时，把选择开关置于标有“V V”处，且并联于被测电路处，且并联于被测电路两端。因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负两端。因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入。红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入。(2)(2)多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘

30、相对应的刻度弧线，根据读数规则，指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以挡位倍率，才是电阻的测量值。数乘以挡位倍率，才是电阻的测量值。答案答案(1)mA(1)mA串串V V并电势高红并电势高红(2)(2)2424363625.025.020.020.010.010.0125125100100 一个多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是一个多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是1 1，10 10，100 100。用。用10 10 挡测量某电阻时，操挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很

31、小，为了较准作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到确地进行测量，应换到_挡。如果换挡后立即挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是_，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图4 42 26 6所示，则该电阻的电阻值是所示，则该电阻的电阻值是_ _。图图4 42 26 6解析：解析：用用1010挡测电阻时，指针偏角很小说明所测电阻挡测电阻时，指针偏角很小说明所测电阻阻值很大，所选量程太小，为较准确地进行测量，应换阻值很大，所选量程太小，为较准确地进行测量，应换到到100100挡，换挡，换100100挡后要重新欧姆调零。该电阻表盘挡后要重新欧姆调零。该电阻表盘读数是读数是22 22，倍率是，倍率是100100，所以该电阻阻值为，所以该电阻阻值为2222100 100 2.22.210103 3 。答案：答案：100100欧姆调零欧姆调零2.22.210103 3