电机与拖动基础期末考试题库及答案

第一章绪论
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。

答：直流磁路，交流磁路。

2.电机和变压器常用的铁心材料为。

答：软磁材料。

3.铁磁材料的磁导率非铁磁材料的磁导率。

答：远大于。

4.在磁路中与电路中的电势源作用相同的物理量是。

答：磁动势。

5.当外加电压大小不变而铁心磁路中的气隙增大时，对直流磁路，则磁通，电
感，电流；对交流磁路，则磁通，电感，电流。

答：减小，减小，不变；不变，减小，增大。

二、选择填空
1.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。

A：增加 B：减小 C：基本不变
答：B，B，C，C，B，A
2.若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻。

A：增加 B：减小 C：基本不变
答：A
3.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中磁场。

A：存在 B：不存在 C：不好确定
答：A
4.磁路计算时如果存在多个磁动势，则对磁路可应用叠加原理。

A：线形 B：非线性 C：所有的
答：A
5.铁心叠片越厚，其损耗。

A：越大 B：越小 C：不变
答：A
三、判断
1.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。

（）答：对。

2.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。

（）答：错。

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。

（）答：对。

4. 若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。

（ ） 答：对。

5. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。

（ ） 答：对。

6. 恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。

（ ） 答：对。

7. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。

（ ） 答：错。

8. 铁心叠片越厚，其损耗越大。

（ ） 答：对。

四、简答
1. 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？
答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。

2. 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？
答：磁滞损耗由于B 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。

它与交变频率f 成正比，与磁密幅值
B
m
的α次方成正比。

V fB C p n
m h h = 涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。

它与交变频率f 的平方和
B
m
的平方成正比。

V B f C p m e e 2
22∆=
3. 什么是软磁材料？什么是硬磁材料？
答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。

磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。

这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。

常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。

磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。

电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。

4. 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？ 答：m R A
μ=
l
，其中：µ为材料的磁导率；l 为材料的导磁长度；A 为材料的导磁面积。

磁阻的单位为A/Wb 。

5. 说明磁路和电路的不同点。

答：1）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；
2）自然界中无对磁通绝缘的材料；
3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象； 4）含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。

6．说明直流磁路和交流磁路的不同点。

答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时间交变进而会在激磁线圈内产生感应电动势；
2）直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；
3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。

7．基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？
答：起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的B=f （H ）曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。

二者区别不大。

磁路计算时用的是基本磁化曲线。

8． 路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原
理，为什么？
答：有：安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。

9． 在下图中，当给线圈外加正弦电压u 1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流
i 1增加和
减小时，分别算出感应电势的实际方向。

答：在W 1中外加u 1时在
W 1中产生交变电流i 1，
i 1在W 1中产生交变磁通ф，ф通过W 2在W 2中和W 1中均产生感应电势е2和e 1
，当i 1增加时
e 1从b 到a ，е2从d 到c ，当i 1减少时e 1从a 到b ，е2从c 到d 。

五、计算
1. 下图是两根无限长的平行轴电线，P 点与两线在同一平面内，当导体中通以直流电流I 时，
求P 点的磁场强度和磁通密度的大小和r 1方向。

解：对于线性介质，迭加原理适用，A 在P 处产生磁场强度
H
AP
＝r 1
2πI
B 在P 出产生的磁场强度
H
BP
＝r I 2
2π
由于H AP
与
H
BP
方向相同，如图所示
则
H
P
＝
H
AP
+
H
BP
感应强度
B
P
＝μ0
H
P
＝π
μ
20
I
(
r 1
1
+
r
2
1
)
2. 上图中，当两电线分别通以直流电流（同向）I 和异向电流I 时，求每根导线单位长度上
所受之电磁力，并画出受力方向。

解：由于两根导体内通以同样大小的电流I ，现在考虑其大小时，它们受力是相同的。

一根导体在另一根导体处产生磁感应强度B ＝
02I μπ（r r 2
11
+） 所以每根导体单位长度受力f=BI=
π
μ220
I
（
r r 2
11
+） 力的方向是通同向电流时相吸，通异向电流相斥。

3. 在下图中，如果电流
i 1
在铁心中建立的磁通是Ф＝φ
m
Sin ωt ，副线圈匝数是
w
2
，试
求副线圈内感应电势有效值的计算公式。

解：副线圈中感应电势的瞬时值
e 2＝w
2
dt
d φ
＝
w 2
φ
m
ωCos ωt
∴感应电势e 2
的有效值计算公式为：
2E =
2
1w 2
ωφ
m
4. 有一单匝矩形线圈与一无限长导体同在一平面内，如下图所示。

试分别求出下列条件下线
圈内的感应电势：
（1） 导体内通以直流电流I ，线圈以速度ν从左向右移动：
（2） 电流i
= I m Sin ωt ，线圈不动：
（3） 电流i = I m Sin ωt ，线圈以速度ν从左向右移动。

解：(1)导体内通以电流I 时离导体x 远处的磁密为 B ＝
x
I
πμ
20
所以，当线圈以速度ν从左向右移动时感应电势大小为
e ＝－dt d φ＝－
dt
d
dx b x
I
c
vt a vt
a ⋅⋅⎰
+++πμ
20
＝－
dt
d （⋅πμ20bI ㏑vt a c vt a +++）
＝－
⋅
π
μ
20
bI
c vt a vt a +++()()
2()
v a vt v a vt c a vt +-+++
＝
⋅+++⋅)
)((20
c vt a vt a vc
bI πμ
（2） 当线圈不动时，电流是i = I m Sin ωt 时，
ф=02Sin t
I a c m b dx a
x
μωπ+⋅⋅⋅⎰ =
⋅π
μ20
I
m
b ㏑
a
c
a + Sin ωt 所以 e
＝－
dt d φ＝－02b I m μπ
⋅㏑a c
a + ωCos ωt
（3）电流i
= I m Sin ωt ，线圈以速度ν从左向右移动时
ф=
02a vt c
m a vt
Sin t I b dx x
μωπ+++⋅⋅⋅⎰
＝
02b I m μπ
⋅㏑vt a c vt a +++ Sin ωt
所以，
e ＝－dt
d φ
＝－
02m b I μπ⋅[2()
a vt vc
Sin t a vt c a vt ω+-⋅⋅++++㏑
vt a c vt a +++ ωCos ωt ] ＝02b I m μπ⋅[)
)((vt a c vt a t
vcSin +++ω+㏑c vt a vt a +++ ωCos ωt ]
5. 对于下图，如果铁心用23D 硅钢片迭成，截面积A Fe ＝4
12.2510-⨯㎡,铁心的平均长度
l Fe ＝0.4m ，
，空气隙30.510δ-=⨯m ，线圈的匝数为600匝，试求产生磁通φ＝41110-⨯韦时所需的励磁磁势和励磁电流。

解：在铁心迭片中的磁密为
Fe
B Fe A φ
=
＝11/12.25＝0.9 (T)
根据23D 硅钢片磁化曲线查出Fe H ＝306 (A/m)
在铁心内部的磁位降 F Fe ＝H Fe *l Fe ＝306*0.4＝122.4（A ） 在空气隙处，当不考虑气隙的边缘效应时
0.9B B a Fe ==（T ） 所以 0.97
4100
B a
H a μπ=
=
-⨯＝7.15510⨯ （A/m ）
故 537.150.51010F H a a δ-=⨯=⨯⨯⨯＝357.5（A ）
则励磁磁势F ＝a F +Fe F ＝357.5+122.4＝479.9 安匝 励磁电流479.90.799600
f
F I
W =
== （A ） 6. 磁路结构如下图所示，欲在气隙中建立4
710-⨯韦伯的磁通，需要多大的磁势？
解：当在气隙处不考虑边缘效应时，各处的磁密 B ＝4
710 1.4()4510
T S φ
-⨯=
=-⨯ 硅钢片磁路长度3080110D
l
=+=（mm ）
铸钢磁路长度3080601169l r =++-=（mm ） 查磁化曲线： 2.09D
H
=（A/mm ） 1.88H r =（A/mm ） 空气之中：1431.11104
4100
B H a μπ=
=
=⨯-⨯（A/mm ）
故：各段磁路上的磁位降 2.09110229.9D
D
D
l F
H =⋅=⨯=（A ）
1.88169389.0l F H r r r =⋅=⨯=（A ） 111011110l F H a a a =⋅=⨯=（A ） 则：F ＝a F +D F +r F ＝1110+229.9+389.0＝1728.9（A ）
故需要总磁势1728.9安匝。

7. 一铁环的平均半径为0.3米，铁环的横截面积为一直径等于0.05米的圆形，在铁环上绕
有线圈，当线圈中电流为5安时，在铁心中产生的磁通为0.003韦伯，试求线圈应有匝数。

铁环所用材料为铸钢。

解：铁环中磁路平均长度220.3 1.89D
R l
ππ==⨯=（m ）
圆环的截面积S ＝11
2322 1.96()0.05104
4
m D ππ-=
⨯=⨯
铁环内的磁感应强度0.003 1.528()3
1.9610B T S
φ
=
=
=-⨯
查磁化曲线得磁感应强度H ＝3180（A ） F ＝H D
l ＝)(600089.13180A =⨯
故：线圈应有的匝数为W ＝
12005/6000==I
F
（匝） 8. 设上题铁心中的磁通减少一半，线圈匝数仍同上题中所求之值，问此时线圈中应流过多少
电流？如果线圈中的电流为4安，线圈的匝数不变，铁心磁通应是多少？
解：在上题中磁通减少一半时磁密1
0.764()2
B
T B =
= 查磁化曲线得出磁场强度1H ＝646（A/m ） 所以，1
1
646 1.891220D
l
F H =⋅=⨯=（安/匝） 故此时线圈内应流过电流11
1220
1.021200
F I W
=
=
=（安） 当线圈中电流为4安时磁势2
2
120044800W F I ==⨯=⋅（安匝）
设2
F 所产生的磁通为0.0027韦，则：2
'0.0027
2
' 1.37531.9610
B S
φ=
=
=-⨯（T ） 查磁化曲线得磁场强度'1945(/)2A m H = 2
2
''1945 1.893680D
l
F H ∴=⋅=⨯=（安匝）
假设值小了，使'2F 比2F 小了很多，现重新假设''0.029φ=韦，
则''0.0292'' 1.48()23
1.9610T B S
φ==
=-⨯
查磁化曲线得磁场强度''2710(/)2A m H =
''''2710 1.89512022D l F H ∴=⋅=⨯=（安匝）
在''',,222F F F 中采用插值得
F
2
产生得磁通
"'1'''"22"()2222"'222
F F F F φφφφ-=-⨯-⨯- ＝2
1
)48005120(368051200027.00029.00029.0⨯-⨯---
＝0.002878（韦）
9. 设有100匝长方形线圈，如下图所示，线圈的尺寸为a ＝0.1米，b ＝0.2米，线圈在均
匀磁场中围绕着连接长边中点的轴线以均匀转速n ＝1000转/分旋转，均匀磁场的磁通密
度2
B=0.8wb/m 。

试写出线圈中感应电势的时间表达式，算出感应电势的最大值和有效值，并说明出现最大值时的位置。

解：线圈转动角速度)/(9.10460
1000
2602s rad n =⨯==
ππω 故在t 秒时刻线圈中的感应的电势W t BlvSin e ⋅=ω2
所以22
W
e Ba Sin t ωω=⋅⋅
＝t Sin 9.1049.1042.01.08.0100⨯⨯⨯⨯⨯
＝168Sin104.9t （v ）
感应电势的最大值168()M e v = 感应电势的有效值E ＝
1192
168=（v ）
出现感应电势最大值时，线圈平面与磁力线平行。

10. 设上题中磁场为一交变磁场，交变频率为50Hz ，磁场的最大磁通密度m B 0.8T =， （1） 设线圈不转动，线圈平面与磁力线垂直时，求线圈中感应电势的表达式；
（2） 设线圈不转动，线圈平面与磁力线成60度夹角，求线圈中感应电势的表达式；
（3） 设线圈以n ＝1000r/m 的速度旋转，且当线圈平面垂直于磁力线时磁通达最大值，求
线圈中感应电势的表达式，说明电势波形。

解：（1）通过线圈的磁通100a b Sin t B m φπ=⋅⋅⋅ 0.10.20.81001201.6(100)
1090Sin t
Sin t πφπ=⨯⨯⨯-=⨯+
所以，线圈中的感应电势 20100 1.6100(100)50310010901d w
Cos t Sin t e dt
φ
πππ-=-=-⨯⨯⨯+= （2）当线圈不动，与磁力线成60度夹角时
00503100435100606021Sin Sin Sin t Sin t e e ππ===
（3）当线圈以n ＝1000r/m 转动时， (
2)3160
n
Sin t πφφ=⋅⋅ ＝201.6(100)104.91090Sin t Sin t π-⨯⨯+⋅ 所以线圈中的感应电势3d w
e dt
φ=- 20100 1.6[100(100)104.910900(100)104.9104.9]
90Cos t Sin t
Sin t Cos t πππ-=-⨯⨯+++⨯
＝167.8Cos209.3t －335.2Cos419t (v)
11. 线圈尺寸如上图所示，a ＝0.1m ，b ＝0.2m ，位于均匀恒定磁场中，磁通密度B ＝0.8T 。

设线圈中通以10安电流，试求： （1） 当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边受力多大？作用方向如何？作用在该线圈上的转
矩多大？
（2） 当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边受力多大？作用方向如何？作用在该线圈上的转
矩多大？
（3） 线圈受力后要转动，试求线圈在不同位置时转矩表达式。

解：（1）当线圈平面与磁力线垂直时，线圈两条长边所受之力（每边受力） 0.80.210 1.6()B b I N f b =⋅⋅=⨯⨯=
两条短边所受之力为0.80.1100.8()B a I N f a =⋅⋅=⨯⨯=
此时，各边作用力或同时指向框外或同时指向框内，线圈受力不产生转矩。

（2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈中只有短边受力，其大小仍为0.8（N ），
故其产生的转矩为0.80.20.16()M b N m f a =⨯=⨯=⋅
此时转矩最大，方向是绕轴转动。

（3） 在不同位置时，如果取线圈与磁场等位面的夹角为θ,则：在θ角处仍仅有短边受力才能产生力矩。

短边受力0.8()a N f =
所以，在θ处线圈所受之力矩a b Sin f M θθ=⋅⋅
＝0.8*0.2*Sin θ
＝0.16 Sin θ （N ·m ）
12. 一铁心电抗器如图所示，线圈套在开口环形铁心上，线圈匝数W ，铁内磁路长l ，截面积A ，
开口宽度δ，试求： （1） 电抗器的电感 （2） 当电流为t Sin I i ω⋅=
2安时的
【1】 电抗器的磁能和容量；
【2】 电抗器的等效电路；
【3】 二极间的吸力。

解：（1）设磁路中磁通为ф，则铁（相对磁导率为r μ）中磁强 10H r A r φμμ=⋅⋅ 空气中不考虑边缘效应时100H A φ
μ=⋅
故：产生ф所要磁势0F l H H r δ=⋅+⋅
所以：()1()00l l r F A A r r
φδμφ
δμμμμ+=⋅+= 则所需的激磁电流0r r
l F I W WA δφμμμ+==⋅ 故：电抗器的电感20A W W r L I I l r μμϕ
φδμ===+ （2）电抗器的电抗f fL x ππ22==2
0A W r l r
μμδμ+ 故电抗器的磁能和容量为20222A W r Q x f I I l r
μμπδμ==+ 如铜耗电阻为r ，铁耗电阻为m r ，
则等效电路如右图所示，
其阻抗为Z ＝r jx r m ++
两极间气隙（相距为x ）中的磁场能量为
12
H B A x W m =
⋅⋅⋅⋅ 故两极间的吸引力f 为
2211222002221002()22()
20d W B m f A H B A dx A A wi A w r r i l A l r r φμμμμμμδμμδμ==⋅⋅⋅=⋅⋅= ==++
第二章 变压器
一、填空：
1. 一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，
则此时m Φ ,0I ,m Z ,Fe p 。

（增加，减少或不变）
答：m Φ增大，0I 增大，m Z 减小，Fe p 增大。

2. 一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz ，电压为此变压器的6/5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，励磁电抗增大，漏电抗增大。

3. 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。

4. 如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ，空载
电流将 ，空载损耗将 。

答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。

5. 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。

6. 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。

7. 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。

8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。

答：负载电流的变化。

9. 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：增大很多倍，烧毁。

10. 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。

11. 三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。

答：电压波形畸变。

12. 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。

13. 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。

14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。

答：空载和短路。

15. 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。

16. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。

答：1。

17. 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。

18. 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。

19. 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。

20. 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：D
2. 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 。

答：C
3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，
那末原边的励磁阻抗标幺值是 。

Ａ：１６,
Ｂ：１６００,
Ｃ：０.１６。

答：A
4. 变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X ，副边漏抗2X 和励磁电抗
m X 将 。

Ａ：不变，
Ｂ：增加１０% ，
Ｃ：减少１０% 。

（分析时假设磁路不饱和）
答：A
5． 相电力变压器磁势平衡方程为 。

A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势
B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势
C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势
答：B
6． 压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通 。

A 增加
B 减少
C 基本不变
答：C
7． 升压变压器，一次绕组的每匝电势 二次绕组的每匝电势。

A 等于
B 大于
C 小于
答；A
8． 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 电压。

A 空载线
B 空载相
C 额定负载时的线
答：A
9． 单相变压器通入正弦激磁电流，二次侧的空载电压波形为 。

A 正弦波
B 尖顶波
C 平顶波
答：A
10． 变压器的其它条件不变，若原副边的匝数同时减少10℅，则1X ，2X 及m X 的大小
将 。

A ：1X 和2X 同时减少10，m X 增大
B ：1X 和2X 同时减少到0.81倍, m X 减少
C ：1X 和2X 同时减少到0.81倍，m X 增加
D ：1X 和2X 同时减少10℅，m X 减少
答：B
11． 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 。

A ：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热
有烧坏危险
答：C ，F
12． 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。

A:电压变化率太大； B:空载环流太大；
C:负载时激磁电流太大； D:不同联接组号的变压器变比不同。

答：B
13． 三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。

A ：线电势波形放生畸变；
B ：相电势波形放生畸变；
C ：损耗增大；
D ：有效材料的消耗增大。

答：B
14． 变压器原边匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将 。

A ：不变 B ：增加约10% C ：减小约10% 答：B
15． 三相变压器的变比是指———之比。

A ：原副边相电势
B ：原副边线电势
C ：原副边线电压
答：A
16． 磁通ф，电势е正方向如图，W 1匝线圈感应的电势e 为 。

A ：d Ф/dt
B ：W 1d Ф/dt
C ：-W 1d Ф/dt
答：C
17． 变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗 铜耗。

A ：大于
B ：小于
C ：等于
答：A
18． 两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 分配。

A ：大小成反比
B ：标么值成反比
C ：标么值成正比
答：B 19． 将50Hz 的变压器接到60Hz 电源上时，如外加电压不变，则变压器的铁耗 ；空
载电流 ；接电感性负载设计，额定电压变化率 。

A 变大
B 变小
答：B ，B ，A
20． 当一台变压器的原边匝数比设计少10%（副边匝数正常）则下列各值的变化为：磁
通 ；σ1X ；σ2X ；m X ；U 20 I 0 。

A ：变大
B ：变小
C ：不变
答：A ，B ，C ，B ，A ，A
21． 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8的三相变压器，变比相等，能否经过改接后作并联运
行 。

A．能 B．不能 C．不一定 D．不改接也能
答：A
22．一台 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。

A,增加 B,减小 C，不变.
答：B
23．变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压。

A,呈上升趋势； B,不变， C,可能上升或下降
答：C
24．单相变压器铁心叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流。

A,增大； B，减小； C,不变。

答：A
25．一台单相变压器额定电压为220/110V。

Y/y-12接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为。

A:0.06 ， B：0.03 ，
C：0.12 ， D：0.24 。

答：A
三、判断
1.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。

（）答：对
2.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
E为常数。

（）1
答：错
3.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。

（）答：错
4.变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。

（）答：错
5.变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等。

（）答：错
6.变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r1很小，因此电流很大。

（）答：错
7.变压器空载和负载时的损耗是一样的。

（）答：错
8.变压器的变比可看作是额定线电压之比。

（）
答：错
9. 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。

（ ）
答：对
10. 不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。

（ ）
答：错
11. 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行。

（ ）
答：对
12. 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。

（ ）
答：对
13. 变压器负载成容性，负载增加时，副边电压将降低。

（ ）
答：错
14. 变压器原边每匝数增加5%，副边匝数下降5%，激磁电抗将不变。

（ ）
答：错
15. 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。

（ ）
答：错
四、简答
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 m ， 产生励磁
磁动势f m ，在铁芯中产生交变主磁通φm , 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 m φ11-=、dt
d N
e m φ22-=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。

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 φ11-=、dt d N e φ22-=可知2
211N 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11
N U 增大，所以1
222N 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。

3. 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35mm 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。

为了减少铁心损耗，
采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。

4. 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。

绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。

分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而
实现变压器调压。

油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。

绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接
地的油箱绝缘。

5. 变压器原、副方额定电压的含义是什么？
答：变压器一次额定电压U 1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U 2N 是指变压器
一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。

6. 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和
负载时激励各磁通的磁动势？
答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，
从而把非线性问题和线性问题分别予以处理
区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。

2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。

3．在性质上，主磁通磁路饱和，φm 与i m 呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，
φ1σ与i 1呈线性关系。

4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。

空载时，
有主磁通m Φ 和一次绕组漏磁通σ1Φ ，它们均由一次侧磁动势10
F 激励。

负载时有主磁通m Φ ，一次绕组漏磁通σ1Φ ，二次绕组漏磁通σ2Φ 。

主磁通m
Φ 由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即2
1F F F m +=激励，一次绕组漏磁通σ1Φ 由一次绕组磁动势1F 激励，二次绕组漏磁通σ
2Φ 由二次绕组磁动势2F 激励。

7. 变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？
答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来
供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空
载电流的有功分量。

性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。

大小：由磁路欧姆定律m
m R N I 10=
Φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通φm , 绕组匝数N 及磁路磁阻m R 有关。

就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，1
144.4fN U m =Φ， 因此，m Φ由电源电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。

根据磁阻表达式m l R A μ=可知，m R 与磁路结构尺寸l ，A 有关，还与导磁材料的磁导率μ
有关。

变压器铁芯是铁磁材料，μ随磁路饱和程度的增加而减小，因此m R 随磁路饱和程度的增加而增大。

综上，变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率，绕组匝数，铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。

8. 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什
么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？
答：要从电网取得功率，有功功率供给变压器本身功率损耗，即铁心损耗和绕组铜耗，它转化成热能散发到周围介质中；无功功率为主磁场和漏磁场储能。

小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。

对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。

9. 为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？
答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。

10. 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。

它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它
们是否是常数？
答：激磁电抗是表征铁心磁化性能和铁心损耗的一个综合参数；漏电抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。

激磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。

11. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不
大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？
答： 因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程：。