任何一个闭合电路都是由电源和外电路组成的,在涉及到变压器问题中也不例外,因而弄清一个闭合电路哪一段作为“电源”,哪一段作为“外电路”,是正确应用“闭合电路欧姆定律”解决问题的关键。当把变压器接到电路中时,原线圈所在的闭合电路中,原线圈是作为负载的;副线圈所在的闭合电路中,副线圈是作为电源而为用户端(或下一级变压器)供电,而理想变压器在电路中只是对输入变压器的电压起升(或降)压的作用,其本身是不损耗能量的,但在输送电能的过程中,因输电线有电阻而在输电线上有电压及功率的损失,用户端中得到输送端电能的一部分。
1.变压器的两个基本公式:
(1)电压关系:
(原副线圈各1个)是指原、副线圈两端所加电压与其匝数成正比;
(2)电流关系:
(原副线圈各1个)是指通过原、副线圈的电流与其匝数成反比。
2.变压器(匝数比恒定)接入电路中时输入与输出电压、电流及功率的关系:
(1)输入电压U1决定输出电压U2,与负载电阻大小无关;
(2)输出电流I2决定输入电流I1,与负载电阻大小有关;
(3)输出功率P2决定输入功率P1,与负载电阻大小有关。
如图1所示,理想变压器的副线圈上,通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,原线圈输入端接最大值恒定的交流电压,回路中接有一块理想电流表,当开关S接通时,以下说法正确的是()
A.原线圈中电流表示数增大;
B.副线圈两端MN的输出电压增大;
C.灯泡L1的亮度变暗;
D.输电线上产生的损耗增大。
解析:因原线圈的输电线电阻不计,加在原线圈两端的电压U1即为变压器的输入电压U0,保持不变,对此变压器而言,由
知,副线圈的输出电压U2(即Umn)不变,当开关S闭合时,灯泡L2并联到两端L1,使副线圈所在回路的总电阻变小,由闭合电路欧姆定律得,通过输电线的电流I2变大,输电线分压UR变大,损耗功率变大;已知副线圈的输出电压U2不变,故而灯泡两端电压UL1变小,灯L1的实际功率变小,灯泡变暗;已知副线圈所在回路的总电阻变小,因而副线圈损耗的总功率P2变大,原线圈的输入功率P1变大,通过电流表的电流I1变大,故选A、C、D。