只要求讨论单相理想变压器.ppt
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1、交变电流,本章考点目标,本章知识体系:,交流电的产生,一、交变电流的产生,二、交变电流的变化规律,常见的几种交变电流:,表征交变电流的物理量,瞬时值,最大值,有效值,平均值,交流电的有效值,u/v,t/s,1,1,2,3,4,-3,-2,-1,-4,0,2,3,4,各种电流的有效值,u/v,t/s,1,1,2,3,4,-3,-2,-1,-4,0,2,3,4,u/v,t/s,1,1,2,3,4,-3,-2,-1,-4,0,2,3,4,u/v,t/s,1,1,2,3,4,-3,-2,-1,-4,0,2,3,4,5,u/v,t/10-2s,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5,10,15,20
2、,-15,-10,-5,-20,u/v,t/10-2s,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5,10,15,20,-15,-10,-5,-20,u/v,t/10-2s,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5,10,15,20,-15,-10,-5,-20,正弦交流电的有效值,不特别强调,交流电的电压与电流都指有效值; 用电器标出的电压与电流都为有效值(电容器标的是最大电压) ; 交流电压表、电流表测量的计数均为有效值。,题1.设一个正方形金属线框,其匝数为100匝,边长L=10cm,电阻 r=1.0,在B=0.5T匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴匀速转动,角速度=100rad/s,外电阻
3、R=4.0.求: (1)外电阻在10min内产生的热量为多少焦耳?,题1.设一个正方形金属线框,其匝数为100匝,边长L=10cm,电阻 r=1.0,在B=0.5T匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴匀速转动,角速度=100rad/s,外电阻R=4.0.求: (1)外电阻在10min内产生的热量为多少焦耳?,(2) 若线框从中性面开始转动90角的过程中, 通过外电阻的电量是多少?,题1.设一个正方形金属线框,其匝数为100匝,边长L=10cm,电阻 r=1.0,在B=0.5T匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴匀速转动,角速度=100rad/s,外电阻R=4.0.求: (1)外电阻在10min内产生的热量
4、为多少焦耳?,(2) 若线框从中性面开始转动90角的过程中, 通过外电阻的电量是多少?,(3)若将外电阻换接为激发电压和熄灭电压都为78.5v的氖管,求在10min内氖管点亮的时间有多长?,题1.设一个正方形金属线框,其匝数为100匝,边长L=10cm,电阻 r=1.0,在B=0.5T匀强磁场中绕垂直于磁场的对称轴匀速转动,角速度=100rad/s,外电阻R=4.0.求: (1)外电阻在10min内产生的热量为多少焦耳?,(2) 若线框从中性面开始转动90角的过程中, 通过外电阻的电量是多少?,(3)若将外电阻换接为激发电压和熄灭电压都为78.5v的氖管,求在10min内氖管点亮的时间有多长?
5、,(4)当外电路断开时,一并接在发电机输出端的电容器的击穿电压至少为多大?,电感和电容对交变电流的作用,电感对交变电流的影响,电容对交变电流的影响,电容: 通交流、隔直流- 隔直电容 通高频、阻低频-高频旁路电容,电感: 通直线、阻交流-低频扼流圈 通低频、阻高频-高频扼流圈,题2.如图所示,某电子线路的输入端的输入电流既有直流成分,又有交流高频与交流低频成分,若通过该电路只把交流的低频成分送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中正确的有: ( ) A.L的功能为通直流,阻交流,是高频扼流圈 B.L的功能为通直流,阻交流, 是低频扼流圈 C.C1的功能为通交流,隔直流, 是隔直电容
6、 D.C2的功能为通高频,阻低频,是高频旁路电容,BCD,变压器,变压器的结构,原线圈,副线圈,铁芯,原线圈:电压输入端的线圈 副线圈:电压输出端的线圈 铁芯:是软磁材料制成,作用-导磁,理想变压器,理想变压器:输出功率等于输入功率,即变压器无能量损失。 无铜损:原副线圈无直流电阻; 无铁损:铁芯无涡流; 无磁损:变压器无漏磁。,变压器的工作原理,变压器的工作原理,降压变压器:n1n2 升压变压器:n1n2,u1,u2,降压变压器:I1I2 不管升降变压器,f1=f2,u1,u2,I1,I2,u1I1= u2I2,变压器的工作原理,u1,u3,I1,I2,I3,u1:u2: u3= n1:n2
7、: n3,u1I1=u2I2 +u3I3,n1I1=n2I2 +n3I3,u2,变压器的工作原理,u1,u2,I1,I2,u1决定了u2,I2决定了I1,P2决定了P1,自耦变压器,自耦变压器,电压互感器,作用:将高压变为低压 实际电压为电压表的读数乘铭牌的变压比 U1=U2(U1/U2) 接地是为了安全,电流互感器,作用:将大电流变为小电流,实际上是升压变压器。 实际电流为电流表的读数乘铭牌的变流比 I1=I2(I1/I2) 接地是为了安全,钳形电流计,原线圈只有一匝的升压变压器。 优点:在测量电流时,不需要切断导线。 只能测量交变电流。,钳形电流计,题3.如图所示,理想变压器的原、副线圈巾
8、数之比为n1n2=41,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等,a、b端加一定交流电压后,试求:(1)两电阻消耗的电功率之比;(2)两电阻两端电压之比.,(1) 1:16,(2) 1:4,电能的输送,电能输送的基本要求: 可靠、保质、经济,输电线上的功率损失,P=I2R,电能的输送,一、减小输电线的电阻: 1.选用电阻率较小的导线(铜与铝) 2.增加导线的截面积 困难:耗材多成本高;架线困难;电容带来的 容抗损失很大。,如何减少输电线上的功率损失,二、减小输电线中的电流: 根据P=IU可知,在输出功率一定的情况下,提高 输送电压,来减小输电线中的电流。,远距离输送电示意图,电
9、能输送的示意图,电能输送的示意图,题4.设某发电站到用电区的输电电阻R=10,输送功率为20000W,发电机的输出电压为500V. (1)试计算出输电的效率(不考虑输电线路的电抗 引起的损耗).,(2)若要求输电的效率达到95%,则用来提高输电电压的升压变压器的原副边的匝数比是多大?,(3)若某用电区需要用电电压为220V,求需要的降压变压器的原副边的匝数比.,题5.如图所示的脉动电流, 通过升压变压器和降压变压器的匝数比分别为1:10和10:1的输电设备输送电能.已知输电线的电阻为10,用电区需要220V 8800W的电能,求: (1)升压变压器原线圈的保险丝的 熔断电流不能小于多少? (2
10、)升压变压器原线圈电压的最大值多大?,练习1、理想变压器原、副线圈匝数比为4 :1,若在原线圈上加u=400 sin100t(V)的交流电压,则在副线圈两端的电压表测得的电压为:( ) A、100 V;B、100V; C、1600 V D、1600V,B,练习2.如图所示,有一理想变压器,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3,原副线圈的电压分别为U1、U2、U3,电流分别为I1、I2、I3,两个副线圈负载电阻的阻值未知,下列结论中,正确的是:( ) (A)U1:U2n1:n2,U2:U3=n2:n3 (B)I1/I3=n3/n1,I1/I2=n2/n1 (C) n1I1=n2I2
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