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等效阻抗在理想变压器中的应用 浙江绍兴市高级中学 赵新鸿 一、疑问  如图1所示为理想变压器T，其原副线圈中接有两只规格完全相同的灯泡L1和L2，K闭合时，两者均能正常发光，问K断开后，L1、L2的亮度如何变化？ 很显然，K断开后，L2熄灭；但对L1的亮度变化却有两种不同的观点。 观点1：L1熄灭。因为K断开后，副线圈中的电流2=0，故原线圈中电流  。观点2：L1变得更亮。因为K断开后，原线圈中必有空载电流；而此时副线圈输出功率为零，如图1所示为这样电流输出功率全部都转移到L1上，致使L1变得更亮（如果通过L1的电流过大，可能还会导致原副线圈中接有灯泡L1烧毁）。 那么，以上两种观点哪一种符合客观事实呢? 二、原理 由图2可知，当接于理想变压器副线圈两端的负载电阻RL化时，I2变化，I1也随之变化，也就是说，RL虽接在副线圈电路中，却间接影响着原线圈的中的电流。因此，RL对原线圈所在电路的影响，可以用一个接在原线圈所在电路中的等效电阻RL代替，如图3。  由图2可得：  ① ② ③由图3可知：  ④根据①②③④方程联立求解可得：  从以上分析可知，我们可以把接入理想变压器副线圈上的负载总电阻RL对原线圈所在电路的影响，通过等效阻抗原理直接用一个接于电路的等效阻抗  来代替，它的具体等效阻抗值为： 。三、释疑 根据等效阻抗原理可知，在理想变压器中，当接于副线圈上的负载电阻值RL变化， 也随之变化。如图1所示问题中，当K断开后： ，必导致 。所以有 ，即图1中理想变压器负载电阻断开后，原线圈中的空载电流趋向于零。因此，文中所提出的疑问中，流过I1电流为零，故L1灭，即观点1正确。四、应用  例 如图4为一理想变压器，其原副线圈的匝数之比为4：1，图中的五只灯泡完全相同，若B、C、D、E均能正常发光，则以下说法中正确的是（） A．灯泡A两端的电压为U1 B．灯泡A端的电压为U1/5 C．灯泡A能正常发光 D．灯泡A不能正常发光  解析 设各灯泡电阻为R，则接于副线圈上的总负载电阻为  ，根据等效阻抗原理，可把图4简化为如图5所示，其中在虚线框内的等效阻抗 ，由分压原理可知，加在A两端的电压为U1/5，理想变压器原线圈两端的电压为4U1/5，即灯泡A能正常发光。故正角的答案为B、C。练习： 在变压器原线圈两端电压保持稳定的情况下，要使理想变压器的原线圈中电流增大，可采用的办法有（） ①减小负载电阻值 ②增加原线圈匝数 ③增加负载电阻值 ④增加副线圈匝数 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 答案：D。 (责任编辑：admin) |