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海哥物理 每日一题 学会这一招,多副线圈都满分!

更新时间:作者:小小条

上讲我们探讨了单副线圈变压器的等效电阻法分析动态变化,左边主线圈等效为右边总电阻的线圈平方倍,然后通过左边来计算数据,再按照主副线圈的规律,计算右边的。假设有多个副线圈呢?是否还是一样应用呢?

海哥物理 每日一题  学会这一招,多副线圈都满分!

今天海哥给大家分享两道关于多副线圈变压器动态分析的选择题,希望能快速解题。

如图所示为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1=n4<n2=n3,四个模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R,A1、A2为相同的理想交流电流表,L1、L2为相同的小灯泡,灯丝电阻RL>2R,忽略灯丝电阻随温度的变化.当A、B端接入低压交流电源时

A、A1、A2两表的示数相同

B、L1、L2两灯泡的亮度相同

C、R1消耗的功率大于R3消耗的功率

D、R2两端的电压小于R4两端的电压


【解析】

对于这道题,常规解法如下:


这种数值解法比较繁琐,也容易出错,有没有简便的方法?

有的!等效电阻法!

我们看,变压器多连接了一个副线圈,而且从左向右看过去,像是串联过去的,我们知道,第一个主副线圈功率相等,可以用等效电阻法,而第二个主副线圈也可以的单独使用等效电阻法,因此我们可以把第一个副线圈和第二个主副线圈都看成新的等效电阻,再通过欧姆定律和功率相同的原理,解算相应的参数变化。

我们把设第2个主副线圈比为k,k>1,n3、n4等效为r2,则r2=k*k*R灯,

则A1表里的电流I1=k*U1/[(R1+r2+R2)]=k*U1/(2R+k*/k*R灯)

而A2表里的电流I2=U1/(R3+R灯+R4)=U1/(2R+R灯)

则I1/I2=k*(2R+R灯)/(2R+k*k*R灯)<k*4R/(2R+k*k*2R)=2K/(k*k+1)<1

所以A答案不对

同理,经过L1灯泡的电流I4=I1/k=U1/(2R+k*/k*R灯)

I4/I2=(2R+R灯)/(2R+k*/k*R灯)<1,所以B不对

由于I1<I2,所以R1的功率<R3上的功率,C错误,同样R2上的电压小于R4上的电压

所以D对。

由上可见,采用等效电阻法,*简化了计算的复杂性,基本上化解为欧姆定律形式,不至于推算很多。这样就会节省至少一半时间。

这道题还可以做两次等效电阻,再反推副线圈电流,计算结果是一样的。

我们再看另外的一种多副线圈:


这类变压器,右侧是并行的副线圈,经过推到,结论是右边的两个副线圈分别和左边的原线圈进行等效电阻,遵守K*K R然后左端并联,如下图。


这样就容易的多了。【海哥变压器动态分析秒杀总结】

对于变压器,等效电阻法是一个比较简洁的分析方法。

1、 只有一个副线圈的变压器电路情况:

设主、副线圈比是K,副线圈的总电阻是R,则R等效=K*K R ,利用线圈间的功率相等,即可计算出相关电压、电流

2、副线圈横向依次串联下去情况:

可就每个主副线圈打包做等效电阻,再利用欧姆定律

3、副线圈纵向依次串联下去情况

副线圈分别与原线圈打包进行等效电阻,等效电阻并联后和原线圈电压构成电路

好的 ,如有任何疑问或需要咨询的,请留言。

下期预告:变压器的等效电源法分析,敬请等待。

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