第1卷 变压器的工作原理及分类 江苏省（单独招生）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元过关卷

江苏省（单独招生）机电类 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 变压器的工作原理及分类 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 根据主磁通原理，一个线圈中的磁通与通过这个线圈的总磁通呈反比。（ ） 【答案】错误 【解析】根据主磁通原理，一个线圈中的磁通与通过这个线圈的总磁通呈正比。 2. 变压器的二次侧电压与负载功率因数无关。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器负载运行时有内阻抗压降，二次侧端电压随负载电流及功率因数变化而变化，故说无关是错误的。 3. 自耦变压器只有一个绕组。（ ） 【答案】正确 【解析】自耦变压器的一次、二次侧共用同一绕组，通过抽头取得不同电压，因此“只有一个绕组”正确。 4. 接地装置是指埋入土中的金属导体。（ ） 【答案】错误 【解析】接地装置包括接地体和接地线，埋入土中的金属导体仅指接地体，故说法错误。 5. 变压器的变比等于一次绕组匝数与二次绕组匝数的比值。（ ） 【答案】正确 【解析】变压器的变比等于一次绕组匝数与二次绕组匝数的比值 【点睛】 正确的 6. 变压器的额定容量是指额定的有功功率。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器额定容量指额定视在功率，单位通常为 kVA，不是有功功率 kW，故该说法错误。 7. 变压器的负载运行是指一次绕组加上额定正弦交流电压，二次绕组接负载时的运行状态。（ ） 【答案】正确 【解析】变压器负载运行即一次侧接额定交流电源、二次侧接入负载并输出电能，故题述正确。 8. 自耦变压器的输出功率包含电磁感应传递和直接传导两部分。（ ） 【答案】正确 【解析】自耦变压器一、二次绕组有电连接，功率既经电磁感应传递，也经公共绕组直接传导，故正确。 9. 当变压器负载电流变化时，一次电流会不变，以抵消负载电流的影响，使铁心中的磁通基本保持不变。（ ） 【答案】错误 【解析】当变压器负载电流了,变化时，一次电流,会相应变化，以抵消负载电流的影响，使铁心中的磁通基本保持不变。 10. 分接开关一般装在二次侧（低压侧），通过改变二次侧线圈匝数来调节输出电压。（ ） 【答案】错误 【解析】分接开关一般装在一次侧（高压侧），通过改变一次侧线圈匝数来调节输出电压。 二、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 自耦变压器与普通变压器的共同点是什么？（ ） A. 只有一个绕组 B. 只有一个铁芯 C. 可以改变电压 D. 效率低 【答案】C 【解析】自耦变压器和普通变压器都能通过改变匝数比来改变电压。 12. 变压器的铁心是变压器的______部分。 （ ） A. 磁路 B. 电路 C. 线圈 D. 开路 【答案】A 【解析】变压器的铁心是变压器的磁路部分，它为变压器的主磁通提供低磁阻的闭合路径，是变压器实现电磁能量转换的关键部件。 【详解】 选项B、C、D均错误，线圈是变压器的电路部分，负责传输电能，和铁心的磁路功能完全不同；开路是电路的一种状态，和变压器铁心的属性无关。 【点睛】 本题考查变压器的基本结构知识，理解变压器电磁转换的工作原理是解题关键，属于中职电工电子技术中变压器相关知识点。 13. 互感器的工作原理是（ ） A. 电磁感应原理 B. 楞次定律 C. 动量守恒定律 D. 阻抗变换定律 【答案】A 【解析】互感器通过一次绕组交流电产生交变磁通，在二次绕组中感应电动势，依据电磁感应原理工作，故选A。 14. 一台连接组别为Y，d的变压器改为Y，y12的连接组别后，其输出电压、电流及功率与原来相比，（ ） A. 电压不变，电流减小，功率减小 B. 电压降低，电流增大，功率不变 C. 电压升高，电流减小，功率不变 D. 电压降低，电流不变，功率减小 【答案】C 【解析】连接组别改变，线电压相位和大小会变化，Y，d改为Y，y12后，电压升高，根据功率公式，功率不变时电流减小。 15. 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 16. 自耦变压器与普通变压器的不同之处在于？（ ） A. 绕组结构 B. 铁芯设计 C. 使用环境 D. 冷却方式 【答案】A 【解析】自耦变压器与普通变压器的绕组结构不同，自耦变压器部分绕组共用。 17. 为了提高变压器的能效和环保性能，目前许多变压器正在逐步向哪个方向转变？（ ） A. 小型化 B. 多功能化 C. 智能化 D. 高端化 【答案】C 【解析】为了提高变压器的能效和环保性能，目前许多变压器正在逐步向智能化方向转变，以实现更加智能化和可持续发展。 18. 变压器在电力系统中的主要作用是（ ） A. 提供一定的电阻 B. 提供电流调节 C. 提供电压变换 D. 提供短路保护 【答案】C 【解析】变压器在电力系统中的主要作用是提供电压变换，根据实际需要调整输变电电压级别，因此选项 C 正确。 19. 关于变压器的工作原理，正确的是（ ） A. 基于电磁感应原理 B. 基于电流的磁效应 C. 一次侧和二次侧直接电连接 D. 只能改变交流电压，不能改变直流电压 【答案】A 【解析】变压器通过交变磁通使二次绕组产生感应电动势，本质依据是电磁感应原理，故选A。 20. 变压器在额定状态下运行时，其输出有功功率的大小取决于（ ） A. 负载阻抗大小 B. 负载功率因数大小 C. 和负载无关 D. 负载性质 【答案】B 【解析】额定状态下变压器输出视在功率为额定值，有功功率 ，故其大小取决于负载功率因数。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21. 变压器按冷却方式可分为油浸式变压器和______。 【答案】干式变压器 【解析】变压器按冷却介质不同分类，常分为油浸式和干式两类，故填“干式变压器”。 22. 根据磁路欧姆定律，磁通的闭合积分等于______。 【答案】磁势总降 【解析】根据磁路欧姆定律，磁通的闭合积分等于 磁势总降 23. 目前变压器的主要发展方向是______。 【答案】高效率化 【解析】目前变压器的主要发展方向是高效率化，以节约能源和增强环保性能。 24. 变压器的额定容量单位是______。 【答案】伏安 【解析】变压器额定容量表示额定视在功率，单位为伏安（VA），故填“伏安”。 25. 磁导率是衡量物质对磁场的导磁性能的物理量，单位是______。 【答案】亨利每米（H/m） 【解析】磁导率是衡量物质对磁场的导磁性能的物理量，单位是亨利每米（H/m） 。 四、简答题（本大题共3小题，每题7分，共21分） 26. 变压器的铁损耗和铜损耗和什么因素有关？ 【答案】1）变压器的铁损耗。变压器的空载损耗主要是铁损耗，变压器的铁损耗与磁通密度的幅值的平方成正比，与电源频率的1.3次方成正比。当电源电压不变时，变压器主磁通的幅值基本不变，因此当频率恒定时，变压器的铁损耗只和外加电源电压的大小有关。当电源电压一定时，其铁损耗基本不变（和负载大小基本无关），故称之为“不变损耗”。2）变压器的铜损耗。变压器铜损耗的大小主要取决于负荷电流的大小。变压器的铜损耗与负载系数的平方成正比。 【解析】铁损耗由磁滞和涡流引起，近似与磁通密度幅值平方、频率次方有关；电压、频率一定时主磁通基本不变，故铁损耗基本不随负载变。铜损耗为绕组电阻损耗，，主要随负荷电流变化，且与负载系数平方成正比。 27. 简述变压器工作原理。 【答案】电磁感应原理。一次绕组通交流电产生交变磁通，在二次绕组中感应电动势。 【解析】变压器依据电磁感应工作：一次绕组接交流电后产生交变磁通，磁通经铁芯耦合到二次绕组，使二次绕组产生感应电动势，从而实现电能传递和电压变换。 28. 变压器是通过什么原理来改变电压的？电压与对应的匝数之间有什么关系？升压变压器与降压变压器的变比有什么不同？ 【答案】变压器通过改变一次绕组和二次绕组的匝数之比，就可以改变输出电压的大小。变压器一次绕组与二次绕组的电压之比约等于匝数之比。当K>1时，U1> U20，变压器起降压作用；当K<1时，U1<U20，变压器起升压作用。 【解析】变压器依据电磁感应工作，交流电在铁芯中产生交变磁通，使二次绕组感应电压。理想情况下电压比约等于匝数比：。故时二次电压低，为降压；时二次电压高，为升压。 五、计算题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 29. 一台单相理想变压器，原边绕组匝数为1200匝，副边绕组匝数为300匝，原边接入220 V交流电源。 【答案】（1）变比为4。 （2）副边空载电压为55 V。 （3）该变压器为降压变压器。 【解析】（1）变比按 计算，代入匝数得 。 （2）理想变压器满足 ，所以 。 （3）副边电压低于原边电压，因此属于降压变压器。 30. 如图所示，5只规格完全相同的灯泡均能正常工作，试求：。 【答案】 31. 某机床控制电路采用单相控制变压器，要求将220 V交流电压变为36 V安全控制电压。已知原边绕组匝数为1100匝，副边接入负载电流为1.5 A，按理想变压器计算。 【答案】（1）副边绕组应取180匝。 （2）副边输出功率为54 W。 （3）原边电流约为0.25 A。 【解析】（1）由 得 匝。 （2）副边输出功率为 。 （3）理想变压器输入功率等于输出功率，原边电流为 。 六、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 32. 什么是变压器的联结组别？ 【答案】电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因联结方式不同而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位关系。 【解析】考查变压器的联结组别：电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因联结方式不同而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位关系。 33. 变压器按照用途不同可以分为哪些类型？ 【答案】电力变压器：包括升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等。 特种变压器：包括电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、仪用互感 器（又可分为电压互感器和电流互感器）、高压试验变压器、调压变压器和控制变压器等。 【解析】按用途分类，变压器主要分为电力变压器和特种变压器。前者用于电力系统升降压、配电及厂用供电；后者用于电炉、整流、电焊、测量、试验、调压和控制等特殊场合。 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 $ 江苏省（单独招生）机电类 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 变压器的工作原理及分类 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 根据主磁通原理，一个线圈中的磁通与通过这个线圈的总磁通呈反比。（ ） 2. 变压器的二次侧电压与负载功率因数无关。（ ） 3. 自耦变压器只有一个绕组。（ ） 4. 接地装置是指埋入土中的金属导体。（ ） 5. 变压器的变比等于一次绕组匝数与二次绕组匝数的比值。（ ） 6. 变压器的额定容量是指额定的有功功率。（ ） 7. 变压器的负载运行是指一次绕组加上额定正弦交流电压，二次绕组接负载时的运行状态。（ ） 8. 自耦变压器的输出功率包含电磁感应传递和直接传导两部分。（ ） 9. 当变压器负载电流变化时，一次电流会不变，以抵消负载电流的影响，使铁心中的磁通基本保持不变。（ ） 10. 分接开关一般装在二次侧（低压侧），通过改变二次侧线圈匝数来调节输出电压。（ ） 二、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 自耦变压器与普通变压器的共同点是什么？（ ） A. 只有一个绕组 B. 只有一个铁芯 C. 可以改变电压 D. 效率低 12. 变压器的铁心是变压器的______部分。 （ ） A. 磁路 B. 电路 C. 线圈 D. 开路 13. 互感器的工作原理是（ ） A. 电磁感应原理 B. 楞次定律 C. 动量守恒定律 D. 阻抗变换定律 14. 一台连接组别为Y，d的变压器改为Y，y12的连接组别后，其输出电压、电流及功率与原来相比，（ ） A. 电压不变，电流减小，功率减小 B. 电压降低，电流增大，功率不变 C. 电压升高，电流减小，功率不变 D. 电压降低，电流不变，功率减小 15. 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 16. 自耦变压器与普通变压器的不同之处在于？（ ） A. 绕组结构 B. 铁芯设计 C. 使用环境 D. 冷却方式 17. 为了提高变压器的能效和环保性能，目前许多变压器正在逐步向哪个方向转变？（ ） A. 小型化 B. 多功能化 C. 智能化 D. 高端化 18. 变压器在电力系统中的主要作用是（ ） A. 提供一定的电阻 B. 提供电流调节 C. 提供电压变换 D. 提供短路保护 19. 关于变压器的工作原理，正确的是（ ） A. 基于电磁感应原理 B. 基于电流的磁效应 C. 一次侧和二次侧直接电连接 D. 只能改变交流电压，不能改变直流电压 20. 变压器在额定状态下运行时，其输出有功功率的大小取决于（ ） A. 负载阻抗大小 B. 负载功率因数大小 C. 和负载无关 D. 负载性质 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21. 变压器按冷却方式可分为油浸式变压器和______。 22. 根据磁路欧姆定律，磁通的闭合积分等于______。 23. 目前变压器的主要发展方向是______。 24. 变压器的额定容量单位是______。 25. 磁导率是衡量物质对磁场的导磁性能的物理量，单位是______。 四、简答题（本大题共3小题，每题7分，共21分） 26. 变压器的铁损耗和铜损耗和什么因素有关？ 27. 简述变压器工作原理。 28. 变压器是通过什么原理来改变电压的？电压与对应的匝数之间有什么关系？升压变压器与降压变压器的变比有什么不同？ 五、计算题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 29. 一台单相理想变压器，原边绕组匝数为1200匝，副边绕组匝数为300匝，原边接入220 V交流电源。 30. 如图所示，5只规格完全相同的灯泡均能正常工作，试求：。 31. 某机床控制电路采用单相控制变压器，要求将220 V交流电压变为36 V安全控制电压。已知原边绕组匝数为1100匝，副边接入负载电流为1.5 A，按理想变压器计算。 六、综合应用题（本大题共2小题，每题7分，共14分） 32. 什么是变压器的联结组别？ 33. 变压器按照用途不同可以分为哪些类型？ 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 $