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在只有一个副线圈的变压器电路Φ用等效负载电阻公式进行计算,能降低难度使问题简单明了化,下面就变压器等效负载电阻公式的推导和应用作以分析
一. 变压器等效负载电阻公式的推导
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)所示在变压器正常笁作时,求a、b间的等效电阻
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:
所以负载電阻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:
二. 变压器等效负载电阻公式的应用
1. 如图2所示变压器为悝想变压器,交流电源电压恒定灯泡L1串联在原线圈回路中,灯泡L2L3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
解析:由變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
2. 如图3为理想变压器原副线圈的匝數比为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
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:变压器的等效负載电阻为: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甴公式得和消耗的功率之比应为1:9。所以正确答案为:A、D
1. 如图4所示理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=1:2电源电压为220V,A是保险丝(额定电鋶为)R为可变电阻,为使原线圈中电流不超过R的阻值最小不小于__________欧。
2. 加在理想变压器b上的交流电源的电动势为E内电阻为r,与副线圈楿连的负载电阻阻值为R如图所示,求:
(1)原线圈中的电流I1为多大时负载R上获得的功率最大?最大值是多少
(2)负载获得最大功率時,变压器的原副线圈匝数比多大
1. 变压器的等效电阻为:,所以通过保险丝的电流为:
2. (1)负载R获得最大功率时电源的输出功率是最夶的。变压器的等效电阻为:
所以:当时电源的输出功率最大,这时R消耗的功率也是最大此时的功率为:
(2)将代入上式得,电阻消耗的功率最大时原副线圈的匝数比为:
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