考试不提供,需记忆。
用途
Transformer efficiency 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 |
|---|---|---|
| Vs | 次级电压 | V |
| Is | 次级电流 | A |
| Vp | 初级电压 | V |
| Ip | 初级电流 | A |
公式变形
output power VsIs = efficiency × VpIpinput power VpIp = VsIs / efficiency
解题示例
常见陷阱
理解变压器效率
效率把有用的输出功率与输入功率相比:效率 = (VsIs) / (VpIp) × 100%。其中 Vs 与 Is 是次级电压(V)和电流(A),给出输出功率 VsIs,单位瓦特;Vp 与 Ip 是初级电压(V)和电流(A),给出输入功率 VpIp,单位瓦特。
两个功率相关,是因为实际变压器会在铁芯和绕组中以热的形式损失部分能量,所以输出总是略小于输入。效率是百分数,本身无单位。
移项时把效率当作分数:输出功率 VsIs = 效率 × VpIp 求有用功率,输入功率 VpIp = VsIs / 效率 求从电源取用的功率。
分步解题示例
一变压器从电源取用 Vp = 240 V、Ip = 2 A,并向某设备输出 Vs = 48 V、Is = 9 A。求其效率。
先算两个功率,再求比值:
输入功率 = VpIp = 240 V × 2 A = 480 W。
输出功率 = VsIs = 48 V × 9 A = 432 W。
效率 = (VsIs) / (VpIp) × 100% = (432 W / 480 W) × 100% = 90%。
输出(432 W)小于输入(480 W),所以答案低于 100%,理应如此。相差的 48 W 以热的形式损失。
效率为 90%。
常见错误与考法
关键陷阱是单独使用电压或电流,而非功率乘积 V × I。第二个错误是把比值颠倒(输入除以输出),会错误地得到大于 100% 的值。
第三是忘记 × 100%,使答案成为 0.9 而非百分数。
在 计算 下,除法前写出带单位的两行功率,并给出百分数。在 定义 下,说明效率是输出功率与输入功率之比,以百分数表示。
在 解释 下,可能要求说明损失的能量去了哪里,例如铁芯中涡流产生的热或线圈电阻产生的热。
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)