第4章 变压器思考题及答案
变压器习题及详解答案.docx
课时练变压器说明： 5、8 为多项选择题，其他的均为单项选择题。
1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n 和 n ，正常工作时的输入电压、电流、电功率12分别是 U 、I 、 P，输出电压、电流、电功率分别是U、 I 、 P ，已知 n ＜ n ，则（）11122212A．U＜U，P＝P B．P＝P，I＜I21212121C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I22．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶ n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路。
当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（）A． 0B． 3 mAC． 48 mAD．与R大小有关3．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． 120 匝B． 150 匝 C ． 180 匝 D ．220 匝4．如图甲、乙所示电路中，当A、B 接10V 交变电压时，C、D间电压为 4V，M、N接 10 V直流电压时， P、 Q间电压也为 4 V 。
现把C、D接 4 V 交流，P、Q接 4 V 直流，下面哪个选项可表示、间和、间的电压（）A B M NA． 10 V 10 V B．10 V 4 V C． 4 V 10 VD． 10 V 05．如图 (a) 所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中＝55AR想电流表和电压表。
若原线圈接入如图(b) 所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为 2 AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz6．如图所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压， I 1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（）A．保持U1及P的位置不变， S 由a合到b时，I1将增大B．保持P 的位置及1 不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小UC．保持U1不变， S 合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，S 合在a处，若U1增大，I1将增大7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和 n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314 t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A． V B．VC． V D．V8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。
《变压器习题答案》PPT课件
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
故效率为
P2
P2 pFe
pCu
P2
P2 p0 Rk*SN
*100%
=
4.4159 *104 4.4159*104 245
U2 U2N
SN
cos 2
(1 0.0187) *50*103 *0.9W 4.42*104W
2021/4/23
7
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
605
*100%
98.11%
2021/4/23
9
3-13 一台三相变压器，原、副绕组的12个端点和各相绕组的极性如图所示， 试将该变压器接成Y/Δ –7、Y/Y-4连接图，请标出副边各相绕组出线标志，并画
出连接图和相量图。 解：1) Y/Δ –7
B
E AB E A E B
Eab A ba
EC E CA
YZ
ca b
Ecz Eax Eby
z
xy
2021/4/23
11
3-14 变压器原、副绕组按图所示连接，使用相量图判别他们的组别号。
a)
A
B
C
B
X
Y
Z
x
y
z
a
b
c
XY
Z
Ab
第4章 变压器思考题及答案
第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。
变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。
4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。
为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。
4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。
正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。
变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。
感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。
各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。
4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。
变压器(3)
问：二次测向一次侧折算后，用哪个基值？
第4章
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标么值的优点
1．便于比较变压器和电机的性能参数
例电力变压器 Zk* = 0.04～0.175 I0* = 0.02～0.1
2．可直观反映出变压器的运行情况,例如已知一台运行着的变
第4章
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短路参数计算
根据测得的短路实验数据可计算单相变压器的参数
短路阻抗： Z k
Uk Ik
短路电阻： Rk
Pk
I
2 k
短路电抗： X k Zk 2 Rk2
根据规定，测得的电阻应换算到国标规定的75℃时的数值，
换算公式为：
对于铜线： Rk75C
Rk
234.5 75 234.5 t
解：⑴短路试验在高压侧进行，测得的参数Rk、Xk为折算
到高压侧的值，以高压侧的基值来计算参数的标幺值
U1b=U1N=66000V
I1b=I1N=1000/66A
|Z|1b=U1b/I1b
⑵空载试验在低压侧进行，测得的参数Rm、Xm为折算 到低压侧的值，以低压侧的基值来计算参数的标幺值
U2b=U2N=6300V |Z|2b=U2b/I2b
压器端电压和电流为35kV、20A，从这些实际数据上判断不
出什么问题，但如果已知它的标幺值为U1*=1.0、I1*=0.6，说 明这台变压器欠载运行。
例:U2*=0.9 变压器二次低于额定值
I2*=1.1 变压器过载10%运行
3．折算前后各量相等——省去折算,例：U
'* 2
U
' 2
U1N
kU2 k U2 N
第四章_自耦变压器
例题： 例题： 双绕组变压器容量 s N = 500 KVA 而自耦变压器输出同等容量时的绕组容量 （设计容量或电磁容量）为多少？ 设计容量或电磁容量）为多少？ 自耦变压器的变比为： 自耦变压器的变比为：k = 1.5 A 自耦变压器设计容量： S NA
1 1 = (1 − ) S N = (1 − ) S N 1.5 KA
1、省料，造价低，外形尺寸小，重量轻 省料，造价低，外形尺寸小，
1 电磁容量： 电磁容量： S M = (1 − ) S NA KA
2、无功、有功损耗小，电压调整率小 无功、有功损耗小，
Z kA
1 = (1 − )Z k KA
R kA
1 = (1 − )Rk KA
，变比太大， k A 一般不超过 2，变比太大，高低压绕组 没有隔离，会不安全的，高压容易窜到低压。 没有隔离，会不安全的，高压容易窜到低压。
& & U2 = E2
& & & & U1 − E1 + I1R1 + jI1 X1 = & & U2 E2
V
二、电压互感器
& & & & U1 − E1 + I1 R1 + jI1 X 1 = & & U2 E2
≈0， 为励磁电流， I2≈0，I1为励磁电流，若
& I 1 ( R1 + jX 1 ) 很小
例题： 例题：同等容量的双绕组变压器和 自耦变压器比较短路电流大小。 自耦变压器比较短路电流大小。
双绕组变压器的 z k = 0.05 ，自耦变压器变比为 k A = 1.5
Z kA
1 = (1 − ) Z k = (1 − 1 ) Z k = 0.33Z k = 0.0165 KA 1.5
电路理论复习思考题期末复习题及答案
第1章复习思考题1-1．图1-1所示电路，试写出各电路所标出的未知电压和电流的数值。
图1-11-2．根据图1-2所示参考方向和数值确定各元件的电流和电压的实际方向，计算各元件的功率并说明元件是电源还是负载。
(a) (b) (c)图1-21-3．直流电路如图1-3所示，求电感电流和电容电压。
图1-31-4．如图1-4所示，电路中包含的各个元件的电压和电流参考方向如图所示，其中100P 1=W ，10P 2-=W ，50P 3=W ，20P 4=W ，求5P ，元件5是电源还是负载？图1-41-5．求图1-5所示电路中的电压1u 和1i 。
图1-51-6．求图1-6所示电路中的电压u 。
3Ω2Ω4Ωi10 V图1-61-7．求图1-7所示电路中的电压U 。
2ΩU4Ω+ -+ -+- +- 5V2V 5V 1Aa bde图1-71-8．图1-8所示电路中，已知5u ab -=V ，求电压源电压s u 。
图1-81-9．电路如图1-9所示，试求电压U X 。
图1-91-10．如图1-10所示的图，如果选1、2、3、4、8支路为树，则其基本回路组是什么？如果选择自然网孔为基本回路组，则其对应的树由哪些支路组成？②⑤1 2 3 4610 ④89 ⑥57 ③图1-10第2章复习思考题2-1．写出题2 1图所示各电路的端口电压电流的伏安特性方程。
(a) (b)图2-12-2．电路如图2-2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)所示，试计算a、b两端的电阻，其中电阻R=8。
(a) (b)(c)(d)(e) (f)图2-22-3． 利用电源等效变换，化简图2-3(a)和(b)的一端口网络。
(a) (b)图2-32-4．利用电源的等效变换求图示2-4电路中的电流I 。
图2-42Ω6V+I2Ω 2A7Ω6A2Ω2-5．求图2-5电路中的受控电流源的功率。
图2-5 2-6．求图2-6各电路的输入电阻R in。
图2-6第3章复习思考题3-1．用支路电流法求图3-1所示电路中各支路电流及各电阻上吸收的功率。
变压器习题与解答
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-=, dtd Ne 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-=, dtd Ne 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 (试)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。
变压器习题答案精选全文完整版
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。
电机学变压器第四章习题部分答案
第四章 三相变压器练习题填空题（1）三相变压器组的磁路系统特点是 。
（2）三相心式变压器的磁路系统特点是 。
（3）三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。
（4）为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。
（5）大容量Y/y 联接的变压器，在铁心柱上另加一套接成形的附加绕组，是为了 。
（6）变压器的联接组别采用时钟法表示，其中组别号中的数字为钟点数，每个钟点表示原、副边绕组对应线电势相位差为 。
（7）单相变压器只有两种联接组，分别是 和 。
（8）三相变压器理想并联运行的条件是 ， ， 。
（9）并联运行的变压器应满足 ， ， 的要求。
（10）变比不同的变压器不能并联运行，是因为 。
（11）两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 。
（12） 不同的变压器绝对不允许并联运行。
（14）短路阻抗标幺值不等的变压器不能并联运行，是因为 。
（15）一台Y/Δ-11和一台Δ/Y -11联接的三相变压器 并联运行。
（16）一台0/12Y Y -和一台0/8Y Y -的三相变压器，变比相等，经改接后 并联运行。
（1）各相主磁通有各自的铁心磁路（2）各相磁路彼此相关（3）变压器在磁路饱和情况下的相电动势波形畸变，（4）接成Δ（5）防止相电动势波形发生畸变，（6）30°的整数倍，（7）Ii0，Ii6（8）各变压器变比相等:各变压器联结组标号相同;各并联变压器的短路电压标幺值相等，短路阻抗角也相等。
（9）变压器一、二次额定电压的误差不大于0.5%；变压器联结组标号相同；各并联变压器的短路阻抗标幺值相差不超过10%（10）产生环流使变压器烧毁（11）标幺值成反比分配（12）组别（14）负载分配不合理，不能发挥并联运行的容量水平（15）能（16）能选择题（1）三相心式变压器各相磁阻 。
A ．相等B ．不相等，中间相磁阻小C ．不相等，中间相磁阻大（2）要得到正弦波形的感应电势，则对应的磁通波形应为 。
电机学课后 思考题 习题 答案
1.2 变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以 二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3 变压器铁心的作用是什么?为什么要用 0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料 是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成 是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架； 绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、 变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达 95%以上），二次绕组容量几乎接近一次 绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。
1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感
应定律 e N d 可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数 dt
(完整版)变压器的基础测试题目(附答案)
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Φm,I0,Z m,p Fe。
（增加，减少或不变）答：Φm增大，I0增大，Z m减小，p Fe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 接。
14.通过和实验可求取变压器的参数。
3 电机学_第三章、第四章 三相变压器及运行_西大电气
4.在相量图中，同向绕组在同一铁芯柱上，注意 同名端
5.连接副方绕组
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
由于磁路饱和，磁化电流是尖顶波。分解为基波 分量和各奇次谐波（三次谐波最大）。
问题
在三相系统中，三次谐波电流在时间上同相位， 是否存在与三相绕组的连接方法有关。
大容量变压器一般有较大的短路电压。
•分析三次谐波电流不能流通所产生的影响。
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
一、三相变压器组Y，y连接
初级为Y连接，激磁电 流中所必需的三次谐 波电流分量不能流 通——磁化电流正弦 形
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
思考：
相电势中存在三次谐波电势， 则线电势的波形如何？
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
Y，d连接
1、Y，d11 Eab滞后EAB 330 Eab超前EAB30
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
Y，d连接
2、Y，d1 Eab滞后EAB 30 Eab超前EAB 330
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
在高压线路中的大容量变压器需接成Y，d
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
五、三相变压器D，y连接
3次谐波电流可流通，磁
通呈正弦形，从而每相 电势接近正弦波。 分析点：
一次侧相电流中是否有三次谐波电流？
电机学习题解答教材
第一篇 变压器一、思考题（一）、变压器原理部分1、变压器能否用来变换直流电压？ 不能。
磁通不变，感应电动势为零，111R U I =，1R 很小，1I 很大，烧毁变压器。
2、在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时高、低压绕组电压之比来计算？电压比应为绕组电动势之比，绕组电动势的分离、计算和测量比较困难。
空载时22202E U U U N ===，11011Z I E U N +-=，10I 很小，一次侧阻抗压降很小，11E U N ≈，所以NN U U E E k 2121≈=，变压器一、二侧电压可以方便地测量，也可以通过铭牌获得。
3、为什么说变压器一、二绕组电流与匝数成正比，只是在满载和接近满载时才成立？空载时为什么不成立？012211I N I N I N =+，0I 和满载和接近满载时的1I 、2I 相比很小，02211≈+I N I N ，所以kN N I I 11221=≈。
空载时，02=I ，比例关系不成立。
4、阻抗变换公式是在忽略什么因素的情况下得到的？在忽略1Z 、2Z 和0I 的情况下得到的。
从一侧看L e Z k I U k kI kU I U Z 22222211====（21kU U =，忽略了1Z 、2Z 。
kI I 21=，忽略了0I ）。
（二）、变压器结构部分1、额定电压为V 230/10000的变压器，是否可以将低压绕组接在V 380的交流电源上工作？不允许。
（1）此时，V U 3802=，V U 7.16521230100003801=⨯=，一、二侧电压都超过额定值1.65倍，可能造成绝缘被击穿，变压器内部短路，烧毁变压器。
(2)m fN U Φ=2244.4，磁通超过额定值1.65倍，磁损耗过大，烧毁变压器。
2、变压器长期运行时，实际工作电流是否可以大于、等于或小于额定电流？等于或小于额定电流。
铜耗和电流平方成正比，大于额定电流时，铜耗多大，发热烧毁变压器。
变压器习题答案
第一篇 变压器一、填空题：1. 变压器工作原理的基础是 定律。
电磁感应2. 变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加 ，二次绕组的 电压。
额定电压，空载线（或开路线）3. 在变压器中，同时和一次绕组、二次绕组相交链的磁通称为 ，仅和一侧绕组交链的磁通称为 。
主磁通，漏磁通4. 变压器磁场中的磁通按照性质和作用的不同，分为 和 ，主磁通的作用是 ，漏磁通的作用是 。
主磁通，漏磁通，传递能量，产生漏电抗压降5. 一台变压器的额定频率为60Hz ，现将它接到50Hz 的电网上运行，若电压和线圈匝数均不变，则铁心中的磁通大约为原值的 倍。
1.26. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz 、电压为变压器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______。
饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。
7. 当变压器主磁通按正弦规律变化时，（考虑磁路的饱和）其空载电流波形为___________。
尖顶波8. 变压器的变比为k ，如果将二次绕组折合到一次绕组，则2I '= __________，2E ' =__________，2Z '=__________。
221I I k'=，22E kE '=，222Z k Z '= 9. 变压器等效电路中的X m 是对应于___________的电抗，R m 是表示________ ___的等效电阻。
主磁通，铁耗10. 变压器额定电压下负载运行时，当负载电流增大时，铜耗将_ ；铁耗将 。
增大，不变11. 三相变压器的联结组标号反映的是变压器高、低压侧对应 之间的相位关系。
线电动势（或线电压）12. 两台变压器并联运行，第一台短路电压U K I =5%U N ，第二台短路电压U K II =7%U N ，负载时，第___________台变压器先达到满载。
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（4）
习题与思考题解答（第4章）1. 影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？主要因素是零点残余电动势，这是由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等因素所造成的。
零点残余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：1）尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。
磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
2）选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路，既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小零点残余电动势。
3）采用补偿线路减小零点残余电动势。
2. 电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？电涡流传感器的线圈与被测金属导体间是磁性耦合，电涡流传感器是利用这种耦合程度的变化来进行测量的。
因此，被测物体的物理性质，以及它的尺寸和形状都会影响传感器的灵敏度。
一般来说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。
电涡流式传感器的主要优点是非接触式测量。
3. 试说明图4-12所示的差动相敏检波电路的工作原理。
相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
图4-12是一个采用了带相敏整流的交流电桥。
差动电感式传感器的两个线圈作为交流电桥相邻的两个工作臂，指示仪表是中心为零刻度的直流电压表或数字电压表。
设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。
当衔铁处于中间位置时，Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，电表指示为零。
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减小，Z2=Z-△Z，如果输入交流电压为正半周，则直流电压表正向偏转。
如果输入交流电压为负半周，电压表也是正向偏转。
同样可以得出结果：当衔铁下移时，电压表总是反向偏转，输出为负。
可见采用带相敏整流的交流电桥，输出信号既能反映位移大小又能反映位移的方向。
电力电子应用技术 第5版答案 第4章 思考题和习题
思考题和习题1.双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A 的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？晶闸管的额定电流参数是在规定的条件下，晶闸管稳定结温不超过额定结温时所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。
双向晶闸管通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。
额定电流为100A 的两只普通晶闸管反并联可用额定电流222.14A 的双向晶闸管代替。
2.如图4-4所示为单相交流调压电路，U i =220V ，L =5.516 mH ，R =1Ω，试求：（1）触发延迟角的移相范围。
（2）负载电流的最大有效值。
（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。
(4) 当α=π/2时，晶闸管电流有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。
解：（1）3πωϕ==R L arctg触发延迟角的移相范围：πϕπ≤≤3 （2）A ZU 110I i m == （3）kw R I m 21.1P 2m == 5.0==im m U I P λ （4）查图4-6，得导通角 ︒≈135θ ()()A 92.61cos )2cos(sin )(sin sin 212tan =++-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=⎰+-ϕθϕαθθπωϕαϕωπθααϕωαZU t d e t Z U I i t i o 28.02==io o U I R I λ3.一台220V 、10kW 的电炉，采用晶闸管单相交流调压，现使其工作在5 kW ， 试求电路的触发延迟角α、工作电流及电源侧功率因数。
解：设额定运行时，︒=0α，则︒=90α时，功率减半。
220V 、10kW 的电炉，其电阻R 为：Ω==84.4P R 2I 则5kw 时，R 不变，A R P 14.32I == 由于：R U 2P =，i o U U 21= 功率因数707.0===io i o o o U U U I U I λ 4.一单相交流调压器，输入交流电压为220V ，50Hz ，为阻感负载，其中R =8Ω，X L =6Ω。
5.4 变压器 参考答案
5.4 变压器 参考答案[学案]一、变压器的原理1.(2)交流电源、初级线圈. (3)负载、次级线圈.2.互感、n 1n 2.3.电源.4.不改变深度思考(1)能.当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.(2)不发光.二、理想变压器的规律2.等于、＝4. n 2I 2＋n 3I 3＋…….5. (1) U 1、U 2 (2) P 出、P 入 (3) I 2、I 1深度思考因为原、副线圈中的磁通量变化情况相同，所以变压器不能改变交流电的频率.三、几种常见的变压器2. (2)并联、接地. (3)高、低3.(2)串联、接地. (3)大、小[针对训练]1.答案 B解析 导体棒向左匀速切割磁感线时，在原线圈n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈n 2的磁通量变化，在副线圈n 2上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过.2.答案 B解析 题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比.当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4V 交流电压时，A 、B 间将得到10V 交流电压.题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比.但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M 、P 两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等.所以当P 、Q 接4V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4V.如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为交流电在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用.3.答案 D 解析 根据u 1＝122sin100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12V ，f ＝ω2π＝50Hz ，选项A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12V ＝6V ，即的读数为6V ，选项B 错误；又I 2＝U 2R L ＝66A ＝1A ，即的读数为1A ，选项C 错误；根据P 1＝P 2及P 2＝U 22R L ＝626W ＝6W ，选项D 正确.(1)电压表、电流表示数均为有效值.(2)理想变压器P 入＝P 出.(3)变压器不改变频率，即原、副线圈电流频率相等.4.答案 C解析 由U 1U 2＝n 1n 2，n 1>n 2知U 2<U 1；滑动触头从M 点顺时针旋转至N 点过程，n 2减小，则U 2降低，C 项正确．5.答案 AD解析 由题图可知原线圈输入电压的最大值U m ＝311 V ，周期T ＝2×10－2 s ，则原线圈输入电压的有效值U 1＝U m 2＝220 V ，频率f ＝1T ＝12×10－2 s ＝50 Hz ，A 正确；由U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝n 2n 1U 1＝22 V ，B 错误；P 向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C 错误；P 向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D 正确．6.答案 C解析 由电流互感器知高压输电线中电流I ＝1000A ，由电压互感器知高压输电线的电压U ＝220×103V ，则高压输电线的送电功率P ＝UI ＝2.2×108W.。
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第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。
变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。
4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。
为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。
4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。
正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。
变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。
感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。
各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。
4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。
其中励磁电流∙μI 与主磁通∙mφ同相位，称为空载电流的无功分量；铁耗电流∙FeI与一次绕组∙1E 的相位相反，超前主磁通∙mφ90o,称为空载电流∙I 的有功分量。
其中的铁耗电流与励磁电流相比非常小，所以一次绕组电流就近似认为是励磁电流，在相位上滞后一次绕组电压90º，所以空载运行时功率因数不会很高。
4-5 变压器负载运行时，绕组折算的准则是什么？答：折算就是用一个匝数和一次绕组完全相同的假想绕组来替代原有的二次绕组，虽然折算前后二次绕组匝数改变了，但是变压器二次绕组折算之前的能量关系、电磁关系和磁动势大小并不受影响，这是变压器折算的基本准则。
4-6 研究变压器特性时，如何定义变压器的电压变化率？它的大小与哪些因素有关？答：电压变化率就是变压器一次绕组外接工频额定电压，负载功率因数一定时，变压器空载运行时的二次侧输出空载电压U 20与变压器负载运行时的二次侧输出负载电压U 2之差和二次侧额定输出电压U 2N 之比，且当变压器空载运行时，有U 1= U 1N ，I 2= 0，U 2= U 2N ，，则有：%100%1002222220⨯-=⨯-=∆NN Nu u u u u u u电压变化率是是衡量变压器输出电压稳定性的一项重要性能指标，与变压器的短路阻抗、负载大小和负载性质有关。
4-7 三相变压器是如何连接的？答：三相变压器的一次绕组和二次绕组对应的线电动势相量之间的相位关系与绕组的绕向、首末端标志及绕组接法有关，但是其相位一定为30º的整数倍，因此可以采用时钟方法表示，当一次绕组和二次绕组接法相同时，即Y/Y 或者△/△，其连接组别号一定为偶数；当一次绕组和二次绕组接法不同时，即Y/△或者△/Y ，其连接组别号一定为起奇数。
4-8 额定电压为380/110的变压器，如果将二次绕组误接到380V 电压上，对变压器磁路会产生哪些影响？答：变压器一次绕组外接电压和主磁通的关系满足m fN e u φ11144.4=≈,当外接电压的大小和频率不变时，铁芯中流通的主磁通和绕组匝数成反比，即11N m∝φ。
设一次绕组外接电压为380V 时，空载电流为0i ，此时11N m∝φ。
如果误把二次绕组接到380V 电压上，则有2'1N m∝φ， 并且由变压器的变比可以知道，m m φφ45.3'=。
当变压器铁芯不饱和的时候，可以根据磁路欧姆定律，有Ri N Ri N m m'02'01==φφ，所以可以得到0'012i i =；如果考虑到磁路饱和情况，则铁芯处于严重饱和状态，变压器发热，严重的会损坏变压器。
4-9为什么三相组式变压器一般不采用Y/y连接，而常常采用Y/△或△/Y连接？答：Y/y连接的变压器，一次绕组和二次绕组没有谐波电流流通，励磁电流成正弦波，根据饱和磁化曲线的对应关系，磁通波形为平顶波，如果将磁通按照傅立叶级数展开，磁通可以分解为波形形状为正弦波的基波和波形形状同为正弦波，但频率为基波三倍的三次谐波磁通分量。
(1)Y/Y接法对于三相组式变压器，三次谐波磁通可沿各自主磁路闭合，产生幅值可达基波幅度为60%左右的三次谐波相电动势。
当基波电动势达到峰值的时候，三次谐波电动势也同时达到峰值，会使相电动势最大值升高很多，对绝缘不利。
但是线电动势中没有三次谐波分量，因为同相位的三相三次谐波线电动势相互抵消了。
所以三相组式变压器一般不会采用Y/Y接法。
对于三相芯式变压器，三相磁路相互连通，所以同相位的三次谐波磁通不能在主磁通路中闭合，只能经变压器油箱形成回路，磁阻大，三次谐波磁通被削弱，三次谐波电动势较小，所相电动势接近于正弦，但三次谐波磁通在油箱中引起损耗，导致变压器局部过热，效率降低。
所以容量较大、电压较高的三相芯式变压器也不宜用Y/Y接法。
（2）△/Y或△/△接法三次谐波电流可以在原边三相绕组中流过，所以根据饱和磁化曲线，可以知道主磁通与相电动势基本上均为正弦波，不会产生过高的相电动势，所以也不会对变压器造成损坏。
（3）Y/△接法一次绕组中三次谐波电流无法流通，根据饱和磁化曲线可知，铁芯中的三次谐波磁通在一、二次绕组中会产生三次谐波电动势，二次绕组的三次谐波电动势在△接法中就可有三次谐波电流流通，对一次侧产生的三次谐波磁通起削弱作用，从而使主磁通及相电动势接近正弦。
所以，不论三相芯式或组式变压器，为使主磁通及相电动势为正弦波，常将一次绕组或二次绕组接成△。
4-10为什么电压互感器在工作时不允许二次侧短路？电流互感器在工作时不允许二次侧开路？答：由于电压互感器二次侧所接的电压表或者功率表等仪表，内阻很大，所以实际上电压互感器工作时相当于一太降压变压器的空载运行，此时二次侧短路，会产生很大的短路电流，烧坏变压器绕组，所以不允许二次侧短路。
电流互感器正常工作时，二次侧相当于短路，二次侧电流所产生的磁动势近似与一次侧磁动势大小相等，方向相反，所以建立铁芯中主磁通的合成磁动势和励磁电流很小。
但是如果二次侧开路，则一次侧电流全部为励磁电流，在铁芯中产生的磁通会很大，铁芯过饱和，铁损耗增大，互感器发热。
而且二次绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危机操作人员安全。
第4章 练习题题解及答案4-1 有一台单相变压器，额定容量AkV SN⋅=500，额定电压kV U U N N 4.0/10/21=，求一次侧和二次侧的额定电流。
解：AU S I AU S I NN N N N N 1250104.010*******101050033223311=⨯⨯===⨯⨯==4-2 有一台三相变压器，额定容量A kV S N ⋅=2500，额定电压kVU U N N 3.6/10/21=，Y/△连接。
求一次侧和二次侧的额定电流。
解：AU S I AU S I NN N N N N 1.229103.6310250033.14410103102500333223311=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯==4-3 一台三相变压器，容量为A kV S N⋅=60，用400V 的线电压给三相对称负载供电，设负载为Y 形连接，每相负载阻抗为Ω+=13j Z L ，问此变压器是否可以带动该负载？解： 负载阻抗的模值为：Ω=+=21322L Z负载的相电压和相电流分别为：AZ U I VUL LPLP LP1152/230/2303/400=====三相负载的视在功率为：A kV I U S LP LP L ⋅=⨯⨯==35.7911523033因为NLS S<,所以变压器不能带动该负载。
4-4 实验室有一单相变压器如图3－27，其数据如下：AkV 1S N ⋅=，V 110220U U N 2N 1=， A 1.955.4I I N 2N 1=。
今将它改接为自耦变压器，接法（a ）和（b ）所示，求此两种自耦变压器当低压边绕组ax 接于110V 电源时，AX 边的电压1U 及自耦变压器的额定容量NS 各为多少？AU Xax(a)(b)题图3－27 某单相变压器接线图解：（1）按照图1（a ）接线的自耦变压器变比3N N N 2N N N 222221=+=+=κAX 边额定电压V 3301103U U 21=⨯=κ=变压器额定容量A V 150033055.4U I S 11N ⋅=⨯==（2）按照图1（b ）接线的自耦变压器变比1N N N 2N N N 222221=-=-=κAX 边额定电压V 110U U 21=κ=变压器额定容量A V 50011055.4U I S 11N ⋅=⨯==4-5 一单相变压器，一次绕组匝数867N 1=，电阻Ω=45.2R1，漏电抗Ω=80.3X1；二次绕组匝数20N 2=，电阻Ω=0062.0R2，漏电抗Ω=0095.0X 2。
设空载和负载时mΦ不变，且Wb0518.0m=Φ，V10000U 1=，H z50f=。
空载时，1U超前于1E2.180，负载阻抗Ω-=0015.0j 0038.0Z L 。
求：（1）电动势1E 和2E ；（2）空载电流0I ；（3）负载电流2I 和1I 。
解：（1）求1E 和2EV 9970V0518.05086744.4f N 44.4E m 11=⨯⨯⨯=Φ= V 230V 0518.0502044.4f N 44.4E m 22=⨯⨯⨯=Φ=（2）求0IA18.10A 80.3j 45.2997010000Z E U I 1110=++=+=（3）求2I 和1IA18000A 0015.0j 0038.00095.0j 0062.0230Z Z E I L222=-++=+=35.4320867N N 21===κA 415A 35.4318000I I 21==κ=4-6 一台单相变压器，AkV 20000SN⋅=，kV11kV 127U U N2N 1=，Hz 50。