理想变压器空载时原边感应电动势方向的判断

一、填空题1、变压器是一种能变换交流电压，而频率不变的静止电气设备。

2、变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器，按冷却方式分，可分为油寖、风冷式、自冷式和干式变压器。

3、电力系统中使用的电力变压器，可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器。

4、变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。

接电源的绕组称为一次绕组；接负载的绕组称为二次绕组。

也可按绕组所接电压高低分为高压绕组和低压绕组。

按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两大类。

5、变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路的工作状态。

6、变压器空载运行时，由于铜损耗较小，附加损耗近似为零，所以变压器的空载损耗近似等于铁损耗。

7、绕组正向串联，也叫做首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势之和，电动势会越穿越大。

8、所谓三相绕组星形接法，是指三相绕组的尾端连接在一起，接成星形，三相绕组的首端分别接电源端的连接方式。

9、变压器绕组的极性是指变压器的一次绕组、二次绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。

10、三角形接法是把各相首尾端相接构成一个闭合回路，把三个连接点 接到电源上去。

因首尾连接顺序不同，可分为 正序 和 负序 两种接法。

11、一台50Hz 的三相电机通以60 Hz 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 不变 ，转速 变大 ，极数 不变 。

12、单相绕组的基波磁势是 脉振磁势 ，它可以分解成大小 相等 ，转向 相反 ，转速 相等 的两个旋转磁势。

13、有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=36, 支路数a=1，那么极距= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因数= ，，节距因数= ,绕组因数= 。

14、将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势为 脉振磁势 。

15、交流电机的电角度与机械角度的关系是 电角度=P*机械角度 。

d.三相变压器连接的判别
如图连接三相变压器 在三相变压器原绕组加110v电压的三相电，测Uab、UAB、 UbB、UAC、Uac、UCC

Ａ Ｂ Ｃ
Ｘ ａ
Ｙ ｂ
Ｚ ｃ
ｘ
ｙ
ｚ
Uab、UAB、UbB、UAC、Uac、U
cC
测量值（伏）
校核值（伏）
UAB Uab UbB UAC Uac UCC
作业
③每相原、付绕组同名端判别

三相变压器的 每相原付绕组 找好后，可以 用对单相变压 器确定极性的 方法来确定三 相变压器每相 原，付绕组的 极性。
A
Ｂ
C
X
Ｙ
Y
a
x
ｂ
ｙ
c
y
图8-2 三相变压器
试验内容及步骤
A a

三相变压器原、付绕 组的判别
c a. 用万用表测绕组电阻值的方法， 判别出实验所用三相变压器的原 绕组和付绕组。

变压器是交流器件，为何还要判别极 性？ 校验Ｙ／Ｙ０－１２联结组号时，为 何把Ａ、ａ二点联接起来？ 单相变压器输入端和输出端电压关系 如何？画出其向量图。
三相变压器极性及联接组 的判别
安全事项
线路完全接好再通电源 电路测量完毕后，先关电源再拆线。

试验目的
掌握测定单向变压器原、付绕组出线
端极性的方法 掌握测定三相变压器绕组性的方法 学会判别三相变压器的联接组号的方 法
试验原理
变压器极性的判别 单向变压器原、绕组极性的判别 三相变压器每相原、付绕组的判别 每相原、付绕组同名端的判别 三相变压器三个原绕组极性和判别 三相变压器联接组的判别
o’ bOCFra bibliotekB原绕组电阻（Ω）

R2
I2
U2 ZL
因 E1 = E2
I1 R1 U1
X1
Im X2
Rm
E1=E2
Xm
R2
I2
U2 ZL
30
三、近似等效电路
T型电路包含有串联、并联回路，复数运算复杂。 实际电力变压器，额定负载时，一次绕组的漏 阻抗压降 I1NZ1 仅占额定电压的百分之几，而激磁 电流Im又远小于额定电流I1N。因此将T型等效电 路中的激磁支路移出，并联在电源端口,得到型 等值电路,对变压器的运行计算不会带来明显的误 差。
U1 jI0x1σ I0R1
-E1
IFe
I0
Φm
Iμ
E2 E1
3. 空载时的等效电路
变压器空载时从原方看进去的等效阻抗Z0为
Z0
=
U1 I0
=
-E1 I0
+Z1 =Zm
+Z1
式中Zm
=
-E1 I0
=R
m
+jx
m
称为变压器的激磁阻抗
E1 就可以看作 I 0 在Zm上的电压降。其中 I0Rm 有功 分量， jI0 xm 无功分量。
❖ 原则：归算前后，一次侧从电源输入的电流、 功率保持不变，二次侧对一次侧施加影响的磁 动势不变。
1. 电动势归算
由于归算后的二次绕组和一次绕组有相同的匝
数，
E' 2
N'2
N 1
k
根据电动势与匝E数2 成N正2 比N的2 关系可得：
E'2 KE2 E1
25
2. 电流归算
磁动势不变： N1I2= N2I2
有效值：
E1
N11 m

变压器学习中的五个易错知识点周志文变压器也是高考中的易考的知识点，但在学习《变压器》这一节的时候，我发现很多同学对变压器的工作原理理解不深、不透，导致不能灵活变迁；没有理清各物理量之间的制约关系，不仔细分析题目所给的条件，在解题运用公式时，没有弄清各个公式的适用条件，生搬硬套，经常出现错误，现将学生在本节易错知识总结如下。

易错知识点1、没有弄清理想变压器的变压原理和电压比公式2121n n U U =成立的条件是：原副线圈磁通必须相等，没有能量损失。

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：t n E ∆∆Φ=111，tn E ∆∆Φ=222。

忽略原、副线圈内阻，有U 1＝E 1 ，U 2＝E 2。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 21∆Φ=∆Φ，由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U =。

此公式成立的条件是：磁路中必须是交变电磁通，且通过原副线圈磁通必须相等，没有磁损失，否则此公式不成立。

例1：在绕制变压器时，某人误将两线圈绕在如图所示的变压器铁芯的左右两个臂上。

当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。

已知线圈1、2的匝数之比N1：N2=2：1，在不接负载的情况下（ ）A ．当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为110VB ．当线圈1输入电压220V 时，线圈2输出电压为55VC ．当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为220VD ．当线圈2输入电压110V 时，线圈1输出电压为110V错误解法：由公式2121n n U U =可知，当线圈1作为输入端时，线圈2输出电压110V V 21220U U 1212＝＝⨯=n n ，故选A ；当线圈2作为输入端时，线圈1输出电压220V V 12110U U 2121＝＝⨯=n n ，故选C 。

可编辑修改精选全文完整版变压器习题答案第一单元变压器的分类、结构和原理课题一变压器的分类和用途一、填空题1．变压器是一种能变换_交流__电压，而____频率___不变的静止电气设备。

2．变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器；按冷却方式分，可分为__油浸_风冷式、自冷式和__干式___变压器。

3．电力系统中使用的电力变压器，可分为__升压__变压器、___降压____变压器和__配电_____变压器。

二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。

(× )2．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。

(× )三、简答题1．为什么要高压送电?在传输功率一定时，升高输电电压就可以降低输电电流，这样就可以减小输电线路上的损耗。

2．变压器能改变直流电压吗?不能如果接上直流电压会发生什么现象?副边无输出，原边或电源将会烧毁。

为什么?接直流电源时，铁芯中产生稳恒磁场，原、副边都不会产生感生电动势。

课题二变压器的结构与冷却方式一、填空题1．变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。

接电源的绕组称为____一次侧___；接负载的绕组称为__二次侧____。

也可按绕组所接电压高低分为___高压绕组____和___低压绕组____。

按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两大类型。

’2．变压器的铁心常用__硅钢片_____叠装而成，因线圈位置不同，可分为___芯式____和__壳式___两大类。

3．气体继电器装在____油枕___ 与___油箱____之间的管道中，当变压器发生故障时，气体继电器就会过热而使油分解产生气体。

4．绝缘套管穿过___油箱盖____，将油箱中变压器绕组的___输入、输出线____从箱内引到箱外与__电网_____相接。

5．绝缘套管由外部的__瓷套_____和中间的___导电杆____组成。

对它的要求主要是____绝缘性能___和____密封性能___要好。

变压器原理§变压器基本工作原理、结构与额定数据一、理想变压器的运行原理：{2111eeiu→→→φ·变压器电动势：匝数为N的线圈环链φ，当φ变化时，线圈两端感生电动势e的大小与N及dd tφ成正比，方向由楞次定律决定。

·楞次定律：在变化磁场中线圈感应电动势的方向总是使它推动的电流产生另一个磁场，阻止原有磁场的变化。

U2＋－变压器的基本结构U1高U1+ e1=0一次侧等效电路(假定一次侧线圈电阻值为零)e22U2－e2=0二次侧等效电路·假设：1、一二次侧完全耦合无漏磁，忽略一二次侧线圈电阻；2、忽略铁心损耗；3、忽略铁心磁阻；4、1U为正弦电压。

·假定正向：电动势是箭头指向为高，电压是箭头指向为低。

·主磁通方向由一次侧励磁电流和绕组缠绕方向通过右手螺旋法则确定。

·一次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当与励磁电流方向相反，所以它的实际方向应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向相反，故有dtd e 1Φ-=N 1 ·二次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当阻止主磁通的变化，即按右手螺旋法则应当产生与主磁通方向相反的磁通，按图中副方绕组的缠绕方向，它的实际方向也应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向也相反，所以有dtd Ne 2Φ-=2，一二次侧感应电动势同相位。

而按照电路理论，有u e u e 1122=-=·变压器的电压变比21212121e U U E E N N e e K ====·因为假定铁心损耗为零，故有变压器一二次侧视在功率相等：2I =U I U 211,故e K I I 121= ·L e L LZ K I U Z , I U Z 21122===∧ ·变压器的功能是在实现对电压有效值变换的同时， 还实现了对电流有效值和阻抗大小的变换。

二、基本结构〖阅读〗 三、额定数据·S N ：额定工况下输出视在功率保证值。

理想变压器的原理
原、副线圈的电压之比等于它们的匝 数之比，即$frac{U_{1}}{U_{2}} = frac{n_{1}}{n_{2}}$。
原、副线圈的功率之比等于它们的匝数 之比的平方，即$frac{P_{1}}{P_{2}} = left(frac{n_{1}}{n_{2}}right)^{2}$。
高的特点。
变压器的容量选择
根据负载需求选择
根据实际负载的大小和性质，选择合适的变压器容量，确保变压 器的正常运行和可靠性。
考虑经济性
在满足负载需求的前提下，选择容量适中、价格合理的变压器，以 降低成本和维护费用。
预留一定的扩展空间
考虑到未来可能的负载增长，选择容量稍大的变压器，以避免频繁 更换设备带来的不便。
理想变压器的应用
电压调节
利用理想变压器可以调节 电路中的电压大小，以满 足不同电路元件的工作需 求。
隔离作用
理想变压器可以隔离电路中 的不同部分，使得它们之间 的电气性能相互独立，便于 分析和设计电路。
匹配阻抗
在某些情况下，可以利用 理想变压器来匹配电路元 件的阻抗，以改善电路的 性能。
互感线圈的串联与并
变压器的电流变换特性
总结词
当变压器二次侧接负载时，一、二次侧线圈中的电流与一、二次侧线圈匝数的反比。
详细描述
当变压器二次侧接负载时，二次侧线圈中产生电流，这个电流在磁场中会产生反作用，进而影响一次 侧线圈中的电流。根据变压器的工作原理，一、二次侧线圈中的电流与一、二次侧线圈匝数的反比， 即电流变换特性。
理想变压器的特性
01
02
03
电压变换
理想变压器能够改变输入 电压的大小，且输出电压 与输入电压的比值等于线 圈匝数之比。

变压器的基础知识一.变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。

换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。

二.结构：铁心和绕组：变压器中最主要的部件，他们构成了变压器的器身。

铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。

铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。

铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。

铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。

硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。

绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成。

一次绕组（原绕组）：输入电能二次绕组（副绕组）：输出电能他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。

其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。

从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。

由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。

其他部件：除器身外，典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。

三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。

额定值通常标注在变压器的铭牌上。

变压器的额定值主要有：1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。

以 V A 、kV A 或MV A 表示。

由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。

2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。

二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。

《电机及应用》判断题库及答案1. 电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。

（√）2. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。

（× ）3. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。

（√ ）4. 若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。

（√ ）5. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。

（√ ）6. 恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。

（√ ）7. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理 （× ）8. 铁心叠片越厚，其损耗越大。

（√ ）9. 变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加 。

（√ ）10. 电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电势1E 为常数 。

（× ）11. 变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率 。

（× ）12. 变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。

（× ）13. 变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等 （× ）14. 变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r 1很小，因此电流很大。

（× ）15. 只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。

（√ ）16. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。

（× ）17. 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运（√ ）18. 一台 50HZ 的变压器接到60HZ 的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小（× ）19. 变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压将降低。

（×）20. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。

（× ）21. 采用分布短距的方法，可以削弱交流绕组中的υ次谐波电势。

（√ ）22. 三相对称交流绕组中无三及三的倍数次谐波电势。

讨论题目:(1) (1) 一导体圆线圈在均匀磁场中运动,在下列几种情况下哪些会产生感应电流?① 线圈沿磁场方向平移;② 线圈沿垂直磁场方向平移;③ 线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向平行; ④ 线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向垂直. 本题考察对感应电流产生的条件的认识.(2) 感应电动势的大小由什么因素决定?如附图,一个矩形线圈在均匀磁场中以匀角速ω旋转.试比较,当它转到位置a 和b 时感应电动势的大小.涉及的知识点是感应电动势产生的条件及法拉第感应定律的定性理解.(3)怎样判断感应电动势的方向.① 判断上题附图中感应电动势的方向.② 在本题附图所示的变压器(一种有铁芯的互感装置)中,当原线圈的电流减少时,判断副线圈中的感应电动势的方向.利用两种方法判断感应电动势的方向。

(4)在附图中,下列各情况里,是否有电流通过电阻器R?如果有,则电流的方向如何. ① 开关K 接通的瞬时; ② 开关K 接通一些时间之后;③ 开关K 断开的瞬间.当开关K 保持接通时,线圈的哪一端起磁北极的作用?产生感应电流的条件(5)如果我们使附图左边电路中的电阻R 增加,则在右边电路中的感应电流的方向如何? 产生感应电流的条件和判断感应电动势或感应电流的方向。

(6)在附图中,我们使那根可以移动的导线向右移动,因而引起一个如图所示的感应电流.试问:在区域A 中的磁感应强度B 的方向如何?（7）附图中所示为一观察电磁感应现象的装置。

左边a 为闭合导体圆环，右边b 为有缺口a的导体圆环，两环用细杆连接支在O 点，可绕O 在水平面内自由转动。

用足够强的磁铁的任何一极插入圆环。

当插入环a 时，可观察到环向后退；插入环b 时，环不动，试解释所观察到的现象。

当用S 极插入环a 时，环中的感应电流方向如何？ 产生感应电流的条件和判断感应电动势或感应电流的方向。

（8）在下列各种情况下，闭合线圈在均匀磁场中转动，是否回产生感应电流？并指出其方向。

高考物理——电磁感应与正弦式交流电综合的新题归纳与解题策略在新高考的背景下,将电磁感应与正弦式交变电流这两部分知识进行综合考查的新题型越来越多,此类试题不仅可以考查对感应电动势、感应电流、安培力和正弦式交变电流的产生以及“四值”的应用等重要知识点,还可以考查学生的空间思维能力以及应用数学知识处理物理问题的能力。

由于电磁感应和交变电流都是高考必考的章节,因此有必要对这两部分知识进行综合考查的新题型进行深入研究。

笔者现对这些试题进行归纳总结,并探索解题策略。

题型1 线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动该题型是涉及正弦式交变电流产生的常规题型,核心要点有:1.若计时起点在中性面,则感应电动势瞬时值的表达式为e＝Emsinωt,其中Em ＝NBSω;若计时起点在垂直中性面的位置,则感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt。

2.每经过中性面一次,电流方向改变一次,则线圈转动一圈,电流的方向改变两次。

3.在中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但此刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零;在经过与中性面垂直的位置时,穿过线圈的磁通量为零,但此刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大。

除了这些基本的知识点以外,还有以下几点需要强调说明。

①线圈不管是圆形、矩形或其他形状,以上结论均相同。

②只要转轴与磁场垂直,即使轴的位置发生改变,以上结论均相同。

③当磁场或永磁体旋转、线圈静止不动时,以上结论均相同。

④当只有部分线框处于磁场中时,公式中的面积S是线框位于磁场中的有效面积。

【例1】(2022·江苏南通考前模拟·12)如图1所示,矩形线圈abcd匝数为N,总电阻为R,ab边和ad边长分别为L和3L,O、O′为线圈上两点,OO′与cd边平行且与cd边的距离为L,OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。

现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动,求:(1)从图1 位置开始转过60°过程中通过导线截面电荷量q;图1(2)线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。

变压器的参数测定
变压器的参数测定
变压器的参数测定
空载实验
目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、 空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。
接线图 *
*W A
~V
要求及分析 1）低压侧加电压，高压侧开路； V 向2I0)电调 压节f (U,U测11在出)和0U~P2001,.2IU0f和(NU范P01 ,围)画曲内出线单方
变压器的标么值
变压器的标么值
3.5 标么值
定义
标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的
基准值的比值,即
标么值
基准值的确定
=
实际值 基准值
1、通常以额定值为基准值。 2、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；
线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；
单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；
理想变压器的空载运行
理想变压器的空载运行
空载运行是指变压器的原边绕组接在电源 上，副边绕组不带负载（开路，I2=0）时的 状态。
理想变压器的空载运行
从理想变压器的空载运行开始分析 所谓理想变压器是指绕组没有电阻，铁芯中 没有损耗，磁路不饱和且没有漏磁通的变 压器。
规定电压、电流、电动势及磁通的正方向。
内容提要
内容提要
主要内容：了解变压器的电压、电流、阻 抗、磁势、磁通及磁路的关系，确定变压 器的基本方程及等效电路。
实际变压器的空载运行
实际变压器的空载运行
3.实际变压器空载时的 电压方程
Zm=R m+jXm
U1 E1 4.44 fN1m
实际变压器的空载运行
Zm称为变压器的励磁阻抗，它是表示变压器 磁化性能和铁耗的一个综合参数。 Zm=R m+jXm

《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案第1章思考题和习题一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。

气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。

电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。

感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。

他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。

相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用表示。

输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。

（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。

（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。

（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。

（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。

（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。

（√）三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。

A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。

A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。

A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是。

L1
i1 N1
e1

i2
e2
N2 u2
u1
L2
ZL
变压器的运行特性
i0 1

L1
i2=0
e2
N2 u2 ZL
u1
L2
N1
e1
因为是空载运行，二次绕组开路，所以电流i2=0。 电流i1是产生磁通Φ的全部原因。此时称为空载电流i0 因为i0只用于产生主磁通，所以原绕组是一个纯电感电 0 路。 i0滞后u190 ，电动势e1与u1反相。e1与e2同相 · U1
变压器的运行特性
五、变压器的空载运行相量图
为了直观的表示各物理量之间的大小关系和相位关系，
可在一张相量图中将各个物理量用相量的形式表示出来，称 为变压器的相量图。
变压器的运行特性
E1 j 4.44 fN1 m
E 2 j 4.44 fN 2 m



U 20 E 2
系为：I1=I2/k
变压器的运行特性
二次绕组接上负载ZL ,流过负载电流 I 2 ，而 F2 除了与 一次绕组磁通势共同建立主磁通外，还有一小部分漏磁通 2



只与二次绕组交链，在二次绕组中产生相应的漏磁电动势 E 2 。

E 2 j I 2 L2 j I 2 X 2
* U2
cos(2 ) 0.8
1.0
cos2 1
cos 2 0.8
* I2 ( )
0
1.0
变压器的运行特性
在纯电阻负载时，电压变化较小；而在容性负载时， 外特性是上翘的，端电压可能出现随负载电流的增加反而 上升，说明容性电流有助磁作用，使U2上升；而感性电流 有去磁作用，使U2下降。 这也说明了二次侧功率因数对

高三物理理想变压器试题答案及解析1.如图所示，a、b间接入电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(当温度升高时，其阻值将减小)，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是（）A．A1的示数增大，A2的示数增大B．V1的示数不变，V2的示数减小C．A1的示数增大，A2的示数减小D．V1的示数减小，V2的示数减小【答案】BC【解析】当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，所以B、C正确。

【考点】变压器的原理及动态电路的分析。

2.如图所示，原、副线圈匝数比为l00：1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c．d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为=311sin314t（V），则A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.IVB．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小C．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小D．副线圈两端的电压频率为50Hz【答案】D【解析】当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的最大值为311V，根据电压与匝数成正比可知，所以副线圈的电压的最大值为3.11V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为V，A错误．若当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由100：1变为50：1，所以输出的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，B错误．若当单刀双掷开关由a扳向b 时，理想变压器原、副线圈的匝数比由100：1变为50：1，副线圈电压加倍，电阻不变，输出功率P=，所以输入功率等于输出功率变为原来的4倍，C错误．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻增大，电路的总电阻增大，由于电压是由变压器决定的，电压不变，所以电流变小，C错误．原线圈与副线圈两端的电压频率均为50Hz,D正确。

----Copyright Coffee-------Copyright by Coffee----
电气测量技术B（一）
三相变压器空载与短路的原理
3.1 变压器的工作原理
变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用， 变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用，将一种等级的电压与 电流转换成另一种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。 电流转换成另一种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。
20 2
(3.6) (3.7)
8
3.2 变压器的空载运行
1. 感应电动势 首先研究主磁通所产生的感应电动势。 首先研究主磁通所产生的感应电动势。 由于漏磁通远小于主磁通， 空载时的原边绕组压降也很小。 由于漏磁通远小于主磁通，故 e1σ ≪e1 ，空载时的原边绕组压降也很小。 忽略这两者(它们之和只有 它们之和只有u1的 左右)的影响时 忽略这两者 它们之和只有 的0.2%左右 的影响时，可认为 左右 的影响时，可认为u1≈e1。可见当 。可见当u1 是正弦波时， 和 也按正弦规律变化。 是正弦波时，e1和 Φm 也按正弦规律变化。 设 Φm = Φm sinωt，则 ，
图3.1 单相双绕组变压器原理图
2
变压器的工作原理
与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组、原边绕 与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组 初级绕组、 初级绕组 标注其出线端； 组)，以A、X标注其出线端；与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边 ， 、 标注其出线端 与负载相连的绕组，送出交流电能， 绕组(次级绕组 副边绕组)， 次级绕组、 标注其出线端。 绕组 次级绕组、副边绕组 ，以a、x标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均 、 标注其出线端 以下角标“ 来表示 与副边绕组相关的物理量均以下标“ 来表示 来表示， 来表示。 以下角标“1”来表示，与副边绕组相关的物理量均以下标“2”来表示。例如原边 的匝数、电压、电动势、电流分别以N1、 、 、 来表示 副边的匝数、电压、 来表示； 的匝数、电压、电动势、电流分别以 、u1、e1、i1来表示；副边的匝数、电压、 电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。对一台降压变压器而言，原边绕组 电动势、电流分别以 、 、 、 来表示。对一台降压变压器而言， 来表示 即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反， 即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反，升压变压器的高压绕组指的 是副边绕组。 是副边绕组。 当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。 当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。忽 略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数kc=1，这样的变压器称 略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数 ， 为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势， 为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为

（5）气隙对空载电流影响很大，气隙越大，空载电流越大。因此要严格控制 铁心叠片接缝之间的气隙。
• 小结
（1）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的 材质及几何尺寸基本无关。
（2）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的 导磁性能越好，空载电流越小。
（3）电抗是联系电气量（电动势)与磁场量（磁通）的桥梁。感应电动势可 用电抗压降的形式表示。
副边： （1）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方向之间符合右 手螺旋关系； （2）副边绕组电流正方向与副边绕组电动势正方向一致； （3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。
二、电压平衡方程式
正方向规定如前，注意： （1）正方向规定可以任意 （2）通常原边按电动机惯例对待，副边按发电机惯例 （3）习惯上，端电压U表示电压降，电势E表示电压升. NhomakorabeaI0
r1
x1
. U1
.
Rm
E1
xm
变压器空载等效电路
xm >> rm
建立空载磁通
空载状态运行的变压器可近似为一个铁心电感接于电网。
电势方程：
•
•
•
•
U 1 E1 I 0 r1 j I 0 x1
•
•
I m (Rm jxm ) I 0 (r1 jx1)
•
•
I m Zm I 0 Z1
•
•
U 20 E 2
忽略漏阻抗压降后有效值：
U1 E1 4.44 fN1m
故：
m
E1 4.44 fN1
U1 4.44 fN1
可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的 匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。