第3章 磁路和变压器习题与解答

3.变压器课后训练巩固提升一、基础巩固1.(多选)对于理想变压器,下列说法正确的是( )A.原线圈的输入功率随副线圈输出功率的增大而增大B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的增大而增大C.原线圈的电流不随副线圈输出电流的变化而变化D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零,且随副线圈输出功率的变化而变化。

原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流,当副线圈的电流为零时,原线圈的电流也为零,但原线圈电压并不一定为零,故A、B正确,C、D错误。

2.将输入电压为220 V,输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为( )A.120B.150C.180D.220由变压比n1n2=U1U2,得n130=2206,所以n1=1100;当U2'=30V时,n1n2'=22030,所以n2'=150,故Δn2'=n2'-n2=120。

所以A正确。

3.钳式电流表的外形和结构如图(a)(b)所示。

图(b)中电流表的读数为1.2 A,图(c)中用同一电缆线绕了3匝,则( )(a)(b)(c)A.这种电流表能测直流电流,图(c)的读数为2.4 AB.这种电流表能测交变电流,图(c)的读数为0.4 AC.这种电流表能测交变电流,图(c)的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交变电流,图(c)的读数为3.6 A,因此钳式电流表只能测交变电流。

题图(b)中线圈单匝时,A 的读数为1.2A,根据n 1I 1=n 2I 2可知,在题图(c)中绕3匝时,A 的读数应为3.6A,故选项C 正确。

4.如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则( )A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变n 后,有n 1'n 2'=n 1-n n 2-n,可以得出,n 1n 2−n 1'n 2'=n (n 2-n 1)n 2(n 2-n )<0,则说明原、副线圈的匝数比变大,由n 1'n 2'=U 1U 2'=I 2'I 1'知,选项C 、D错误。

磁路及变压器课堂习题一、填空：1.磁通恒定的磁路称为，磁通随时间变化的磁路称为。

2.电机和变压器常用的铁心材料为。

3.铁磁材料的磁导率非铁磁材料的磁导率。

4.在磁路中与电路中的电势源作用相同的物理量是。

5、某三相变压器，“Ｙ，d”联接，Ｕ１Ｎ＝６３００／４００Ｖ，若电源电压由６.３kＶ改为１０kＶ，假定用改换高压绕组的办法来满足电源电压的变换，若保持低压绕组匝数每相为４０匝不变，则高压绕组每相匝数Ｎ１应改为__________。

6.变压器的铁心导磁性能越好，其励磁电抗Ｘm就越__________。

励磁电流Ｉm就越__________。

7.变压器负载运行时，当若负载电流增大，其铁心损耗将__________。

铜耗将__________。

8.恒压直流铁心磁路中，如果增大空气气隙。

则磁通；电感；电流；如果是恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时，磁通；电感；电流。

9.若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻。

10.铁耗大小取决于电机铁心材料一般用铁心叠片越厚，其损耗。

11.变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈电压为。

12.为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和，空载电流呈波形。

如不饱和时，空载电流呈波形。

13.变压器激磁电抗和漏抗分别对应磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数。

当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化我们希望这两个电抗大好还是小好这两个电抗谁大谁小。

二、单项选择题(在正确选项打√)1、若将变压器一次侧接到电压大小与铭牌相同的直流电源上，变压器的电流比额定电流A.小一些。

B.不变。

C.大一些。

D.大几十倍甚至上百倍。

2、变压器空载损耗A. 等于铁耗B. 等于铜耗C. 大于铁耗D.小于铜耗3、变压器（稳态）短路实验所测损耗A.主要为铜耗B.主要为铁耗C.全部为铜耗D.全部为铁耗4、变压器的铁心导磁性能和饱和程度对其励磁电抗Ｘm影响A. 导磁性能好，Ｘm大，饱和程度大，Ｘm小B. 导磁性能好，Ｘm小，饱和程度大，Ｘm小C. 导磁性能好，Ｘm大，饱和程度大，Ｘm大5、变比k=2的变压器，空载损耗250W(从低压侧测得)，短路损耗1000W(从高压侧测得)，则变压器效率最大时，负载系数βm为A. 1B. 2C. 0.5D. 0.256、变压器运行时，其二次端电压反而升高，原因可能是负载呈A. 容性B. 感性C. 纯电阻D. 都不是7、短路电压大，则A. 短路阻抗大B. 短路电流大C. 输出稳定性好D. 都不是8、一台频率为50Hz、额定电压为220/100V的变压器，如果把一次绕组接到50Hz、380V电源上，则主磁通和励磁电抗变化：A.主磁通增加，励磁电抗增加B.主磁通增加，励磁电抗减小C.主磁通减小，励磁电抗增加D.主磁通减小，励磁电抗增加9、考虑饱和，当变压器主磁通按正弦规律变化时，空载电流波形为A. 正弦波B. 平顶波C. 方波D. 尖顶波10、如空载电流波形按正弦规律变化时，则主磁通波形为A. 正弦波B. 平顶波C. 方波D. 尖顶波11、Y,d联接的三相变压器组，外加正弦电压，铁心中磁通基本上是A. 正弦波B. 平顶波C. 方波D. 尖顶波12、Y,y联接的三相变压器，其铁心应采用结构A. 心式B. 组式C. 壳式D. 都可以13、当一次侧接额定电压并维持不变时，变压器由空载转为满载运行时，其主磁通将会：A.增大B.减小C.基本不变14、变压器负载电流增大时： ( )A. 原边电流调节增大B. 原边电流自动增大C.原边电流自动减小15、电源电压增加,则变压器的励磁电抗将：A.不变B. 变小C.变大16.欲使变压器的ΔU=0，那么负载性质应为A.电阻电感性负载B.纯电阻负载C.纯感性负载D.电阻电容性负载三、简答题1.在下图中，当给线圈外加正弦电压u1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i1增加和减小时，分别画出感应电势的实际方向。

电机学_第三章变压器习题第⼆章变压器⼀、填空：1.★⼀台额定频率为60HZ的电⼒变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电⽹上运⾏，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。

答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减⼩，漏电抗减⼩。

2.三相变压器理想并联运⾏的条件是（1），（2），（3）。

答：（1）空载时并联的变压器之间⽆环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。

3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于空载电流将，空载损耗将。

答：空载电流很⼤，空载损耗很⼤。

4.★⼀台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电⽹上运⾏，额定电压不变，励磁电流将，铁耗将。

答：减⼩，减⼩。

5.变压器的副边是通过对原边进⾏作⽤的。

答：电磁感应作⽤。

6.引起变压器电压变化率变化的原因是。

答：负载电流的变化。

7.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将，变压器将。

答：增⼤很多，烧毁。

8.联接组号不同的变压器不能并联运⾏，是因为。

答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极⼤的环流，把变压器烧毁。

9.★★三相变压器组不宜采⽤Y,y联接组，主要是为了避免。

答：相电压波形畸变。

10.变压器副边的额定电压指。

答：原边为额定电压时副边的空载电压。

11.★★为使电压波形不发⽣畸变，三相变压器应使⼀侧绕组。

答：采⽤d接。

12.通过和实验可求取变压器的参数。

答：空载和短路。

13.变压器的参数包括，，，，。

答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变⽐。

14.在采⽤标⼳制计算时，额定值的标⼳值为。

答：1。

15.既和原边绕组交链⼜和副边绕组交链的磁通为，仅和⼀侧绕组交链的磁通为。

答：主磁通，漏磁通。

16.★★变压器的⼀次和⼆次绕组中有⼀部分是公共绕组的变压器是。

答：⾃耦变压器。

17.并联运⾏的变压器应满⾜（1），（2），（3）的要求。

第一部分： 变压器第一章 变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2 , 且有dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。

1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。

又U 1» E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。

或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大，又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。

1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。

因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。

1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。

为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。

第三章 变压器3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器*k Z 的范围如何？1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小，磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小，而 负载试验时加额定电压，主磁通大，所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等，1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R j X R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112m E fN m I R Z π===(见背面)3．7 为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化，∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83．8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用？一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小，而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等，方向相反，二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3．9 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？ 解： 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+空载时0I 很小，∴201mI R 可忽略 ∴0Fe P P ≈k c u P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈负载时Fe P ：与空载时无差别，这是因为当f 不变时，2222FeP B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压基本不变，∴Fe P 基本不变，则不变损耗，严格说，空载时，漏抗压降大∴磁密略低，铁耗略少些cu P ：如果是同一电流，则无差别。

磁路与变压器例题分析
任务二 变压器
[例6-1] 有一台电压为220/36V 的降压变压器，若变压器的一次侧绕组11100N =匝，试确定二次侧绕组匝数应是多少？
解：由公式（6-10），可以求出二次侧的匝数
2211361100180220
U N N U ==⨯=匝 [例6-2] 有一台电压为220/12V 的降压变压器，当二次侧接12V 、24W 的纯电阻负载时，求变压器一次侧、二次侧的电流各为多少？
解：二次侧电流
Α212
24222===
U P I 变比 33.181********==≈=
U U N N k 一次侧电流
Α11.033
.18221≈==k I I [例6-3] 有一电压比为220/36 V 的降压变压器，如果次级接上10Ω 的电阻，求变压器初级的输入阻抗。

解一：次级电流
Α6.310
36222===
Z U I 变比 1.636
2202121==≈=
U U N N k 初级电流 Α6.01
.66.321≈==
k I I 输入阻抗 Ω===
3666.0220111I U Z 解二：变压比
1.636
2202121==≈=
U U N N k 输入阻抗 Ω=⨯==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈1.372101.622222211Z k Z N N Z。