减弱器

高中物理用等效法处理变压器问题

发布时间:2022/6/4 15:27:33   

在只有一个副线圈的变压器电路中,可用等效负载电阻公式进行计算。

下面先推导变压器等效负载电阻公式:

设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1:n2,原线圈输入电压为U1,副线圈负载电阻为R,如图1(1)所示,在变压器正常工作时,求a、b间的等效电阻。

图1

先画出等效电路图如图1(2)所示,设变压器等效负载电阻为

在(1)中由变压器的分压规律:得:

,所以负载电阻R消耗的功率为:

在(2)中等效电阻消耗的功率为:

因P=P’,所以等效电阻为:

解:

解:

例3、如图2所示,变压器为理想变压器,交流电源电压恒定,灯泡L1串联在原线圈回路中,灯泡L2,L3为副线圈的负载,开关S断开时,灯泡L1,L2的亮度与断开前相比

图2

A.L1亮度不变

B.L1的亮度减弱

C.L2亮度不变

D.L2亮度增强

解析:由变压器等效负载电阻公式得断开S后负载电阻R增大了,等效负载电阻也增大了,所以通过的电流会减小,灯L1会变暗。通过L1的电流减小导致L1两端电压也减小,所以原线圈两端电压会升高,所以负线圈两端电压会升高,灯L2会变亮。正确答案为:B、D

例4、如图3为理想变压器,原副线圈的匝数比为n1:n2=3:1,且分别接有阻值相同的电阻R1和R2,电源电压恒为U,此时

图3

A.R1两端电压为U/10,R2两端电压为3U/10

B.R1和R2两端电压均为U/10

C.R1和R2消耗的功率之比为1:1

D.R1和R2消耗的功率之比为1:9

解析:变压器的等效负载电阻为:,根据电阻的分压规律得R1两端电压为U/10,那么原线圈两端电压为9U/10,根据变压器的变压规律得副线圈两端电压为3U/10,即R2两端电压为3U/10。由公式得和消耗的功率之比应为1:9。所以正确答案为:A、D

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