張曉寧
摘要:等效處理的方法需要將等效的部分看成是兩端開(kāi)口的網(wǎng)格,通過(guò)歐姆定律和閉合電路歐姆定律等效處理,從而可以減少思維量。
關(guān)鍵詞:變壓器;等效法
高考中關(guān)于變壓器的電路,絕大部分不使用等效法依然是可解的,等效法不是必需的,但掌握后可以大大減少思維量。
圖1是一個(gè)常見(jiàn)的含有變壓器的電路圖,在分析電壓、電流變化時(shí),往往需要比較大的思維量,但如果對(duì)電路中的一部分進(jìn)行等效處理,則能很大程度上減少思維量,從而使題目變得簡(jiǎn)單。
將圖2中的虛線位置進(jìn)行等效處理,將U1、I1代入得
所以圖1就可以等效為圖3,可以直接運(yùn)用閉合電路的歐姆來(lái)進(jìn)行分析和計(jì)算,比如題目中出現(xiàn)R增大,那個(gè)原線圈中的電流如何變化?常規(guī)的思考方式是,U1不變,則U2不變,又R增大,所有I2增大,所以I1增大?,F(xiàn)在再用等效電阻的處理方式來(lái)分析:R增大,所以根據(jù)閉合電路的歐姆定律直接就得到I1增大,使思維量大大減少。
現(xiàn)在從等效電阻的角度來(lái)分析一下為什么遠(yuǎn)距離輸電要先升壓后降壓呢?
圖4 為遠(yuǎn)距離輸電電路圖,現(xiàn)在先將遠(yuǎn)距離輸電的電路圖的虛線部分運(yùn)用上面的方法進(jìn)行等效。即先等效為圖6,在進(jìn)行一次等效,可等效為圖7.
設(shè)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)為n1、n2。降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)為n2、n1.
若n1=1匝、n2=100匝,則輸電線上的電阻變?yōu)橛蓃相當(dāng)于變?yōu)?,所以可以很大程度上減少能量損耗。所以遠(yuǎn)距離輸電中升壓再變壓,相當(dāng)于減小輸電線電阻,從而減少能量損耗。
熟練掌握變壓器的等效法,可以使學(xué)生望而生畏的變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題,變得簡(jiǎn)單明了。
參考文獻(xiàn):
[1]宋書婷.變壓器問(wèn)題中變化的電流問(wèn)題中電量的計(jì)算[J].湖南中學(xué)物理,2021(4):89-91.
[2]劉大明.變壓器與動(dòng)量綜合題的題型歸類分析教學(xué)與考試[J].2018(5):54-55.