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一道变压器习题的变式

2015-01-08张艳菊

课程教育研究·下 2014年8期
关键词:原线圈副线圈白炽灯

张艳菊

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2014)8 -0206-01

例题:如图1所示,为一理想变压器,K为单刀双掷开关,U为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则( )

A.保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大

B.保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗的功率减小

C.保持U1不变,k合在a处,使p上滑,I1将增大

D.保持p的位置不变,k合在a处,若U1增大,I1将增大

解析:当k由a合到b时,原线圈减小,由于电压之比等于匝数比,所以输出电压增大,根据部分电路欧姆定律可知,输出电流I1增大,选项A正确;k由b合到a时,输出电压减小,副线圈电阻不变,R消耗的功率减小,选项B正确;上滑时,副线圈的电阻增大,而输出电压不变,所以输出电流减小 ,由于电流之比等于匝数的反比,所以输入电流减小,选项C错误;若增大,匝数比不变输出电压增大,输出电流也增大,因此也增大,选项D正确,答案选ABD。

变式一:如图2所示,一理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=2:1,图中三个白炽灯的规格完全相同,接线电阻不计,开关闭合后( )

A.通过L1的交变电流频率大于通过L2、L3的交变电流的频率

B.绕制原线圈的导线比绕制副线圈的导线细

C.当L1正常发光时,L2、L3一定也正常发光

D.当断开S时,L1和L2的亮度不变

解析:变压器原、副线圈中交变电流频率相等都等于输入电压的频率,选项A错误;因原线圈是高压线圈,通过的电流小,可以用细导线绕制,选项B正确;当L1正常发光时,副线圈输出电流的电流是电灯额定电流的两倍,额定电流,L1、L2都正常发光,选项C正确;当开关S断开时,副线圈中的电阻发生变化,副线圈中的电流也发生变化,原线圈中的电流也发生变化,所以L1和L2的亮度都发生变化,选项D错误,答案选BC。

变式二:如图3所示,理想变压器的原线圈与白炽灯A串联后加上交变电压U1,副线圈两端电压为U2,接有B、C两个完全相同白炽灯,A、B、C三个完全相同的白炽灯且均正常发光,则U1:U2为( )

A.4:1 B.3:1 C.2:1 D.1:1

解析:A、B、C三个白炽灯均正常发光时,设每个灯的额定电流为I,则副线圈中的电流为I2=2I,原线圈中的电流为I1=I,由电流与匝数间的关系可知原、副线圈的匝数比为n1:n2=2:1;根据电压与匝数的关系可知输入电压是输出电压的2倍,而U1=Uab+U2,所以U1是副线圈两端电压的三倍,选项B正确,答案选B。

点评:由以上实例分析可知解决变压器问题要掌握好几种关系为:

(1)电压关系:变压器原、副线圈的电压之比為:;当变压器有多个副绕组时==··· ···

(2)电流关系:只有一个副绕组的变压器=;若变压器有多个副绕组,n1I1=n2I2+n3I3+··· ···

(3)功率关系:理想变压器的输入功率等于输出功率p1=p2;若变压器有多个副绕组,p1=p2+p3+··· ···

(4)制约关系

电压制约:变压器原、副线圈的匝数比一定,输出电压由输入电压决定,即“原制约副”。

电流制约:变压器原、副线圈的匝数比一定,输入电压一定时,原线圈中的电流由副线圈中的输出电流决定(副线圈的电流与负载有关),即“副制约原”。

功率制约:变压器原、副线圈的匝数比一定,输出功率决定输入功率,(变压器副线圈中的功率与负载有关)。

总结:变压器动问题的决定关系:

U1通过:决定U2,U2通过I2=决定I2,I2通过p1+p2(U1I1=U2I2或安匝关系)决定I1,I1通过p1=U1I1决定P1。

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