第16卷 变换交流电压的规律及计算 重庆市（高职分类考试）《电工电子技术与技能》（机工版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 变换交流电压的规律及计算 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 变压器额定容量 、额定电压 与额定电流 的关系为（ ） A. （单相），（三相） B. （三相），（单相） C. cosφ（单相），（三相） D. 均为 2. 某理想变压器的电压比为 3，若在一次绕组上加 600V 的交流电压，则在二次绕组的两端用交流电压表测得的电压是（ ） A. 200V B. 300V C. 150V D. 180V 3. 在如图所示电路中，，则电压表的读数为（ ） A. 440V B. 330V C. 220V D. 110V 4. 下列关于变压器的说法，不正确的是（ ） A. 变压器可以实现电压变换和电流变换 B. 变压器的铁芯是用来增强磁场的 C. 变压器不能用于直流电压的变换 D. 变压器在工作时，原副边的功率不相等 5. 若变压器原边绕组的电压和频率均不变，则变压器铁芯中磁通与以下量的关系是（ ） A. 随负载的增大而增大 B. 随副边匝数的增加而增加 C. 随副边匝数的增加而减少 D. 不随负载的变化而变化 6. 对于理想变压器，若一次绕组匝数N1=100匝，二次绕组匝数N2=200匝，一次侧输入电压U= 100V，则二次侧输出电压U为（ ） A. 50V B. 100V C. 200V D. 400V 7. 如图所示，变压器输入电压一定时，两个副绕组的匝数为、当把电热器接在a、b而c、d空载时，电流表读数为I;当把同一个电热器接在c、d而a、b空载时，电流表读数为。则:I2=___ 。（ ） A. B. C. D. 8. 小型变压器副绕组为获得更高输出电压，通常采用的接线方式是（ ） A. 原绕组串联​ B. 原绕组并联​ C. 副绕组串联​ D. 副绕组并联​ 9. 有一单相理想变压器的额定容量为800V·A，初级线圈额定电压为220V，次级线圈额定电流为10A，则此变压器的匝数比值为（ ） A. 5.5 B. 2.5 C. 2.75 D. 4 10. 如图所示电路中，若将16Ω的负载接在抽头上，或将4Ω的负载接在抽头上，均能与信号源实现阻抗匹配，则为（ ） A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5 11. 某变压器额定电压为220V/110V，现电源电压为220V，欲将其输出电压提高到440V，可以采用的方法为（ ） A. 二次绕组接电源、一次绕组接负载 B. 一次绕组匝数增加至4倍 C. 一次匝数减少至原来的1/4 D. 二次绕组匝数增加至4倍 12. 一个理想变压器的一次、二次绕组匝数之比为 5：1，二次绕组两端接一个“10 V，50 W”的负载，为保证负载正常，则变压器的输入电压及输入电流为（ ） A. 50 V，10 A B. 50 V，5 A C. 10 V，5 A D. 10 V，10 A 13. 若20：1降压理想变压器的次级绕组中，0.6Ω电阻的电压为6V，则该变压器次级电流和初级电流分别为（ ） A. 10A；5A B. 5A；10A C. 10A；0.5A D. 0.5A；10A 14. 在如图所示的电路中，E=60V，R=10kΩ，，为使负载获得最大功率，变压器的变压比和a、b两端的等效电阻分别为（ ） A. 31.6，10kΩ B. ，20kΩ C. 100，10kΩ D. 31.6，20kΩ 15. 变压器的原副边绕组的匝数分别为 、，当变压器带负载工作时，原副边的电流为 和 ，阻抗为 和 ，下列说法错误的是（ ） A. 当 时， ， B. 当 时， ， C. 当 时， ， D. 当 时， ， 16. 变压器效率最高时，其负载系数通常为（ ）​ A. 0.3~0.5​ B. 0.5~0.7​ C. 0.7~0.9​ D. 0.9~1.0​ 17. 变压器短路试验的主要目的是测量（ ） A. 空载损耗和励磁阻抗 B. 短路损耗和短路阻抗 C. 额定电压和额定电流 D. 变比和效率 18. 变压器空载损耗主要由______引起（ ） A. 铁心磁滞与涡流 B. 绕组铜电阻 C. 漏磁通 D. 绝缘介质极化 19. 变压器的损耗类型中，哪种损耗会随着输出电流的增加而增加（ ） A. 铁心损耗 B. 铜损耗 C. 电容损耗 D. 绝缘损耗 20. 一台单相变压器额定容量为S=15KVA，额定电压为10KV/230V，满载时负载阻抗|Z|=3.45Ω，cosφ=0.85，则变压器满载时，其输出的有功功率为（ ） A. 15kW B. 14.75kW C. 13.75kW D. 12.47kW 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变压器只能够改变交流电压的大小。（ ） 22. 理想变压器的变压比只与原副线圈的匝数比有关，与负载无关。（ ） 23. 变压器变换电流公式是在忽略空载电流的情况下得到，若变压器在空载或轻载下运行，该公式就不适用了。（ ） 24. 当把变压器二次侧负载阻抗等效到一次侧时，等效阻抗与匝数比的平方成正比。（ ） 25. 变压器一次绕组的输入功率是由二次绕组的输出功率决定的。（ ） 26. 理想变压器的绕组没有电阻，因此绕组不发热。（ ） 27. 同一变压器的铜损与铁损可以相互抵消。（ ） 28. 变压器初级绕组接额定电压，次级绕组开路时，可以认为该变压器的铁损为零。（ ） 29. 降压变压器的效率小于1，升压变压器的效率大于1。（ ） 30. 用相互绝缘的硅钢片制造变压器的铁心，可以减小磁滞损耗和涡流损耗。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一理想变压器，已知一次绕组匝数为1000匝，二次绕组的匝数为100匝，将变压器的一次绕组接在380V的交流电源上，若二次侧负载阻抗为19Ω。求： （1）变压器的输出电压。 （2）一次侧、二次侧的电流。 32. 在图所示电路中,理想变压器的一次绕组和二次绕组的匝数比为1:2,电源电压U=220V,熔断器的额定电流为I0=1A,R是可变电阻。为了不使一次绕组中的电流超过I0 ,调节电阻R时,其值最低不能小于多少? 33. 收音机中的变压器，原线圈为1210匝，接在220V的交流电源上，要得到5V、350V两种电压，如果不计变压器本身的损耗，求∶ （1）这两个副线圈的匝数； （2）画出该变压器的图形符号 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如何计算变压器的功率和效率？ 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 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 变换交流电压的规律及计算 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 变压器额定容量 、额定电压 与额定电流 的关系为（ ） A. （单相），（三相） B. （三相），（单相） C. cosφ（单相），（三相） D. 均为 【答案】A 【解析】变压器额定容量指视在功率。单相变压器额定容量为 ；三相对称变压器采用线电压、线电流计算，额定容量为 √3。乘以 cosφ 得到的是有功功率，不是额定容量，因此选 A。 2. 某理想变压器的电压比为 3，若在一次绕组上加 600V 的交流电压，则在二次绕组的两端用交流电压表测得的电压是（ ） A. 200V B. 300V C. 150V D. 180V 【答案】A 【解析】根据理想变压器的电压比等于匝数比，二次电压 = 一次电压 × （二次绕组匝数 / 一次绕组匝数）。电压比为 3，一次电压 600V ，则二次电压为 200V 。选择 A 选项 3. 在如图所示电路中，，则电压表的读数为（ ） A. 440V B. 330V C. 220V D. 110V 【答案】B 4. 下列关于变压器的说法，不正确的是（ ） A. 变压器可以实现电压变换和电流变换 B. 变压器的铁芯是用来增强磁场的 C. 变压器不能用于直流电压的变换 D. 变压器在工作时，原副边的功率不相等 【答案】D 【解析】变压器在工作时，原副边的功率相等。选择 D 选项 5. 若变压器原边绕组的电压和频率均不变，则变压器铁芯中磁通与以下量的关系是（ ） A. 随负载的增大而增大 B. 随副边匝数的增加而增加 C. 随副边匝数的增加而减少 D. 不随负载的变化而变化 【答案】D 【解析】变压器原边感应电动势近似满足 Φm。原边绕组匝数一定，且原边电压和频率均不变时，铁芯主磁通基本由 f 决定，负载变化只会引起电流变化，不会明显改变主磁通。因此磁通不随负载变化而变化，选 D。 6. 对于理想变压器，若一次绕组匝数N1=100匝，二次绕组匝数N2=200匝，一次侧输入电压U= 100V，则二次侧输出电压U为（ ） A. 50V B. 100V C. 200V D. 400V 【答案】C 【解析】根据变压器电压变换公式 ，可得 ，故选C 7. 如图所示，变压器输入电压一定时，两个副绕组的匝数为、当把电热器接在a、b而c、d空载时，电流表读数为I;当把同一个电热器接在c、d而a、b空载时，电流表读数为。则:I2=___ 。（ ） A. B. C. D. 【答案】C 8. 小型变压器副绕组为获得更高输出电压，通常采用的接线方式是（ ） A. 原绕组串联​ B. 原绕组并联​ C. 副绕组串联​ D. 副绕组并联​ 【答案】C 【解析】多个副绕组同相串联时，各绕组感应电压相加，可获得更高输出电压；副绕组并联主要用于增大输出电流能力，但电压不叠加。原绕组串联或并联主要用于适配不同输入电压，不是提高副边输出电压的常用方法，因此选 C。 9. 有一单相理想变压器的额定容量为800V·A，初级线圈额定电压为220V，次级线圈额定电流为10A，则此变压器的匝数比值为（ ） A. 5.5 B. 2.5 C. 2.75 D. 4 【答案】C 【解析】首先求次级线圈的额定电压:已知变压器的额定容量S=800V·A，次级线圈额定电流I=10A，根据S=UI，可得次级线圈额定电压。然后求变压器的匝数比：对于理想卖压照，匜数比，已知初级线圈额定电压U1=220V，次级线圈额定电压U2=80V，则匝数比为2.75。故选C。 10. 如图所示电路中，若将16Ω的负载接在抽头上，或将4Ω的负载接在抽头上，均能与信号源实现阻抗匹配，则为（ ） A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5 【答案】B 11. 某变压器额定电压为220V/110V，现电源电压为220V，欲将其输出电压提高到440V，可以采用的方法为（ ） A. 二次绕组接电源、一次绕组接负载 B. 一次绕组匝数增加至4倍 C. 一次匝数减少至原来的1/4 D. 二次绕组匝数增加至4倍 【答案】D 【解析】原变压器额定电压比为 220V/110V，即 ，原二次绕组匝数 2。若一次侧仍接 220V，要输出 440V，则需 2，所以 ，即二次绕组匝数应增加至原来的 4 倍。选 D。 12. 一个理想变压器的一次、二次绕组匝数之比为 5：1，二次绕组两端接一个“10 V，50 W”的负载，为保证负载正常，则变压器的输入电压及输入电流为（ ） A. 50 V，10 A B. 50 V，5 A C. 10 V，5 A D. 10 V，10 A 【答案】B 【解析】由匝数比和二次绕组的电压可求出一次绕组电压为 50 V，再根据功率不变可求出输入电流为 5 A。B 选项正确。 13. 若20：1降压理想变压器的次级绕组中，0.6Ω电阻的电压为6V，则该变压器次级电流和初级电流分别为（ ） A. 10A；5A B. 5A；10A C. 10A；0.5A D. 0.5A；10A 【答案】C 【解析】次级绕组中 0.6Ω 电阻两端电压为 6V，则次级电流 ÷0.6=10A。20∶1 降压理想变压器表示 ，理想变压器电流与匝数成反比，因此 0.5A。故次级电流为 10A，初级电流为 0.5A，选 C。 14. 在如图所示的电路中，E=60V，R=10kΩ，，为使负载获得最大功率，变压器的变压比和a、b两端的等效电阻分别为（ ） A. 31.6，10kΩ B. ，20kΩ C. 100，10kΩ D. 31.6，20kΩ 【答案】D 15. 变压器的原副边绕组的匝数分别为 、，当变压器带负载工作时，原副边的电流为 和 ，阻抗为 和 ，下列说法错误的是（ ） A. 当 时， ， B. 当 时， ， C. 当 时， ， D. 当 时， ， 【答案】D 【解析】当 时，是降压变压器， ， 。选择 D 选项 16. 变压器效率最高时，其负载系数通常为（ ）​ A. 0.3~0.5​ B. 0.5~0.7​ C. 0.7~0.9​ D. 0.9~1.0​ 【答案】B 【解析】变压器效率最高的条件是可变铜损等于不变铁损，即 Pcu=PFe。由于铁损基本不随负载变化，而铜损随负载电流平方变化，工程上变压器最高效率通常出现在额定负载以下，常见负载系数约为 0.5~0.7，因此选 B。 17. 变压器短路试验的主要目的是测量（ ） A. 空载损耗和励磁阻抗 B. 短路损耗和短路阻抗 C. 额定电压和额定电流 D. 变比和效率 【答案】B 18. 变压器空载损耗主要由______引起（ ） A. 铁心磁滞与涡流 B. 绕组铜电阻 C. 漏磁通 D. 绝缘介质极化 【答案】A 【解析】变压器空载时，副边无负载电流，绕组铜损很小；但原边加额定交流电压后，铁心中存在交变磁通，会产生磁滞损耗和涡流损耗。因此空载损耗主要是铁损，即铁心磁滞与涡流引起的损耗，选 A。 19. 变压器的损耗类型中，哪种损耗会随着输出电流的增加而增加（ ） A. 铁心损耗 B. 铜损耗 C. 电容损耗 D. 绝缘损耗 【答案】B 【解析】铜损耗会随着输出电流的增加而增加 20. 一台单相变压器额定容量为S=15KVA，额定电压为10KV/230V，满载时负载阻抗|Z|=3.45Ω，cosφ=0.85，则变压器满载时，其输出的有功功率为（ ） A. 15kW B. 14.75kW C. 13.75kW D. 12.47kW 【答案】D 【解析】满载时低压侧额定电流 230≈65.22A。由负载阻抗和功率因数计算输出有功功率：P=cosφ≈65.222×3.45×0.85≈12470W≈12.47kW。因此选 D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变压器只能够改变交流电压的大小。（ ） 【答案】错误 【解析】该说法错误。变压器不仅可以改变交流电压大小，还会按匝数比相应改变电流，并可实现阻抗变换和电气隔离。但变压器不能改变交流电的频率。因此“只能够改变交流电压的大小”表述过于绝对。 22. 理想变压器的变压比只与原副线圈的匝数比有关，与负载无关。（ ） 【答案】正确 【解析】理想变压器满足 ，变压比由原、副线圈匝数比决定。负载变化会影响电流大小，但不会改变理想变压器的电压比。因此该判断正确。 23. 变压器变换电流公式是在忽略空载电流的情况下得到，若变压器在空载或轻载下运行，该公式就不适用了。（ ） 【答案】正确 【解析】变压器电流变换公式通常近似写作 ，其前提是忽略空载电流，认为原边电流主要由负载电流折算而来。空载或轻载时，空载电流在原边电流中占比较大，不能再忽略，所以该近似公式不适用。因此该判断正确。 24. 当把变压器二次侧负载阻抗等效到一次侧时，等效阻抗与匝数比的平方成正比。（ ） 【答案】正确 【解析】根据变压器阻抗变换公式， ，即等效阻抗与匝数比的平方成正比。表述正确。 25. 变压器一次绕组的输入功率是由二次绕组的输出功率决定的。（ ） 【答案】正确 【解析】在理想变压器中，忽略了变压器的各种损耗，如铜损（绕组电阻发热损耗）、铁损（铁芯涡流和磁滞损耗）等。根据能量守恒定律，变压器一次绕组从电源吸收的电功率必然全部传输到二次绕组输出给负载，即P1=P2。 26. 理想变压器的绕组没有电阻，因此绕组不发热。（ ） 【答案】正确 【解析】理想变压器是假设模型，绕组电阻为零，铁损、铜损和漏磁损耗均忽略。绕组没有电阻时，铜损 Pcu=0，因此绕组不因电阻损耗而发热。该判断正确。 27. 同一变压器的铜损与铁损可以相互抵消。（ ） 【答案】错误 【解析】铜损是绕组电阻产生的损耗，铁损是铁心磁滞和涡流产生的损耗，二者本质上都是能量损耗，计算总损耗时应相加。损耗之间不能相互抵消，因此该判断错误。 28. 变压器初级绕组接额定电压，次级绕组开路时，可以认为该变压器的铁损为零。（ ） 【答案】错误 【解析】初级绕组接额定电压、次级开路时，变压器处于空载运行状态。此时铁心中仍有交变磁通，仍会产生磁滞损耗和涡流损耗，空载损耗主要就是铁损，不能认为铁损为零。因此该判断错误。 29. 降压变压器的效率小于1，升压变压器的效率大于1。（ ） 【答案】错误 【解析】实际变压器存在铜损、铁损等损耗，输出功率总小于输入功率，所以效率 η=Pout/Pin<1。升压或降压只改变电压、电流的比例，不会使输出功率大于输入功率。理想变压器效率可认为等于 1，实际变压器无论升压还是降压效率都小于 1。因此该判断错误。 30. 用相互绝缘的硅钢片制造变压器的铁心，可以减小磁滞损耗和涡流损耗。（ ） 【答案】正确 【解析】使用相互绝缘的薄硅钢片叠压铁芯的核心目的是减少涡流损耗。当交变电流产生变化的磁场时，铁芯内部会形成涡流。通过将铁芯分层绝缘，可限制涡流在单层硅钢片内流动，增大涡流路径的电阻，从而显著降低涡流损。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一理想变压器，已知一次绕组匝数为1000匝，二次绕组的匝数为100匝，将变压器的一次绕组接在380V的交流电源上，若二次侧负载阻抗为19Ω。求： （1）变压器的输出电压。 （2）一次侧、二次侧的电流。 【答案】（1），，。 （2）；，。 【解析】理想变压器电压比等于匝数比，即 。已知 、、V，所以 38V。二次侧负载阻抗为 19Ω，则 2A。理想变压器电流与匝数成反比，，所以 0.2A。 32. 在图所示电路中,理想变压器的一次绕组和二次绕组的匝数比为1:2,电源电压U=220V,熔断器的额定电流为I0=1A,R是可变电阻。为了不使一次绕组中的电流超过I0 ,调节电阻R时,其值最低不能小于多少? 【答案】（880Ω） 【解析】 33. 收音机中的变压器，原线圈为1210匝，接在220V的交流电源上，要得到5V、350V两种电压，如果不计变压器本身的损耗，求∶ （1）这两个副线圈的匝数； （2）画出该变压器的图形符号 【答案】（1）27.5，1925 （2） 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如何计算变压器的功率和效率？ 【答案】变压器功率计算公式为P=U*I*cosφ，其中U为电压，I为电流，cosφ为功率因数。变压器效率计算公式为η=Pout/Pin，其中Pout为输出功率，Pin为输入功率。通过测量输入输出电压、电流和功率因数，可计算出变压器的功率和效率。 【解析】计算变压器功率时应先区分视在功率和有功功率。单相变压器视在功率 S=UI，有功功率 P=UIcosφ；三相变压器视在功率 S=√3UI，有功功率 P=√3UIcosφ。效率按输入、输出有功功率计算，η=Pout/Pin×100%，也可写成 η=Pout/(Pout+PFe+Pcu及其他损耗)×100%。实际计算时，输入功率和输出功率应取同一运行工况下的数据。 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 $