变压器与电力输送.pptx

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1、6-5變壓器與電力輸送變壓器與電力輸送一、電磁感應一、電磁感應二、變壓器二、變壓器三、電力輸送三、電力輸送2006/121國立苑裡高中 高一基礎物理Michael Faraday一、電磁感應一、電磁感應科學家科學家法拉第法拉第（Michael Faraday,17911867，英國英國人）人）在在1831年，從實驗中發現磁場年，從實驗中發現磁場變化時，在封閉線圈中會產生變化時，在封閉線圈中會產生電流，此現象稱為電磁感應。電流，此現象稱為電磁感應。2006/122國立苑裡高中 高一基礎物理圖圖6-37電磁感應實驗電磁感應實驗電磁感應實驗電磁感應實驗圖中兩線圈相對圖中兩線圈相對而立，線圈而立，線圈

2、A連連接電池與開關，接電池與開關，線圈線圈B連接檢流計。當線圈連接檢流計。當線圈A的開關接通瞬間，的開關接通瞬間，A線圈有電流通過，此瞬間在線圈有電流通過，此瞬間在A線圈因為電流的磁線圈因為電流的磁效應而產生磁場，通過效應而產生磁場，通過B線圈的磁場由線圈的磁場由0快速增加，快速增加，因而在因而在B線圈上產生電流，使檢流計偏轉，所產線圈上產生電流，使檢流計偏轉，所產生的電流稱為感應電流。生的電流稱為感應電流。2006/123國立苑裡高中 高一基礎物理電磁感應模擬動畫電磁感應模擬動畫2006/124國立苑裡高中 高一基礎物理Q1.Faraday的的電磁感應是指電磁感應是指1.只要有磁場存在就有電

3、流只要有磁場存在就有電流2.必須引起磁場的變化才會產生電必須引起磁場的變化才會產生電流流3.電流的變化才會產生磁場電流的變化才會產生磁場4.穩定電流才會產生磁場穩定電流才會產生磁場5.電荷運動而產生磁場電荷運動而產生磁場 2006/125國立苑裡高中 高一基礎物理Q1-2.下列何者是利用法拉第定律設計之裝下列何者是利用法拉第定律設計之裝置？置？1.影印機影印機2.電磁鐵電磁鐵3.馬達馬達4.發電機發電機5.日光燈日光燈 2006/126國立苑裡高中 高一基礎物理二、變壓器二、變壓器1.變壓器是一種利用電磁感應的原理，將交流變壓器是一種利用電磁感應的原理，將交流電的電壓升高或降低的裝置，透過變壓

4、器，電的電壓升高或降低的裝置，透過變壓器，可以將輸入電壓轉成適當的輸出電壓，方便可以將輸入電壓轉成適當的輸出電壓，方便我們的電器使用。我們的電器使用。2.有些電器如手提筆記型電腦，必須使用直流有些電器如手提筆記型電腦，必須使用直流電，而電力公司提供給家庭用戶的皆為交流電，而電力公司提供給家庭用戶的皆為交流電，所以在家中，除了常需要能轉變電壓大電，所以在家中，除了常需要能轉變電壓大小的變壓器外，還需要將交流電變為直流電小的變壓器外，還需要將交流電變為直流電的整流器。的整流器。2006/127國立苑裡高中 高一基礎物理變壓器的構造變壓器的構造變壓器的構造是由變壓器的構造是由主線圈、副線圈、主線圈、

5、副線圈、鐵心所組成的（鐵心所組成的（圖圖6-39），），在一封閉的環形軟鐵心的左、右兩邊，各纏繞著不在一封閉的環形軟鐵心的左、右兩邊，各纏繞著不同匝數的線圈，其中連接輸入部分的線圈，稱為主同匝數的線圈，其中連接輸入部分的線圈，稱為主線圈，輸入電源必須為交流電源；連接另一邊的線線圈，輸入電源必須為交流電源；連接另一邊的線圈為輸出部分，稱為副線圈。圈為輸出部分，稱為副線圈。圖6-39變壓器的構造2006/128國立苑裡高中 高一基礎物理變壓器主要物理量的關係變壓器主要物理量的關係1.輸入電壓（輸入電壓（VP）與輸出電壓（）與輸出電壓（VS）的大小之）的大小之比，為主線圈的纏繞匝數（比，為主線圈的纏

6、繞匝數（NP）與副線圈）與副線圈的纏繞匝數（的纏繞匝數（NS）之比。）之比。2.理想的變壓器，不考慮熱損耗，輸入功率理想的變壓器，不考慮熱損耗，輸入功率等於輸出功率。等於輸出功率。2006/129國立苑裡高中 高一基礎物理Q2.變壓器原線圈有變壓器原線圈有4000圈，副線圈有圈，副線圈有200圈，若輸入電壓為圈，若輸入電壓為200伏特，則輸出伏特，則輸出電壓為多少伏特？電壓為多少伏特？1.80002.4003.2004.205.102006/1210國立苑裡高中 高一基礎物理Q3.如圖，變壓器使用時，如圖，變壓器使用時，若輸入的交流電為若輸入的交流電為60Hz、120V，則輸出的交流電，則輸出

7、的交流電為何？為何？1.100Hz、120V2.36Hz、120V3.60Hz、250V4.60Hz、90V5.60Hz、200V2006/1211國立苑裡高中 高一基礎物理Q4.欲把欲把120V的交流電電壓降至的交流電電壓降至6V，若變，若變壓器中原線圈的匝數為壓器中原線圈的匝數為400匝，則副線圈的匝，則副線圈的匝數應為若干？匝數應為若干？1.20匝匝2.40匝匝3.480匝匝4.1600匝匝2006/1212國立苑裡高中 高一基礎物理Q5.一電燈泡接在理想的變壓器上，此變壓器一電燈泡接在理想的變壓器上，此變壓器的原線圈有的原線圈有10匝，副線圈有匝，副線圈有20匝，已知燈泡匝，已知燈泡的

8、電功率為的電功率為20瓦特，則原線圈端的輸入功率為瓦特，則原線圈端的輸入功率為若干瓦特？若干瓦特？1.52.103.204.405.80 2006/1213國立苑裡高中 高一基礎物理Q6.一理想變壓器，其主線圈有一理想變壓器，其主線圈有25匝，副匝，副線圈有線圈有500匝，若主線圈接上匝，若主線圈接上1.5V的電池的電池一段時間後，則副線圈可量得電壓為一段時間後，則副線圈可量得電壓為1.30V2.20V3.10V4.0V2006/1214國立苑裡高中 高一基礎物理Q7.有一理想的變壓器，其原線圈與副線圈的匝有一理想的變壓器，其原線圈與副線圈的匝數比為數比為1：10，今輸入端的電功率為，今輸入端

9、的電功率為100W，則輸，則輸出端的電功率為若干出端的電功率為若干W？1.1042.1023.14.1025.104 2006/1215國立苑裡高中 高一基礎物理Q8.將電壓自將電壓自1000V降至降至50V的變壓器，其的變壓器，其效率為效率為90，若輸入的電流為，若輸入的電流為1A，則輸出，則輸出的電流為若干的電流為若干A？1.0.052.0.453.0.94.185.20 2006/1216國立苑裡高中 高一基礎物理三、電力輸送三、電力輸送 1.輸送電線的電阻，會造成電流的熱效應，使電輸送電線的電阻，會造成電流的熱效應，使電能的損失能的損失.輸送電線上的電流愈小，則損失的電輸送電線上的電流

10、愈小，則損失的電能便愈少。能便愈少。2.變壓器的輸出功率是固定的，所以大幅提高變變壓器的輸出功率是固定的，所以大幅提高變壓器的輸出電壓，便可大大降低輸出電流，因壓器的輸出電壓，便可大大降低輸出電流，因而能大量減少在長途傳輸過程中的電能損失。而能大量減少在長途傳輸過程中的電能損失。3.安全考量上，在輸送電力的過程中，幾十萬伏安全考量上，在輸送電力的過程中，幾十萬伏特的輸送電線通常都是利用絕緣良好的電纜線特的輸送電線通常都是利用絕緣良好的電纜線架在空曠的高架鐵塔上。架在空曠的高架鐵塔上。2006/1217國立苑裡高中 高一基礎物理Q9.電力傳送要儘量減少傳送時因傳輸線電電力傳送要儘量減少傳送時因傳

11、輸線電阻造成的能量損耗，又要節省線材成本及長阻造成的能量損耗，又要節省線材成本及長跨距懸掛的可行性，下列何種金屬是現行長跨距懸掛的可行性，下列何種金屬是現行長距離電力傳輸首選材料呢距離電力傳輸首選材料呢?1.金金2.銀銀3.銅銅4.鐵鐵5.鋁鋁2006/1218國立苑裡高中 高一基礎物理臺灣電力公司臺灣電力公司的輸電系統的輸電系統 圖6-40電力輸送系統簡圖2006/1219國立苑裡高中 高一基礎物理Q10.電力公司在輸送長距離的電力，常電力公司在輸送長距離的電力，常採用下列哪一種方式？採用下列哪一種方式？1.高電壓交流電，高電流高電壓交流電，高電流2.高電壓直流電，低電流高電壓直流電，低電流3.低電壓交流電，高電流低電壓交流電，高電流4.高電壓交流電，低電流高電壓交流電，低電流5.高電壓直流電，高電流高電壓直流電，高電流2006/1220國立苑裡高中 高一基礎物理你應該知道你應該知道1.Faraday的的電磁感應原理電磁感應原理2.變壓器原理與應用變壓器原理與應用3.電力輸送要考慮哪些問題及電力輸送要考慮哪些問題及如何解決如何解決2006/1221國立苑裡高中 高一基礎物理