变压器 远距离送电

　　【教学结构】

　　一、变压器

　　1.变压器的功能：改变交流电电压。能把低电压升高，也能把高电压降低，但不能改变直流电压。

　　2.变压器的结构：如图1所示。闭合铁心和绕在铁心上的两个线圈组成。原线圈（又称初级线圈）：与电源连接的线圈。其匝数为n1，加在原线圈上的交流电压为U1，线圈中电流强度为I1，线圈的电阻为r1，副线圈（又称次级线圈）：与负载连接。做为用电器的电源。其各物理量符号分别为：n2、U2、I2、r2。

　　3.理想变压器的变压原理

　　在原线圈上加上交变电压，原线圈中就有交流电，在铁心中产生交变磁通量，原、副线圈中都产生感应电动势，若副线圈接有负载，就产生感应电流。

　　(1)忽略漏磁现象：原、副线圈中的电流都产生变化磁通量，都集中在铁心中，忽略漏到铁心外面的磁通量，故此可认为在闭合铁心中各处磁通量变化率均相同，且为 。原线圈产生的感应电动势 ，副线圈感应电动势 。所以 。

　　(2)忽略原、副线圈的电阻r1、r2。加在原线圈的电压与感应电动势就可近似认为： ，同理副线圈的感应电动势与输出电压关系为： 所以 。变压器的原、副线圈的端电压之比就等于这两个线圈匝数之比。当n1 < n2时，变压器为升压器，使电压升高，当n2 < n1时，变压器为降压器，使电压降低。调整原副线圈的匝数之比，在副线圈可得到任意大小的电压，满足各种用电器的需要。

　　应明确n1、n2不能很小，否则不能起变压作用。

　　(3)忽略变压过程中的能量损失，电源对变压器的输入功率P1与变压器的输出功率P2的关系为P1 = P2，即U1I1 = U2I2，所以 ，变压器的原、副线圈的电流与原、副线圈匝数成反比。高压线圈电流较小、绕制导线较细，低压线圈电流较大，绕制导线较粗。

　　二、远距离送电

　　为了环境保护，减少空气污染和自然资源的应用，发电站往往建立在离用电单位很远的地方，自然会出现远距离送电问题。

　　远距离送电的突出问题是电能的损失问题。能量损失在很长的输送电线上，输送线越长电阻越大，能量损失越多。

　　如何减少能量损失，是远距离送电的关键问题。在导线损失的电能转化为内能，其规律为Q = I2Rt。输电时间t不能减少。只能减小电阻。R= 。l由输送距离决定不能减小。ρ材料电阻率，不能无限减小，只能选用ρ小的材料，银成本太高。其次铜，多数用钼导线。S为导线横截面积，但S不能太大，否则导线重量太大难以架设。电阻减小也不能大幅度减小能量损失。最有效的办法是减小电流强度，电流强度减为原来的 ，能量损失减为原来 。根据输送功率P = UI，在输送一定的电功率时，输送电压越高，输送电流越小，为减少能量损失，采用高压输电方法。输送电压高达几十万伏。

　　输送过程：把发电机送出的交流电经过变压器升压，经过远距离输送，进入变压器，经