Question

1．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在220V、50Hz的正弦交流電源上線圈接有一理想二極管（正向電阻為零，反向電阻為無窮大）和一阻值為10Ω的電阻，已知原副線圈的匝數(shù)比為2：1．則二極管的耐壓值至少為110$\sqrt{2}$V，電阻R上1s內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為605J，電阻R上電流的有效值為$\frac{{11\sqrt{2}}}{2}$A．

Answer 1

分析 根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比求解變壓器的輸出電壓，二極管的作用是只允許正向的電流通過，耐壓值為電壓的最大值

解答 解：理想變壓器的原線圈接在220V、50Hz的正弦交流電源上，原副線圈的匝數(shù)比為2：1，故輸出電壓為110V；最大值為：110$\sqrt{2}$V；
二極管的耐壓值是最大值，至少為110$\sqrt{2}$V；
頻率為50Hz，故周期為0.02s，1s有50個周期，由于二極管的作用是只允許正向的電流通過，故實際上只有0.5s有電流流過電阻R，故電阻R上1s內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為：
Q=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{11{0}^{2}}{10}$×0.5=605J
設(shè)電阻R上電流的有效值為I，根據(jù)焦耳定律，有：$\frac{{U}^{2}}{R}$$\frac{T}{2}$=I²Rt
解得：$\frac{\sqrt{2}U}{2R}$=$\frac{11\sqrt{2}}{2}$
故答案為：110$\sqrt{2}$V，605，$\frac{11\sqrt{2}}{2}$

點評 本題需要掌握變壓器的電壓之比和匝數(shù)比之間的關(guān)系，同時對于二極管和的作用要了解，能夠與電容器相區(qū)分