《变压器与电动机》变压器的基本原理（二）（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）答案+原卷版

举一反三考点练 《变压器与电动机》变压器的基本原理（二）-课后自测 知识点一 变压器的变压比与空载运行时的向量关系 1. （简答题）简述变压器空载运行时主磁通与漏磁通的区别。 2.（简答题）简述空载电流包含哪两个分量？分别起什么作用。 3.（分析题）为什么空载运行时电源电压 U1与一次绕组电动势 E1近似平衡。 4.（分析题）试分析隔离变压器的工作原理与普通变压器的区别。 5.（填空题）空载电流的无功分量用于建立_______和_______，有功分量用于提供_______和_______损耗。 知识点二 变压器负载运行 1.（简答题）简述变压器负载运行时一次侧电流增大的物理过程。 2.（简答题）简述说明二次绕组电压平衡方程中，端电压 U2与哪些因素有关？写出表达式并说明各量意义。 3.（分析题）若变压器二次侧负载阻抗减小（感性负载），分析一次侧电流和二次侧端电压的变化趋势。 4.（计算题）某单相变压器额定容量 SN=10kVA，额定电压 U1N/U2N=220V/110V，求额定运行时一次侧和二次侧的额定电流 I1N、I2N，并计算变比 K。 5.（填空题）在相量图中，主磁电动势 E1______主磁通 90°、漏磁电动势滞后______90°。 知识点三 变压器的作用 1.（简答题）简述变压器的三大核心作用及其原理。 2.（简答题）说明高压输电的优势和面临的挑战。 3.（计算题）从某电厂通过30km 的三相输电线向某工厂送电，输电线采用截面积为185mm2的钢芯铝线，它每千米的电阻为0.17。假设输送容量为20000kVA试计算输电线路线电 压分别为110kV、35kV、10kV 时，线路上的功率损失是多少?各占输送容量的百分比是多少? 选用哪一电压等级的变压器合适。 4.（计算题）在某晶体管收音机中，输出阻抗为360，现有一阻抗为8的扬声器，若要使扬声器获得最大输出功率，问需要在扬声器和收音机的输出端之间接入变比为多大的变压器？如果输出变压器的一次绕组为230匝，求阻抗匹配时变压器二次绕组的匝数。 5.（填空题）变压器变压公式为 ______，变流公式为 ______。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《变压器与电动机》变压器的基本原理（二）-课后自测 知识点一 变压器的变压比与空载运行时的向量关系 1. （简答题）简述变压器空载运行时主磁通与漏磁通的区别。 【答案】 主磁通：由空载电流产生，绝大部分交链一、二次绕组，在两侧感应电动势（能量传递的核心），占比超 99%。 漏磁通：仅交链一次绕组，产生漏磁感应电动势（数值小，为主磁通千分之几），不参与能量传递，需考虑其对一次侧电压平衡的影响。 2.（简答题）简述空载电流包含哪两个分量？分别起什么作用。 【答案】 无功分量：建立主磁通和漏磁通，为感性分量，相位滞后电源电压 90°（近似），是空载电流的主要部分。 有功分量：提供铁损（磁滞 + 涡流损耗）和一次绕组铜损（电阻损耗）所需功率，与电源电压同相位，数值较小（因铁损优化，铜损在空载时可忽略）。 3.（分析题）为什么空载运行时电源电压 U1与一次绕组电动势 E1近似平衡。 【答案】 空载时一次绕组电流很小，绕组电阻压降和漏磁电动势均很小，根据电压平衡方程，近似有（相位相反，大小近似相等），故二者平衡。 4.（分析题）试分析隔离变压器的工作原理与普通变压器的区别。 【答案】 隔离变压器变压比 K=1（一次、二次匝数相等），故 E1=E2，简化后 U1≈E1，U2≈E2，因此 U1≈U2，不改变电压大小。 与普通变压器区别：不用于升压 / 降压，仅实现电路电气隔离（切断直接电联系），常用于安全场合（如医疗设备、工控电路），依赖主磁通传递能量，但电压变换比为1。 5.（填空题）空载电流的无功分量用于建立_______和_______，有功分量用于提供_______和_______损耗。 【答案】主磁通；漏磁通；铁损（磁滞 + 涡流损耗）；一次绕组铜损 知识点二 变压器负载运行 1.（简答题）简述变压器负载运行时一次侧电流增大的物理过程。 【答案】 二次侧接负载后，负载电流产生去磁磁通势，导致主磁通暂时减小；为维持主磁通不变（由电源电压决定），一次侧电流从空载电流增大，通过增强自身磁通势补偿二次侧的去磁作用，实现磁通势动态平衡。 2.（简答题）简述说明二次绕组电压平衡方程中，端电压 U2与哪些因素有关？写出表达式并说明各量意义。 【答案】 表达式：U2=E2−I2(Z2)，其中： E2为二次绕组电动势； I2为负载电流； Z2为二次绕组漏磁阻抗（含漏磁电动势等效电抗和电阻压降）。 3.（分析题）若变压器二次侧负载阻抗减小（感性负载），分析一次侧电流和二次侧端电压的变化趋势。 【答案】 负载阻抗减小 → 二次侧电流 I2增大 → 去磁磁通势增大； 一次侧电流 I1增大以补偿去磁作用； 二次侧漏磁压降增大，端电压 U2=E2−I2Z2减小（感性负载时相位也变化，但幅值下降）。 4.（计算题）某单相变压器额定容量 SN=10kVA，额定电压 U1N/U2N=220V/110V，求额定运行时一次侧和二次侧的额定电流 I1N、I2N，并计算变比 K。 【答案】 变比 k=U1N/U2N=220/110=2（或 K=N1/N2，近似等于电压比）； 一次侧额定电流 I1N=SN/U1N=10000/220≈45.45A； 二次侧额定电流 I2N=SN/U2N=10000/110≈90.91A； 验证电流比：I1N/I2N≈45.45/90.91=1/2=1/K，符合反比关系。 5.（填空题）在相量图中，主磁电动势 E1______主磁通 90°、漏磁电动势滞后______90°。 【答案】滞后；一次测电流 知识点三 变压器的作用 1.（简答题）简述变压器的三大核心作用及其原理。 【答案】 变压作用：通过电磁感应实现电压等级转换，匝数比决定电压比； 变流作用：一、二次侧电流与匝数成反比，高压输电利用此原理降低电流； 变换阻抗作用：通过匝数比 K，使一次侧等效阻抗 等效，实现电源与负载的阻抗匹配（等效电源内阻 时功率最大）。 2.（简答题）说明高压输电的优势和面临的挑战。 【答案】 功率固定时，高电压降低电流，减少线路功率损失，提高输电效率；电流减小使导线截面积减小，降低材料成本和架设重量。 挑战：高电压下的绝缘问题（需特殊绝缘材料和设备，增加设计难度）。 3.（计算题）从某电厂通过30km 的三相输电线向某工厂送电，输电线采用截面积为185mm2的钢芯铝线，它每千米的电阻为0.17。假设输送容量为20000kVA试计算输电线路线电 压分别为110kV、35kV、10kV 时，线路上的功率损失是多少?各占输送容量的百分比是多少? 选用哪一电压等级的变压器合适。 【答案】 （1）根据电工基础中三相对称电路公式，当输电线路电压为110kV时，则输电线路的电流I1为 每条输电线路电阻r1为： 则三相输电线路上总损失功率为 损失功率占输送容量的百分比 （2）当输电线路电压为35 kV 时，则 （3）当输电线路线电压为10kV 时，则 选用110 kV 电压等级的变压器合适。 4.（计算题）在某晶体管收音机中，输出阻抗为360，现有一阻抗为8的扬声器，若要使扬声器获得最大输出功率，问需要在扬声器和收音机的输出端之间接入变比为多大的变压器？如果输出变压器的一次绕组为230匝，求阻抗匹配时变压器二次绕组的匝数。 【答案】 由式可以求出变压器的变比 5.（填空题）变压器变压公式为 ______，变流公式为 ______。 【答案】U1/U2=N2/N1，I1/I2=N2/N1​​ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$