磁路与变压器习题参考答案

磁路和变压器测试卷一、填空题（每空1分，共30分） 1、铁磁材料能够被磁化的原因是因为其内部存在大量的 。

2、由铁心制成而使磁通集中通过的回路称为 ；少量磁通通过空气构成的回路称为 。

3、交流电磁铁的铁心发热是因为 和 现象引起的能量损耗。

4、铁磁材料被反复磁化形成的封闭曲线称为 ，根据其形状可将铁磁物质分为 材料和 材料。

硅钢和铝镍合金分别是 和 材料。

5、若铁心线圈接到正弦交流电压源上，当频率减小时，磁通将 ，电流将 （填增大或减小）。

交流铁心线圈电压和磁通之间的关系为U ＝ 。

6、各类变压器的构造基本相同，主要包括两部分： 是变压器的磁路通道， 变压器的电路部分。

7、变压器在工作时，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为 ，它的大小随通过绕组的电流变化而变化，也称为 ；交变磁场在变压器铁心中引起 损耗和 损耗称为 ，它在外加电压固定时大小不变，也称为 。

8、变压器负载改变时，输出电压变化很小，说明其 特性好。

变压器的电压调整率表达式△U ＝ ，一般为 。

9、变压器的一次、二次绕组电流大小都是由 决定的。

10、电压互感器测量时，其一次绕组应 联在被测线路中，二次绕组绝对不允许 ； 电流互感器测量时，其一次绕组应 联在被测线路中，二次绕组绝对不允许 。

11、 变压器是一次、二次绕组共用一个绕组的变压器。

二、选择题（每题3分，共30分）1、空心线圈插入铁心后（ ）。

A 磁性将大大增强B 磁性基本不变C 磁性将减弱D 以上都不对2、与软磁性材料对应的性能和用途是（ ）。

A 磁滞回线面积大B 磁滞损耗大姓名：C 适合于制作永久磁铁D 适合于制作交流电器设备铁心3、单相变压器的变压比为k ，若一次绕组接入直流电压U 1，则二次绕组电压为（ ）。

A U 1/kB 0C kU 1D ∞4、负载增大时，变压器的一次绕组电流将（ ）。

A 增大B 不变C 减小D 无法判断5、变压器一次、二次绕组中不能改变的物理量是（ ）。

电机与拖动MATALB习题答案--变压器解析0-1 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？磁路计算时用哪种磁化曲线？基本磁化曲线是铁磁材料被反复磁化时，B-H 曲线不是单值，而是一条磁滞回线，磁滞回线平均后得到基本磁化曲线；将未经磁化的铁磁材料进行磁化，磁场强度H 由零增大时，磁通密度B 随之增大，所得B =?(H )曲线称为初始磁化曲线；在进行磁路计算时，为了简化计算，不考虑磁滞现象，而用基本磁化曲线来表示B 与H 之间的关系，故通常所说的铁磁材料的磁化曲线是指基本磁化曲线。

0-2 铁心中有哪些损耗？这些损耗是如何产生的？又与哪些因素有关？交流磁路中存在着铁心损耗，铁心损耗又分为磁滞损耗和涡流损耗。

磁滞损耗：指铁磁材料在交变的磁场中反复磁化，磁畴间相互摩擦，产生的损耗。

h h m np k fB V=，磁滞损耗与交变磁场的频率f 、铁心的体积V 、磁滞回线的面积成正比。

涡流损耗：指涡流产生的损耗。

222w w m p k f B V =?，k w 为与材料有关的比例系数，?为铁磁材料的厚度。

0-3 电机的磁路通常采用什么材料制成？这些材料有什么特点？铁磁材料是组成磁路的主要部分，其特点是能在外磁场中呈现很强的磁性，磁化曲线具有饱和性，其磁导率远大于非铁磁材料磁导率，且不是常数，随磁场强度的变化而变化。

铁磁材料具有剩磁和矫顽力，饱和性、磁滞现象是其基本特性。

0-4 磁路与电路在物理本质上有何区别？在物理本质上磁路与电路的区别：电路中存在的漏电现象通常是极小的，可忽略不计；磁路中存在的漏磁现象较漏电现象严重，一般在电机和变压器设计中，为了提高计算精度，需要考虑漏磁的影响，只有在不需精确计算或为了简化计算时，才不考虑漏磁影响。

第一章变压器1-1变压器有什么用途？其铁心为什么要用硅钢片叠成？1-2变压器铭牌有哪些主要额定数据？各额定值的含义是什么？1-3短路电压的大小由什么因素决定？它对变压器运行有什么影响？1-4为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损？为什么变压器的短路损耗可近似看成铜损？1-5变压器的空载试验为什么一般在低压侧做？短路试验时，一次侧所加的电压至短路电流为额定电流为止，为什么？1-6什么是引起变压器负载运行时二次侧端电压变化的原因？电压变化率能为零吗？如果能，则带什么性质负载时有可能使电压变化率为零？答：由于变压器内部存在漏阻抗，当有负载电流时，会产生电压降，所以输出电压是随负载电流变化而变化的，其变化规律与负载的性质有关。

高中物理 变压器专项练习题附答案一、单选题1．如图所示，一个面积为S 的单匝金属线圈（电阻不计）在匀强磁场B 中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO '匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接。

其中电阻R 1＝R ，光敏电阻R 2在无光照时其阻值也为R （其电阻随光照强度增大而减小），理想变压器的原、副线圈的匝数比为n ，电表皆为理想电表，则（ ）A ．开关S 处于闭合状态，当R 2上端串联理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）时，电流表的示数不变B ．当开关S 断开、R 2用黑纸包裹时，R 2两端电压的有效值为()2221BS n ω+C ．从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为cos e BS t ωω=D ．开关S 处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数变大，电流表的示数变大 2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b 是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S 为单刀双掷开关，负载电阻为R ，电表均为理想电表，在原线圈c 、d 两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ）A ．当S 与a 连接，2110s -=⨯t 时，电流表的示数为0B ．无论S 与a 或b 相连，1s 内电阻R 上电流方向均改变100次C ．将S 由a 拨向b 后时，电压表示数将变为原来的一半D ．将S 由a 拨向b 后时，电阻R 消耗的功率变为原来的2倍3．如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A 相连接，副线圈与三个灯泡和一个电流表相连接，四个灯泡完全相同，当输入电路中接入2202π(V)U t =交流电时，四个灯泡均能正常发光，以下说法正确的是（ ）A ．1s 内通过电流表的电流方向改变50次B ．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1C ．灯泡的额定电压为55 VD ．若副线圈中D 灯突然烧坏，其余三个灯泡均会烧坏4．如图是变电所为市区用户供电的示意图。

1.什么是主磁通？什么是漏磁通？答：链着励磁绕组和电枢绕组、经过气隙在电机主磁路中形成闭合磁路的磁通是主磁通；只链着励磁绕组或电枢绕组的磁通是漏磁通，它不穿过气隙。

2.变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件?如何达到理想的并联运行? 答：理想的并联应能满足下列条件：(1)空载时，并联的变压器之间没有环流。

(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载； (3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。

要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足： (1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。

(2)各变压器的联结组号应相同；(3)各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。

3.变压器的主要额定值有哪些?一台单相变压器的额定电压为220／110V ，额定频率为50Hz ，试说明其意义．若这台变压器的额定电流为4.55／9.1A ，问在什么情况下称其运行在额定状态?答：变压器的主要额定值有：(1)额定视在功率或称额定容量N S (kV A)；(2)额定线电压12/(V)N n U U k ；(3)额定线电流12/(A)N n I I ；(4)额定频率(Hz)N f ．一台单相交比器的额定电压为220／110V ，额定额率为50Hz ，这说明：(1)该变压器高压绕组若接在50Hz 、220V 电源上，则低压绕组空载电压为110V ，是降压变压器；(2)若该变压器低压绕组接在50Hz 、220V 电源上，则高压绕组空载电压为220V ，是升压变压器．当这台变压器加负载，使高压绕组电流为4.55A 、低压绕组电流为9.1A 时，称其运行在额定状态．4. 变压器的电抗参数m X ，1X σ，2X σ各与什么磁通相对应?说明这些参数的物理意义以及它们的区别，从而分析它们的数值在空载试验、短路试验和正常负载运行时是否相等．答：励磁电抗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 的值很大．此外，铁心的磁导率不是一个常数，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．由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电抗大．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和空载试验时的基本相等．一次绕组漏电抗1X σ与二次绕组漏电抗2X σ分别对应于一次绕组漏磁通和二次绕组漏磁通，漏磁通要走空气磁路而闭合，磁路的磁阻很大，冈此1X σ和2X σ就很小．因为空气的磁导率为常数，所以1X σ和2X σ为常数，即在空载试验、短路试验及正常负载运行时，它们的数值都相等．5.变压器的简化等效电路与T 型等效电路相比，忽略了什么量?这两种等效电路各适用于什么场合?答：简化等效电路是在将T 型等效电路中的励磁阻抗||m Z 视为无穷大时得到的，也就是在励磁电流0/m m I E Z =-=，即忽略丁励磁电流0I 的情况下得到的．T 型等效电路适合一次绕组加交流额定电压时各种运行情况，而简化等效电路只适合变压器负载运行时计算一、二次电流和二次电压的场合，例如计算电压调整率和并联运行时负载分配等． 6.变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率丰要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗?为什么?答：空载试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铁损耗．短路试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铜损托．在一、二次侧分别做空载试验，只要都加额定电压．由于12N N U kU =，这两种情况下铁心中主磁通是相等的；1212221112/4.444.444.444.44N N N N m U k U N N U U f N f N f N f N Φ====所以铁损耗相等，即电源输入功率相同．由于短路试验时所加电压很低，铁心中主磁通很小，铁损耗可忽略不计，因此，在一、二次侧分别做短路试验时，只要都加额定电流，这两种情况的铜损耗就相等，即电源输入功率相等．7.两台变比相同的三相变压器，一次额定电压也相同、联结组标号分别为Yyn0和Yyn8，能否想法使它们并联运行?答：能．只要将Yyn8变压器的二次绕组标志a ，b ，c 分别改为c ，a ，b 即可，因为这时已改为Yyn0的变压器了．8.一台单相变压器的额定容量为3200kVA N S =，电压为35／10.5kV ，一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流； (2)若负载的功率因数为0. 85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载，输出的无功功率又是多少?解：(1)一次额定线电压 135(k V )N U = 一次额定相电压120.2(kV)N U φ=== 一次额定线电流152.8(A)N I === 一次额定相电流 1152.8(A)N N I I φ== 二次额定线电压 210.5(k V )N U = 二次额定相电压 2210.5(kV)N N U U φ== 二次额定线电流2176(A)N I === 二次额定相电流2101.6(A )N I φ== (2)能带有功负载为c o s 32000.852720N P S ϕ==⨯= 输出无功功率为s i n32000.5271686N Q S ϕ==⨯= 9.某台单相变压器的N 100kVA S =，220V /3300U /U 2N 1N =，10.45R =Ω，1 2.96X σ=Ω，20.0019R =Ω，20.0137X σ=Ω。

1. 下列说法中正确的是（ ）a ． 硅钢片具有高导磁率，可制造永久磁铁；b ． 调压器（自耦变压器）既可调节交流电压，也可调节直流电压；c ． 交流继电器铁心上有短路铜环，是为了防震；d ． 直流电磁铁消耗的功率有铜损和铁损。

2. 变压器的容量S N 一定，其输出有功功率不仅取决于负载的______大小，还取决于负载的______高低。

3. 某信号源内阻为512Ω，若要使它向8Ω的喇叭输出最大功率，则输出变压器的变比K应为多大？4. 将直流继电器接在同样电压的交流电源上使用，结果（ ）a ． 没有影响，照常工作；b ． 电流过小，吸力不足，铁心发热；c ． 电流过大，烧坏线圈。

5. 某变压器额定电压为220V/110V ，今电源电压为220V ，欲将其升高到440V ，可采用（ ）a ． 将副绕组接到电源上，由原绕组输出；b ． 将副绕组匝数增加到4倍；c ． 将原绕组匝数减少为1/4。

6. 某电源变压器的容量为100V A ，额定电压为380V/220V 。

（1）若接一只220V ，40W 的白炽灯，则消耗铜损R Cu ＝2W ，铁损R Fe ＝3W ，试求副边电流和效率，输出视在功率占容量百分之几？（2）若接一只220V ，40W ，功率因数5.0cos =ϕ的日光灯（不计镇流器的功率损失），试求副边电流，铜损，和效率（铁损正比于电压），输出视在功率占容量百分之几？7. 有一空载变压器，原边加额定电压220V ，并测得原绕组电阻R 1＝10Ω，试问原边电流是否等于22A ？8. 如果变压器原绕组的匝数增加一倍，而所加电压不变，试问励磁电流将有何变化？9. 有一台电压为220V/110V 的变压器，N 1＝2000，N 2＝1000。

有人想省些铜线，将匝数减为400和200，是否也可以？10. 变压器的额定电压为220V/110V ，如果不慎将低压绕组接到220V 电源上，试问励磁电流有何变化？后果如何？11. 交流电磁铁在吸合过程中气隙减小，试问磁路磁组、线圈电感、线圈电流以及铁中心磁通的最大值将作何变化（增大、减小、不变或近于不变）？12. 有一线圈，其匝数N ＝1000，绕在由铸钢制成的闭合铁心上，铁心的截面积S Fe ＝20cm 2，铁心的平均长度l Fe ＝50cm 。

第三章 变压器一、填空：1. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。

答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。

2. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。

答：磁动势平衡和电磁感应作用。

3. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。

答：负载电流的变化。

4. 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。

5. 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。

6. 通过 和 实验可求取变压器的参数。

答：空载和短路。

7. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。

答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。

8. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。

答：1。

9. 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。

10. 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。

11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。

答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。

12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。

答：可变损耗，不变损耗。

二、选择填空1. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则 。

A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高，B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。

答：D2. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。

A ： 808.3A ， B: 56A ，C: 18.67A ， D: 32.33A 。

第二章 变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。

由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。

2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答：（1）额定电压不变，则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N又5060'=f f ⇒6050'=ΦΦ， 即Φ=Φ5'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻sl R m μ=不变，励磁磁势m m R N I Φ=⋅1，∴m m I I 65'=； （2）铁耗：βαf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小；（3）σσσπ11''1562x L f x =⋅=， σσσπ22''2562x L f x =⋅= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。

2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值，为什么？答：一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。

2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。

（具体测量方法略）2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=，Y,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。

《变压器》复习题一、单项选择题1．变压器是一种（D）的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电转变成同频率的另一种电压等级的交流电。

A．滚动 B．运动 C．旋转 D．静止3．电力变压器按冷却介质可分为（A）和干式两种。

A．油浸式 B．风冷式 C．自冷式 D．水冷式4．变压器的铁芯是（A）部分。

A．磁路 B．电路 C．开路 D．短路5．变压器铁芯的结构一般分为（C）和壳式两类。

A．圆式 B．角式 C．心式 D．球式6．变压器（C）铁芯的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面。

A．圆式 B．壳式 C．心式 D．球式7．变压器的铁芯一般采用（C）叠制而成。

A．铜钢片 B．铁（硅）钢片 C．硅钢片 D．磁钢片9．变压器的铁芯硅钢片（A）。

A．片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗小B．片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗大C．片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗小D．片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗大10．电力变压器利用电磁感应原理将（A）。

A．一种电压等级的交流电转变为同频率的另一种电压等级的交流电B．一种电压等级的交流电转变为另一种频率的另一种电压等级的交流电C．一种电压等级的交流电转变为另一种频率的同一电压等级的交流电D．一种电压等级的交流电转变为同一种频率的同一电压等级的交流电11．关于电力变压器能否转变直流电的电压，下列说法中正确的是（B）。

A．变压器可以转变直流电的电压B．变压器不能转变直流电的电压C．变压器可以转变直流电的电压，但转变效果不如交流电好D．以上答案皆不对12．绕组是变压器的（A）部分，一般用绝缘纸包的铜线绕制而成。

A．电路 B．磁路 C．油路 D．气路13．根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为（A）和交叠式两种。

A．同心式 B．混合式 C．交叉式 D．异心式14．对于（A）变压器绕组，为了便于绕组和铁芯绝缘，通常将低压绕组靠近铁芯柱。

A．同心式 B．混合式 C．交叉式 D．异心式15．对于（D）变压器绕组，为了减小绝缘距离，通常将低压绕组靠近铁轭。