第19卷 变压器参数计算与效率分析-考点训练卷《电工技术基础》 湖南省（职教高考）电工电子类 考纲百套卷

编写说明：2027版湖南省《电工电子类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲电工电子类专业综合知识》编写。本专辑涵盖四个部分，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲 “掌握”“理解” 要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第19卷为考点训练卷，按《电工技术基础》范围和要求编写。具体内容为：1.会计算变压器的功率、效率核心参数。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第19卷 《电工技术基础》 变压器参数计算与效率分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共15小题，每小题3分，共45分） 1.变压器的额定容量表示的是（ ） A. 原边输入的额定有功功率 B. 副边输出的额定有功功率 C. 副边输出的额定视在功率 D. 变压器的总损耗功率 2.下图为变压器的原理图图，其中表示原边输入功率，表示副边输出功率，则图中和分别代表（ ） A. 铁损、铜损 B. 铜损、铁损 C. 空载损耗、负载损耗 D. 负载损耗、空载损耗 3.变压器的效率定义为（ ） A. 输出有功功率与输入有功功率之比 B. 输出视在功率与输入视在功率之比 C. 输入有功功率与输出有功功率之比 D. 输出无功功率与输入无功功率之比 4.变压器的铁损与下列哪个因素无关（ ） A. 电源频率 B. 铁芯磁通密度 C. 负载电流大小 D. 铁芯材质 5.下图为变压器效率随负载系数变化的曲线，关于该曲线的描述正确的是（ ） A. 负载系数越大，效率越高 B. 效率最高时，铜损等于铁损 C. 空载时效率为 100% D. 额定负载时效率一定最高 6.某单相变压器额定容量，额定电压，则副边额定电流为（ ） A. 22.7A B. 45.5A C. 90.9A D. 181.8A 7.某变压器输入有功功率为 1050W，输出有功功率为 1000W，则该变压器的效率为（ ） A. 95.2% B. 95.0% C. 5.0% D. 4.8% 8.下图为变压器空载试验电路图，该试验主要用于测量变压器的（ ） A. 额定铜损 B. 铁损 C. 负载损耗 D. 短路电压 9.变压器的铜损与负载系数的关系是（ ） A. 与成正比 B. 与成正比 C. 与成反比 D. 与成反比 10.某变压器铁损，额定铜损，当负载系数时，铜损为（ ） A. 25W B. 50W C. 100W D. 200W 11.某三相变压器额定容量，额定电压，采用星形接法，则原边额定相电流为（ ） A. 2.89A B. 5A C. 72.2A D. 125A 12.下图为变压器短路试验电路图，该试验主要用于测量变压器的（ ）、 A. 铁损 B. 空载电流 C. 额定铜损 D. 变比 13.某变压器铁损，额定铜损，则该变压器效率最高时的负载系数为（ ） A. 0.25 B. 0.5 C. 0.75 D. 1.0 14.某变压器在额定负载、功率因数为 0.8（滞后）时，输出有功功率为 8kW，输入有功功率为 8.5kW，则该变压器的额定效率为（ ） A. 94.1% B. 95.0% C. 96.0% D. 98.8% 15.下列关于变压器效率的说法中，错误的是（ ） A. 提高功率因数可以提高变压器的效率 B. 变压器的效率通常在 95% 以上 C. 容量越大的变压器，效率一般越高 D. 空载时变压器的效率最高 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.变压器的总损耗包括铁损和____两部分，其中铁损又称为不变损耗。 2.变压器效率最高的条件是____等于铁损。 3.变压器的____是不变损耗，不随负载变化；____是可变损耗，随负载系数的平方增大而增大； 4.某单相变压器额定容量为 5kVA，额定电压为 220V/110V，则原边额定电流为____A。 5.某变压器铁损为 60W，额定铜损为 240W，当负载系数为 0.6 时，总损耗为____W。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.某单相变压器额定容量，额定电压，在额定负载、功率因数为 0.9（滞后）时，测得输入有功功率。试完成下列计算： （1）计算该变压器的额定输出有功功率；（5 分） （2）计算该变压器的额定效率和总损耗。（5 分） 2.某三相变压器额定容量，额定电压，通过空载试验测得铁损，通过短路试验测得额定铜损。试完成下列计算： （1）计算该变压器效率最高时的负载系数和最高效率（功率因数为 0.85，滞后）；（6 分） （2）计算当负载系数、功率因数为 0.85（滞后）时的效率。（4 分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 某电工实训车间开展 “变压器效率测试” 实训，实训设备：额定容量、额定电压的单相变压器 1 台，调压器 1 台，交流电压表、交流电流表、功率表各 2 台，导线若干。实训要求：通过空载试验和短路试验测量变压器的铁损和额定铜损，计算不同负载下的效率，绘制效率曲线。完成下列问题： 请写出空载试验和短路试验的接线要点、操作步骤及注意事项。（10 分） 若通过试验测得该变压器铁损，额定铜损，试完成下列分析与计算： （1）计算该变压器在额定负载、功率因数为 0.9（滞后）时的效率；（5 分） （2）分析当负载功率因数从 0.9 下降到 0.7 时，变压器效率的变化趋势，并说明原因。（5 分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：2027版湖南省《电工电子类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲电工电子类专业综合知识》编写。本专辑涵盖四个部分，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲 “掌握”“理解” 要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第19卷为考点训练卷，按《电工技术基础》范围和要求编写。具体内容为：1.会计算变压器的功率、效率核心参数。 湖南省《电工电子类考纲百套卷》 第19卷 《电工技术基础》 变压器参数计算与效率分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共15小题，每小题3分，共45分） 1.变压器的额定容量表示的是（ ） A. 原边输入的额定有功功率 B. 副边输出的额定有功功率 C. 副边输出的额定视在功率 D. 变压器的总损耗功率 【答案】C 【解析】变压器的额定容量是指副边绕组额定电压与额定电流的乘积，即副边输出的额定视在功率，单位为 VA 或 kVA，它反映了变压器传递电能的能力，而非有功功率或损耗功率。 2.下图为变压器的原理图图，其中表示原边输入功率，表示副边输出功率，则图中和分别代表（ ） A. 铁损、铜损 B. 铜损、铁损 C. 空载损耗、负载损耗 D. 负载损耗、空载损耗 【答案】A 【解析】变压器的功率损耗主要包括铁损和铜损。铁损由铁芯中的磁滞和涡流损耗组成，与负载电流无关，又称空载损耗；铜损由绕组电阻的焦耳损耗组成，与负载电流的平方成正比，又称负载损耗。功率流程中，输入功率先扣除铁损，再扣除铜损，得到输出功率。 3.变压器的效率定义为（ ） A. 输出有功功率与输入有功功率之比 B. 输出视在功率与输入视在功率之比 C. 输入有功功率与输出有功功率之比 D. 输出无功功率与输入无功功率之比 【答案】A 【解析】效率是衡量变压器能量转换效率的重要指标，定义为输出有功功率与输入有功功率的百分比，即，反映了变压器将输入电能转换为输出电能的有效程度。 4.变压器的铁损与下列哪个因素无关（ ） A. 电源频率 B. 铁芯磁通密度 C. 负载电流大小 D. 铁芯材质 【答案】C 【解析】铁损是铁芯在交变磁场中产生的磁滞损耗和涡流损耗，其大小与电源频率、铁芯磁通密度、铁芯材质和铁芯体积有关，与负载电流大小无关，因此铁损又称为不变损耗。 5.下图为变压器效率随负载系数变化的曲线，关于该曲线的描述正确的是（ ） A. 负载系数越大，效率越高 B. 效率最高时，铜损等于铁损 C. 空载时效率为 100% D. 额定负载时效率一定最高 【答案】B 【解析】变压器效率曲线呈先升后降的趋势。当负载系数较小时，铁损占总损耗的比例较大，效率较低；随着负载系数增大，铜损增加，当铜损等于铁损时，效率达到最大值；继续增大负载系数，铜损占比超过铁损，效率开始下降。空载时输出功率为 0，效率为 0。 6.某单相变压器额定容量，额定电压，则副边额定电流为（ ） A. 22.7A B. 45.5A C. 90.9A D. 181.8A 【答案】C 【解析】根据单相变压器额定容量公式，变形得副边额定电流。 7.某变压器输入有功功率为 1050W，输出有功功率为 1000W，则该变压器的效率为（ ） A. 95.2% B. 95.0% C. 5.0% D. 4.8% 【答案】A 【解析】根据效率公式。 8.下图为变压器空载试验电路图，该试验主要用于测量变压器的（ ） A. 额定铜损 B. 铁损 C. 负载损耗 D. 短路电压 【答案】B 【解析】空载试验时，变压器副边开路，原边加额定电压，此时原边电流很小，铜损可以忽略不计，输入功率主要用于补偿铁损，因此空载试验主要用于测量铁损和空载电流。 9.变压器的铜损与负载系数的关系是（ ） A. 与成正比 B. 与成正比 C. 与成反比 D. 与成反比 【答案】B 【解析】铜损是绕组电阻的焦耳损耗，，而负载系数，因此，即铜损与负载系数的平方成正比，铜损又称为可变损耗。 10.某变压器铁损，额定铜损，当负载系数时，铜损为（ ） A. 25W B. 50W C. 100W D. 200W 【答案】B 【解析】根据铜损与负载系数的关系，代入，，得。 11.某三相变压器额定容量，额定电压，采用星形接法，则原边额定相电流为（ ） A. 2.89A B. 5A C. 72.2A D. 125A 【答案】A 【解析】三相变压器额定容量公式为，变形得原边额定线电流。星形接法中，相电流等于线电流，因此原边额定相电流为 2.89A。 12.下图为变压器短路试验电路图，该试验主要用于测量变压器的（ ）、 A. 铁损 B. 空载电流 C. 额定铜损 D. 变比 【答案】C 【解析】短路试验时，变压器副边短路，原边加很低的电压，使原边电流达到额定值，此时铁芯磁通密度很低，铁损可以忽略不计，输入功率主要用于补偿铜损，因此短路试验主要用于测量额定铜损和短路电压。 13.某变压器铁损，额定铜损，则该变压器效率最高时的负载系数为（ ） A. 0.25 B. 0.5 C. 0.75 D. 1.0 【答案】B 【解析】变压器效率最高的条件是铜损等于铁损，即。代入，得，变形得。 14.某变压器在额定负载、功率因数为 0.8（滞后）时，输出有功功率为 8kW，输入有功功率为 8.5kW，则该变压器的额定效率为（ ） A. 94.1% B. 95.0% C. 96.0% D. 98.8% 【答案】A 【解析】额定效率是指变压器在额定负载、额定功率因数下的效率。根据效率公式。 15.下列关于变压器效率的说法中，错误的是（ ） A. 提高功率因数可以提高变压器的效率 B. 变压器的效率通常在 95% 以上 C. 容量越大的变压器，效率一般越高 D. 空载时变压器的效率最高 【答案】D 【解析】空载时变压器输出功率为 0，效率为 0，是效率最低的工况。提高功率因数可以增加输出有功功率，从而提高效率；大容量变压器的损耗占比相对较小，效率通常更高；电力变压器的效率一般在 95% 以上。 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 1.变压器的总损耗包括铁损和____两部分，其中铁损又称为不变损耗。 【答案】铜损 【解析】变压器的功率损耗主要由铁损和铜损组成。铁损由铁芯的磁滞和涡流损耗引起，与负载电流无关；铜损由绕组电阻的焦耳损耗引起，与负载电流的平方成正比。 2.变压器效率最高的条件是____等于铁损。 【答案】铜损 【解析】当铜损等于铁损时，变压器的总损耗最小，效率达到最大值。这是变压器经济运行的重要条件。 3.变压器的____是不变损耗，不随负载变化；____是可变损耗，随负载系数的平方增大而增大； 【答案】铁损；铜损 【解析】铁损是不变损耗，不随负载变化；铜损是可变损耗，随负载系数的平方增大而增大。 4.某单相变压器额定容量为 5kVA，额定电压为 220V/110V，则原边额定电流为____A。 【答案】22.7 【解析】根据单相变压器额定容量公式，变形得原边额定电流。 5.某变压器铁损为 60W，额定铜损为 240W，当负载系数为 0.6 时，总损耗为____W。 【答案】146.4 【解析】铜损，总损耗。 三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 1.某单相变压器额定容量，额定电压，在额定负载、功率因数为 0.9（滞后）时，测得输入有功功率。试完成下列计算： （1）计算该变压器的额定输出有功功率；（5 分） （2）计算该变压器的额定效率和总损耗。（5 分） 【答案】 （1）额定输出有功功率为 18kW； （2）额定效率约为 97.3%，总损耗为 0.5kW。 【解析】 （1）额定输出有功功率等于额定视在功率乘以额定功率因数，即： （2 分） 代入参数，，得： （3 分） （2）额定效率为输出有功功率与输入有功功率之比： （2 分） 代入参数，，得： （1 分） 总损耗等于输入有功功率减去输出有功功率： （2 分） 2.某三相变压器额定容量，额定电压，通过空载试验测得铁损，通过短路试验测得额定铜损。试完成下列计算： （1）计算该变压器效率最高时的负载系数和最高效率（功率因数为 0.85，滞后）；（6 分） （2）计算当负载系数、功率因数为 0.85（滞后）时的效率。（4 分） 【答案】 （1）效率最高时的负载系数约为 0.707，最高效率约为 97.6%； （2）负载系数为 0.8 时的效率约为 97.5%。 【解析】 （1）效率最高的条件是铜损等于铁损，即，因此： （2 分） 代入参数，，得： （1 分） 最高效率时的输出有功功率： （1 分） 代入参数，，，得： 总损耗 最高效率： （2 分） （2）当负载系数时，铜损： （1 分） 总损耗： （1 分） 输出有功功率： （1 分） 效率： （1 分） 四、综合题（本大题共1小题，20分） 某电工实训车间开展 “变压器效率测试” 实训，实训设备：额定容量、额定电压的单相变压器 1 台，调压器 1 台，交流电压表、交流电流表、功率表各 2 台，导线若干。实训要求：通过空载试验和短路试验测量变压器的铁损和额定铜损，计算不同负载下的效率，绘制效率曲线。完成下列问题： 请写出空载试验和短路试验的接线要点、操作步骤及注意事项。（10 分） 若通过试验测得该变压器铁损，额定铜损，试完成下列分析与计算： （1）计算该变压器在额定负载、功率因数为 0.9（滞后）时的效率；（5 分） （2）分析当负载功率因数从 0.9 下降到 0.7 时，变压器效率的变化趋势，并说明原因。（5 分） 【答案及解析】 1.空载试验和短路试验的接线要点、操作步骤及注意事项 （1）空载试验 ① 接线要点：将变压器副边开路，原边经调压器、功率表、电流表接至交流电源，电压表并联在原边绕组两端。功率表的电压线圈并联在原边，电流线圈串联在原边。（2 分） ② 操作步骤： 调压器输出调至零位，闭合电源开关； 缓慢调节调压器，使原边电压升至额定值 220V； 读取功率表、电流表和电压表的数值，记录空载功率（即铁损）、空载电流和空载电压； 试验完成后，将调压器调回零位，断开电源。（2 分） ③ 注意事项： 空载试验应在额定电压下进行，以保证铁损测量准确； 副边必须开路，严禁带负载； 注意仪表量程的选择，避免仪表过载。（1 分） （2）短路试验 ① 接线要点：将变压器副边短路，原边经调压器、功率表、电流表接至交流电源，电压表并联在原边绕组两端。功率表的电压线圈并联在原边，电流线圈串联在原边。（2 分） ② 操作步骤： 调压器输出调至零位，闭合电源开关； 缓慢调节调压器，使原边电流升至额定值； 读取功率表、电流表和电压表的数值，记录短路功率（即额定铜损）、短路电流和短路电压； 试验完成后，将调压器调回零位，断开电源。（2 分） ③ 注意事项： 短路试验应在额定电流下进行，以保证铜损测量准确； 副边必须可靠短路，短路导线的电阻应尽可能小； 调节调压器时要缓慢，避免电流超过额定值损坏变压器。（1 分） 2.效率计算与分析 （1）额定负载、功率因数为 0.9 时的效率计算 额定输出有功功率： （2 分） 总损耗： （1 分） 效率： （2 分） （2）功率因数下降对效率的影响分析 当负载功率因数从 0.9 下降到 0.7 时，变压器的效率会降低。（2 分） 原因：变压器的铁损和铜损主要与负载电流大小有关，与功率因数无关。当负载功率因数下降时，在相同的负载电流下，输出有功功率会减小，而总损耗基本不变，因此效率会降低。（3 分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $