1、理想變壓器中相關物理量之間的約束關系分析程序可表示為:
1. U1決定U2
U1/U2=n1/n2
2.U2決定I2
I2=U2/R負載
3. I2決定I1
P1=P2 或 I1U1=I2U2
4. I1決定P1
P1=I1U1
2、應用實例:
例1為路邊變壓器通過降壓向用戶供電的示意圖。 變壓器的輸入電壓為城市電網電壓。 假設負載變化時輸入電壓保持不變。 輸出電壓通過傳輸線傳輸給用戶。 兩條傳輸線的總電阻用R0表示。 變阻器R代表用戶電器的總電阻。 當使用的電器增加時,R值減小。 忽略變壓器上的能量損耗,忽略電壓表、電流表內阻對電路的影響。 當用戶電器增加時,下列說法正確的是:
()
A、電壓表讀數增大,電流表讀數增大
B、電壓表讀數減小,電流表讀數增大
C、電壓表讀數不變,電流表讀數增加。
D、電壓表讀數不變,電流表讀數減小。
分析:假設原、副線圈的匝數分別為n1、n2,原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2,原、副線圈中的電流分別為I1、I2。 由U1和U2,由U1/n1=U2/n2可知,U2不變,即電壓表讀數不變,故選項A、B錯誤。 由I2=U2/(R0+R)可知,當R減小時,I2增大。 由n1I1=I2n2可知,I1增大,即電流表示數增大,
因此C正確,D錯誤
答案C
例2:如圖所示為理想自耦變壓器示意圖。 線圈繞在圓形鐵芯上,P為動滑動觸頭。 A、B為間接交流電壓U。輸出端接兩個相同的燈泡L1、L2。 Q是滑動變阻器的滑動觸點。 當開關S閉合且P處于如圖所示位置時,兩個燈均可發光。 下列說法正確的是()
A.逆時針方向移動P,兩個燈都會變暗。
B. 將 Q 向左移動而不移動 P。兩個燈都會亮起。
C.P不動,Q向右移動,輸入功率變大
D.關閉開關S,L1變暗
分析:當P沿逆時針方向移動時,次級線圈的匝數n2增加。 從U1/U2=n1/n2開始,U2增大,L1和L2都變亮,A錯;
當P不動時,U2不變,Q向左移動,連接電路的滑動變阻器阻值減小,L1、L2兩端電壓升高交變電流,兩燈泡變亮,B對;
當P不動而Q向右移動時,連接電路的滑動變阻器的電阻增大,變壓器輸出功率P2=U2^2/,增大,P2減小,P1=P2交變電流,因此P1減小,C錯誤;
關斷開關S,負載電阻增大,L1兩端電壓增大,L1會點亮,D錯誤。
答案選擇B
例3:如圖所示,理想變壓器的初級和次級線圈的匝數是可以調節的。 初級線圈兩端的電壓為峰值恒定的正弦交流電壓。 次級線圈接可變電阻R。在其他條件不變的情況下,為了增大變壓器的輸入功率,下列措施是正確的:()
A。 僅增加初級線圈匝數n1
B、僅增加次級線圈匝數n2
C.僅減小電阻R的阻值
D.僅增大電阻R的阻值
分析:
變壓器的輸入功率由輸出功率決定,P out = U2^2/R,因此僅增加U2或僅減少R即可達到增加P out的目的,且
U2=n2/n1·U1,所以只增加n2就意味著只增加U2,所以B和C是正確的。