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变压器专题
一、变压器
构造示意图及电路符号
1. 各部分的作用
原线圈：接在电源上的线圈，产生变化的磁场；
副线圈：连接负载的线圈，产生感应电动势；
铁芯：可以增强磁场和集中磁感线；
2. 工作原理
原线圈输入交变电流→铁芯中产生变化磁场→穿过副线圈磁通量变化→副线圈上产生感应电
动势→对负载供电。
二、理想变压器
特点：
1.
无漏磁：磁感线全部集中在铁芯内，穿过每匝线圈的磁通量都相同；
2.
无铜损：线圈的电阻不计，不产生热量，不引起电能损失；
3.
无铁损：铁芯中涡电流忽略不计，不发热，不引起电能损失；
基本规律：
原线圈
副线圈
1.功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率
2.电压关系：原、副线圈的电压比值等于匝数之比，即匝数之比
，与负载无关，
只与匝数有关；
3.电流关系：
①只有一个副线圈时，
②有多个副线圈时，
4. 物理量间的因果制约关系
①由
可知
决定
，原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压；
②由
，副线圈中的电流决定原线圈中的电流；
③输出功率决定输入功率，无论有多少个副线圈，输入功率始终等于所有副线圈的输出功率
之和。
【例1】某变压器的原线圈匝数未知，将
的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈
两端的电压U 与匝数n 之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（ ）
A．110
B．160
C．210
D．310
【例2】2024 年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，
若该电站通过理想变压器调节输出电压U 2时，输入电压U 1保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头
1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23= n
10
，开关S 接3 时输出电压的瞬时值u2=U msin ωt，则S 接2 时
u2−t的图像为（ ）
A．
B．
C．
D．
三、电能的输送
1.
基本要求
①安全性：供电线路工作可靠，少有故障；
②保质：电压、频率稳定；
③经济：电能损耗少，输电线路的建造与运行费用低；
2.
电能损失
输电线上由电阻、电流通过产生焦耳热，
3.
电压损失
①输电线路始端电压和末端电压的差值称为输电线路上的电压损失，
；
②输电线路中的电阻；
4.
减少电能损失的方法（使用高压输电的理由）
之所以产生功率损失，是因为部分电压被输送过程中的导线电阻分走了，并产生了热量
，因此损
失功率就是
，
;
也就是说我们有两种减少损失的思路：
①减小R：减小电阻率（一般我们用铜或者铝作为导线材料）、增大横截面积，但会增加材
料、架设难度导致成本变高；
②减小输电电流：保证功率不见效的前提下，采用高压输电；
四、高压输电的几个基本关系
电压关系：
；
；
电流关系：
；
；
功率关系：
如图所示。某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变压器升压至10kV后，通过输电线
输送到变电站，输电线的等效电阻R 为5Ω。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈匝数比为1:100
B．输电线上由R 造成的电压损失为500V
C．变压器原线圈中的电流为100A
D．变压器原、副线圈中电流的频率不同
【例4】2025 年1 月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将
输电站提供的1.6×10
6 V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×10
4 V的交流电，再经配电房中
发
电
机
用
户
端
U1 U2
n2
U3 U4
的变压器（视为理想变压器）降为220 ❑√2sin(100πt )V的家用交流电，若输电线路输送功率为
8.0×10
9 W，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（ ）
A．直流输电导线中的电流为250A
B．直流输电导线总阻值不超过16Ω
C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz
D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为11:500
五、巩固练习
5．某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1:n2=1:3，A 为理想交流电流表。初始时，
输入端a、b 间接入电压u=12❑√2sin(100πt )V的正弦式交流电，变压器的滑动触头P 位于副线圈的正中
间，电阻箱R 的阻值调为6 Ω。要使电流表的示数变为2.0A，下列操作正确的是（ ）
A．电阻箱R 的阻值调为18Ω
B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的1
3
C．输入端电压调为u=12❑√2sin(50πt )V
D．输入端电压调为u=6 ❑√2sin(100πt )V
6．在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻R1的阻值是R2的2 倍，电压表为理想电
压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（ ）
A．交流电周期为2.25s
B．电压表示数为12V
C．流经副线圈的电流是流经R1的2 倍
D．变压器的输入、输出功率之比为4：1
7．某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V．输出电压最大值为11❑√2V，该变压器视为理想变压器，
其原、副线圈匝数之比为（ ）
A．20:❑√2
B．20 ❑√2:1
C．20:1
D．1:20
8．有关下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A．图1 中，U 1:U 2=n2:n1
B．图2 中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3 中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4 中，增大电容C，调谐频率增大
二、多选题
9．如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定
值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（ ）
A．电流表A1的示数变小
B．电流表A2的示数变小
C．电压表V 的示数变大
D．变压器的输入功率变大
10．如图所示，理想变压器接在u=220 ❑√2sin100 πt(V)交流电上，此时电压表读数为10V，电流表读数
为4A，电表皆为理想电表，则（ ）
A．输入电压有效值为220V
B．原线圈输入电流为5.5A
C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小
D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大
11．2025 年1 月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电
站提供的1.6×10
6 V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×10
4 V的交流电，再经配电房中的变
压器（视为理想变压器）降为220 ❑√2sin(100πt )V的家用交流电，若输电线路输送功率为8.0×10
9 W，
且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（ ）
A．直流输电导线中的电流为250A
B．直流输电导线总阻值不超过16Ω
C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz
D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为11:500
12．电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入
电压U 1=1.1kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U 2=U 3=220 V。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，
两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是（ ）
A．n1:n2=5:1
B．n1:n3=1:5
C．变压器的输入功率为10.5kW
D．两副线圈输出电压最大值均为220V
