第1卷 变压器的工作原理及分类与单相变压器的基本结构 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 变压器的工作原理及分类与单相变压器的基本结构 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. 磁导率是物质对磁场的导磁性能的度量，其单位是（ ） A. 韦伯/米 B. 亨利 C. 特斯拉 D. 安培/米 【答案】B 【解析】磁导率是物质对磁场的导磁性能的度量，其单位是亨利 2. 变压器的耐电击性能主要取决于（ ） A. 冷却方式 B. 绝缘材料 C. 输入电流 D. 输出电压 【答案】B 【解析】变压器的耐电击性能主要取决于绝缘材料的性能，因此选项 B 正确。 3. 自耦变压器与普通变压器的共同缺点是什么？（ ） A. 效率低 B. 噪音大 C. 成本高 D. 体积大 【答案】A 【解析】自耦变压器和普通变压器都可能存在效率低的缺点。 4. 下列说法正确的是（ ） A. 导体通过的电量越多，电流就越大 B. 导体通电时间越长，电流就越小 C. 导体通过的电量越多，电流就越小 D. 电量一定时，所需时间越短，电流越大 【答案】D 【解析】电流的定义式为 I=Q/t，即单位时间内通过导体横截面的电量。仅说通过的电量越多或通电时间越长，不能单独判断电流大小，因为还要看另一个量是否变化。当电量一定时，所需时间越短，电流越大，因此选D。 5. 哪种变压器用于改变交流电的电压？（ ） A. 隔离变压器 B. 直流变压器 C. 自耦变压器 D. 脉冲变压器 【答案】C 【解析】自耦变压器和隔离变压器都可用于改变交流电的电压。 6. 磁圈中的磁通变化较小时，更适合使用的原理是（ ） A. 磁路欧姆定律 B. 磁场强度的定义 C. 主磁通原理 D. 磁通的定义 【答案】C 【解析】磁圈中的磁通变化较小时，更适合使用的原理是主磁通原理 7. 将连接组别为Y，y8的变压器每相二次绕组的首、尾端标志互相调换，重新连接成星形，则其连接组别为（ ） A. Y，y10 B. Y，y2 C. Y，y6 D. Y，y4 【答案】B 【解析】二次绕组首尾端标志调换，会使连接组别发生变化，Y，y8变为Y，y2。 8. 变压器中与电源相连的绕组叫一次绕组、原绕组、原边或初级绕组，与负载相连的绕组叫_____、副绕组、副边或次级绕组（ ） A. 定子绕组 B. 转子绕组 C. 二次绕组 D. 换向绕组 【答案】C 【解析】变压器中接电源的一侧绕组称为一次绕组，也称原绕组、原边或初级绕组；接负载的一侧绕组称为二次绕组，也称副绕组、副边或次级绕组。因此空格处应填“二次绕组”，选C。 9. 主磁通原理适用于下列哪种情况（ ） A. 磁场强度较强 B. 磁感应强度较弱 C. 磁通较小 D. 磁通变化较大 【答案】D 【解析】变压器的工作依靠交变磁通产生电磁感应。一次绕组通入交流电后在铁心中产生随时间变化的主磁通，变化的主磁通分别与一次、二次绕组交链并感应电动势。因此与主磁通相关的原理主要适用于磁通发生明显变化的情况，选D。 10. 如图所示，金属线圈EFGH在下列情况下不产生感应电流的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间 B. 开关S保持闭合时 C. 闭合开关S，滑片P向B运动 D. 金属线圈EFGH向下平移 【答案】B 11. 变压器油的作用是（ ） A. 导电和冷却 B. 绝缘和升温 C. 导电和升温 D. 绝缘和冷却 【答案】D 【解析】变压器油的作用绝缘和冷却 12. 电压互感器可以把____供测量用（ ） A. 低电压转换为高电压 B. 大电流转换为小电流 C. 高阻抗转换为低阻抗 D. 高电压转换为低电压 【答案】D 【解析】电压互感器可以把高电压转换为低电压供测量用 13. 自耦变压器的结构相比传统变压器来说更简单，是因为它只有什么线圈？（ ） A. 主线圈 B. 副线圈 C. 共用线圈 D. 独立线圈 【答案】C 【解析】自耦变压器只有一个共用线圈，相比传统变压器的主副独立线圈，其结构更加简单。 14. 自耦变压器中，主线圈和副线圈通过什么方式连接？（ ） A. 电感耦合 B. 自感耦合 C. 互感耦合 D. 磁耦合 【答案】B 【解析】自耦变压器的主线圈和副线圈之间通过自感耦合的方式连接。 15. 变压器铭牌上额定容量的单位为（ ） A. kVA或MVA B. VA或MVA C. KVA或VA D. kvar或Mvar 【答案】A 【解析】变压器铭牌上的额定容量表示其在额定条件下允许输出的视在功率，单位通常用VA、kVA或MVA表示。工程中变压器容量常用kVA或MVA标注，因此本题选A。kvar或Mvar是无功功率单位，不用于表示变压器额定容量。 16. 一台连接组别为Y，d的变压器，若额定电压为220kV/110kV，则该变压器一次绕组、二次绕组的匝数比为（ ） A. 2:1 B. 2: C. 2:1 D. 1:2 【答案】C 【解析】对于Y，d连接的变压器，线电压之比等于匝数比，所以匝数比为220/110=2:1。 17. 电流互感器一次绕组匝数______二次绕组的匝数（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或小于 【答案】B 【解析】电流互感器一次绕组匝数 N 很少，一般只有一匝到几匝；二次绕组匝数很多。 18. 变压器的自耦比是指（ ） A. 输入绕组与输出绕组的匝数比 B. 输入电压与输出电压的比值 C. 主绕组与副绕组的匝数比 D. 输入电流与输出电流的比值 【答案】C 【解析】变压器的自耦比是指主绕组与副绕组的匝数比，因此选项 C 正确。 19. 变压器的铁 心采用硅钢片叠压而成，主要目的是（ ） A. 减小铁损耗 B. 增大磁导率 C. 提高绝缘性能 D. 降低成本 【答案】A 【解析】变压器的铁 心采用硅钢片叠压而成，主要目的是减小铁损耗 20. 安全气道又称防爆管，用于避免油箱爆炸引起的更大危害。在全密封变压器中，广泛采用_____做保护。（ ） A. 压力释放阀 B. 防爆玻璃 C. 密封圈 D. 以上都不对 【答案】A 【解析】全密封变压器中常用压力释放阀替代安全气道进行保护。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 干式变压器是指铁芯和绕组浸渍在绝缘液体中的变压器。（ ） 【答案】错误 【解析】干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。 22. 额定电压是指变压器线电压（有效值），它应与所连接的输变电线路电压相符合。（ ） 【答案】正确 【解析】额定电压指电气设备长时间正常工作时的最佳电压，额定电压也称为标称电压，在变压器上额定电压是指变压器线电压（有效值）。 23. 控制变压器的选择需要考虑控制系统的功率需求和变压器的规格。（ ） 【答案】正确 【解析】控制变压器的选择需考虑功率需求和规格，以满足电压变换和控制要求。 24. 电焊变压器与普通变压器的工作原理是一样的。（ ） 【答案】错误 【解析】电焊变压器与普通变压器的工作原理不同。电焊变压器主要用于提供低电压、大电流的焊接电流，而普通变压器主要用于电压的升降和电能的传输。 25. 磁通是描述磁场的物理量，单位是韦伯。（ ） 【答案】正确 【解析】磁通是描述磁场的物理量，单位是韦伯。 【点睛】 正确 26. 自耦变压器的一组绕组同时作为初级绕组和次级绕组，可以实现电压的升降。（ ） 【答案】正确 【解析】自耦变压器是一种特殊的单相变压器，其一组绕组同时作为初级和次级绕组，从而实现了电压的升降。 27. 变压器的发展前景在于提高能效和实现智能化控制。（ ） 【答案】正确 【解析】随着社会对能源的关注以及技术的不断进步，变压器的发展趋势是提高能效并实现智能化控制。 28. 电压互感器是利用电磁感应原理工作的，类似一台升压变压器。（ ） 【答案】错误 【解析】电压互感器是利用电磁感应原理工作的，类似一台降压变压器。 29. 用快速红外线测温仪测试时，变压器引线接头接触处的温度不得超过70℃。（ ） 【答案】正确 【解析】为保证变压器正常运行及连接可靠性，引线接头接触处温度通常要求不超70℃。 30. 变压器的基本作用是在交流电路中变电压、变电流、变功率、变相位等。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器在交流电路中的基本作用是变换电压、变换电流以及实现阻抗变换和电气隔离等。理想变压器输入功率与输出功率基本相等，实际变压器因损耗输出功率略小于输入功率，不能把“变功率”作为其基本作用。因此题干表述不正确，答案为错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请简述微型变压器的概念及其在电力系统中的作用。 【答案】微型变压器是指体积尺寸小、重量轻、功率密度高的一类变压器，是目前变压器技术发展的重要方向之一。微型变压器在电力系统中的作用主要是缩小电力系统的尺寸，提高其紧凑度，减少电压变化等问题的发生，实现对电力系统的高效管理和控制。与传统变压器相比，微型变压器具备体积小、重量轻、能效高、响应速度快等优点，可以适应更加复杂和高效的现代电力系统需求，是电力系统发展的重要趋势之一。 【解析】本题是考生对微型变压器的概念及其在电力系统中的作用的理解。掌握微型变压器的基本概念和作用对于了解变压器技术发展的趋势和电力系统的管理和控制具有重要的意义。 32. 请简述自耦变压器和传统变压器的不同之处？ 【答案】自耦变压器和传统变压器的不同之处在于，自耦变压器只有一个共用线圈，而传统变压器有主副两个独立线圈。因此，在自耦变压器中，主线圈和副线圈之间通过自感耦合的方式连接，从而实现变压。而在传统变压器中，主、副线圈之间通过互感耦合的方式连接，从而实现变压。相对于传统变压器，自耦变压器的结构更加简单，但其不能实现隔离功能，且不能承受高电压和大电流的测量和输出。 【解析】自耦变压器和传统变压器的不同之处在于，自耦变压器只有一个共用线圈，而传统变压器有主副两个独立线圈。因此，在自耦变压器中，主线圈和副线圈之间通过自感耦合的方式连接，从而实现变压。而在传统变压器中，主、副线圈之间通过互感耦合的方式连接，从而实现变压。相对于传统变压器，自耦变压器的结构更加简单，但其不能实现隔离功能，且不能承受高电压和大电流的测量和输出。 33. 简述磁路的欧姆定律，并解释其在铁 心线圈中的应用。 【答案】磁路的欧姆定律是指在磁路中，磁势（磁动势）与磁路上的总磁阻之间存在线性关系，类似于电路中电势和总电阻之间的关系。根据磁路的欧姆定律，可以得出以下公式：F=H×L其中，F表示磁势（单位：安培-匝），H表示磁场强度（单位：安培/米），L表示磁路长度（单位：米）。在铁 心线圈中，磁路的欧姆定律可以用来描述电流通过导线绕制的铁芯时产生的磁势和磁场强度之间的关系。根据欧姆定律，我们可以推导出下述公式：F=N×I×Rm其中，N表示铁芯上的匝数，I表示通过铁芯线圈的电流，Rm表示铁芯的磁阻。铁 心线圈中的应用是，由于磁势与磁场强度之间的线性关系，我们可以通过控制电流的大小和铁芯上的匝数来改变磁场强度，从而实现对磁路中磁通量的控制。这在电磁器件和电磁系统中非常重要，如电机、变压器和电磁传感器等 【解析】磁路的欧姆定律是指在磁路中，磁势（磁动势）与磁路上的总磁阻之间存在线性关系，类似于电路中电势和总电阻之间的关系。根据磁路的欧姆定律，可以得出以下公式：F=H×L其中，F表示磁势（单位：安培-匝），H表示磁场强度（单位：安培/米），L表示磁路长度（单位：米）。在铁 心线圈中，磁路的欧姆定律可以用来描述电流通过导线绕制的铁芯时产生的磁势和磁场强度之间的关系。根据欧姆定律，我们可以推导出下述公式：F=N×I×Rm其中，N表示铁芯上的匝数，I表示通过铁芯线圈的电流，Rm表示铁芯的磁阻。铁 心线圈中的应用是，由于磁势与磁场强度之间的线性关系，我们可以通过控制电流的大小和铁芯上的匝数来改变磁场强度，从而实现对磁路中磁通量的控制。这在电磁器件和电磁系统中非常重要，如电机、变压器和电磁传感器等 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述单相变压器的基本结构和工作原理。 【答案】单相变压器的基本结构由铁芯和线圈组成。铁芯提供磁路，线圈包括输入绕组和输出绕组。当输入绕组通电时，产生的磁场通过铁芯传导到输出绕组，从而在输出绕组上诱导出相应的输出电压。单相变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。根据该定律，当磁通量变化时，会在闭合线圈中产生感应电动势。在变压器中，输入绕组通电产生磁场，由于铁芯存在，磁场通过铁芯传导到输出绕组，诱导出相应的输出电压。输出电压的大小取决于输入绕组和输出绕组的匝数比。通过变压器的工作原理，可以实现将输入电压变换为输出电压，从而实现电力输送、电压调节等功能。 【解析】单相变压器的基本结构和工作原理：单相变压器的基本结构由铁芯和线圈组成。铁芯提供磁路，线圈包括输入绕组和输出绕组。当输入绕组通电时，产生的磁场通过铁芯传导到输出绕组，从而在输出绕组上诱导出相应的输出电压。单相变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。根据该定律，当磁通量变化时，会在闭合线圈中产生感应电动势。在变压器中，输入绕组通电产生磁场，由于铁芯存在，磁场通过铁芯传导到输出绕组，诱导出相应的输出电压。输出电压的大小取决于输入绕组和输出绕组的匝数比。通过变压器的工作原理，可以实现将输入电压变换为输出电压，从而实现电力输送、电压调节等功能。 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 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 变压器的工作原理及分类与单相变压器的基本结构 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. 磁导率是物质对磁场的导磁性能的度量，其单位是（ ） A. 韦伯/米 B. 亨利 C. 特斯拉 D. 安培/米 2. 变压器的耐电击性能主要取决于（ ） A. 冷却方式 B. 绝缘材料 C. 输入电流 D. 输出电压 3. 自耦变压器与普通变压器的共同缺点是什么？（ ） A. 效率低 B. 噪音大 C. 成本高 D. 体积大 4. 下列说法正确的是（ ） A. 导体通过的电量越多，电流就越大 B. 导体通电时间越长，电流就越小 C. 导体通过的电量越多，电流就越小 D. 电量一定时，所需时间越短，电流越大 5. 哪种变压器用于改变交流电的电压？（ ） A. 隔离变压器 B. 直流变压器 C. 自耦变压器 D. 脉冲变压器 6. 磁圈中的磁通变化较小时，更适合使用的原理是（ ） A. 磁路欧姆定律 B. 磁场强度的定义 C. 主磁通原理 D. 磁通的定义 7. 将连接组别为Y，y8的变压器每相二次绕组的首、尾端标志互相调换，重新连接成星形，则其连接组别为（ ） A. Y，y10 B. Y，y2 C. Y，y6 D. Y，y4 8. 变压器中与电源相连的绕组叫一次绕组、原绕组、原边或初级绕组，与负载相连的绕组叫_____、副绕组、副边或次级绕组（ ） A. 定子绕组 B. 转子绕组 C. 二次绕组 D. 换向绕组 9. 主磁通原理适用于下列哪种情况（ ） A. 磁场强度较强 B. 磁感应强度较弱 C. 磁通较小 D. 磁通变化较大 10. 如图所示，金属线圈EFGH在下列情况下不产生感应电流的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间 B. 开关S保持闭合时 C. 闭合开关S，滑片P向B运动 D. 金属线圈EFGH向下平移 11. 变压器油的作用是（ ） A. 导电和冷却 B. 绝缘和升温 C. 导电和升温 D. 绝缘和冷却 12. 电压互感器可以把____供测量用（ ） A. 低电压转换为高电压 B. 大电流转换为小电流 C. 高阻抗转换为低阻抗 D. 高电压转换为低电压 13. 自耦变压器的结构相比传统变压器来说更简单，是因为它只有什么线圈？（ ） A. 主线圈 B. 副线圈 C. 共用线圈 D. 独立线圈 14. 自耦变压器中，主线圈和副线圈通过什么方式连接？（ ） A. 电感耦合 B. 自感耦合 C. 互感耦合 D. 磁耦合 15. 变压器铭牌上额定容量的单位为（ ） A. kVA或MVA B. VA或MVA C. KVA或VA D. kvar或Mvar 16. 一台连接组别为Y，d的变压器，若额定电压为220kV/110kV，则该变压器一次绕组、二次绕组的匝数比为（ ） A. 2:1 B. 2: C. 2:1 D. 1:2 17. 电流互感器一次绕组匝数______二次绕组的匝数（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或小于 18. 变压器的自耦比是指（ ） A. 输入绕组与输出绕组的匝数比 B. 输入电压与输出电压的比值 C. 主绕组与副绕组的匝数比 D. 输入电流与输出电流的比值 19. 变压器的铁 心采用硅钢片叠压而成，主要目的是（ ） A. 减小铁损耗 B. 增大磁导率 C. 提高绝缘性能 D. 降低成本 20. 安全气道又称防爆管，用于避免油箱爆炸引起的更大危害。在全密封变压器中，广泛采用_____做保护。（ ） A. 压力释放阀 B. 防爆玻璃 C. 密封圈 D. 以上都不对 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 干式变压器是指铁芯和绕组浸渍在绝缘液体中的变压器。（ ） 22. 额定电压是指变压器线电压（有效值），它应与所连接的输变电线路电压相符合。（ ） 23. 控制变压器的选择需要考虑控制系统的功率需求和变压器的规格。（ ） 24. 电焊变压器与普通变压器的工作原理是一样的。（ ） 25. 磁通是描述磁场的物理量，单位是韦伯。（ ） 26. 自耦变压器的一组绕组同时作为初级绕组和次级绕组，可以实现电压的升降。（ ） 27. 变压器的发展前景在于提高能效和实现智能化控制。（ ） 28. 电压互感器是利用电磁感应原理工作的，类似一台升压变压器。（ ） 29. 用快速红外线测温仪测试时，变压器引线接头接触处的温度不得超过70℃。（ ） 30. 变压器的基本作用是在交流电路中变电压、变电流、变功率、变相位等。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请简述微型变压器的概念及其在电力系统中的作用。 32. 请简述自耦变压器和传统变压器的不同之处？ 33. 简述磁路的欧姆定律，并解释其在铁 心线圈中的应用。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述单相变压器的基本结构和工作原理。 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 $