考试不提供,需记忆。
用途
Ideal transformer (power) 用于电磁学(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 电磁学
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| Vp | 初级电压 | V |
| Ip | 初级电流 | A |
| Vs | 次级电压 | V |
| Is | 次级电流 | A |
公式变形
Is = VpIp / VsIp = VsIs / VpVs = VpIp / Is
解题示例
常见陷阱
理解理想变压器(功率)
对理想变压器,输入功率等于输出功率:VpIp = VsIs。其中 Vp 与 Vs 是初级与次级电压,单位伏特(V);Ip 与 Is 是初级与次级电流,单位安培(A)。
此关系成立,是因为理想变压器不损耗能量,所以供给初级的全部功率都出现在次级。这意味着电压与电流相互权衡:若电压降低,电流按相同比例升高,反之亦然。
移项时分离未知量:Is = VpIp / Vs 求次级电流,Ip = VsIs / Vp 求初级电流,Vs = VpIp / Is 求次级电压。
分步解题示例
一理想变压器初级电压 Vp = 240 V,次级电压 Vs = 48 V,次级电流 Is = 2 A。求初级电流 Ip。
由于输入功率等于输出功率,移项求 Ip:
Ip = VsIs / Vp = (48 V × 2 A) / 240 V = 96 / 240 = 0.4 A。
电压从 240 V 降至 48 V(倍数为 5),所以电流从 0.4 A 升至 2 A(倍数也是 5),证实了这种权衡。
验算功率:输入 = 240 × 0.4 = 96 W,输出 = 48 × 2 = 96 W。初级电流为 0.4 A。
常见错误与考法
常见失误是把错误的电压与错误的电流配对,例如写成 VpIs。始终用某线圈自身的电压乘以自身的电流。
另一错误是以为电压和电流一起上升;在降压中它们朝相反方向变化。第三是忘记此式假设效率为 100%,而实际变压器永远达不到。
在 计算 下,代入带单位的数值,并以合理有效数字给出答案。在 定义 下,说明理想变压器的输入功率等于输出功率。
在 解释 下,可能要求说明为何高压输电能减少电缆中的功率损耗,利用升压后所允许的小电流。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)