第11卷 变压器——结构、原理、单相与特殊变压器 广西壮族自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 变压器——结构、原理、单相与特殊变压器 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. 通常电流互感器二次绕组的额定电流是（ ） A. 0.5A或2A B. 1A或5A C. 2A或10A D. 3A或15A 2. 电力系统中K=1的变压器一般用于（ ） A. 变电压 B. 变电流 C. 变阻抗 D. 电气隔离 3. 如图所示，理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数比为20∶1，初级线圈的两端a、b的电压表示数220V，电流表A2的示数是0.20A，电压表和电流表均为理想电表，下列判断中错误的是（ ） A. 电流表Al的示数为0.01A B. 次级线圈两端的电压为11V C. 变压器的输出功率为11W D. 负载电阻R的阻值为55Ω 4. 变压器的容量大小与哪些因素有关（ ） A. 铁芯材料 B. 绕组截面积 C. 额定电压 D. 绝缘等级 5. 一个变压器的变压比为1：2，初级线圈匝数为300匝。如果初级线圈中流过3A的电流，那么次级线圈中流过的电流是多少？（ ） A. 3A B. 1.5A C. 6A D. 9A 6. 变压器的短路试验是在________的条件下进行的。（ ） A. 低压侧开路 B. 高压侧开路 C. 低压侧短路 D. 高压侧短路 7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S为单刀双掷开关，负载电阻为R，电表均为理想电表，在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ） A. 当S与a连接， 时，电流表的示数为0 B. S与a、b中的任一触点相连时，1s内电阻R上电流方向均改变100次 C. 将S由a拨向b后时，电压表示数将变为原来的一半 D. 将S由a拨向b后时，电阻R消耗的功率变为原来的2倍 8. 某理想单相变压器，匝，匝，V，副边负载电阻R=5Ω，则原边电流为（ ） A. 15.7A B. 11A C. 44A D. 4.4A 9. 变压器的变比K>1时，变压器为（ ） A. 升压变压器 B. 降压变压器 C. 升压降压变压器 D. 电流互感器 10. 如图所示电路，变压器的变压比K＝10，则电压表V的读数为（ ） A. 20V B. 2V C. 200V D. 0V 11. 变压器的主要功能是什么？（ ） A. 改变交流电的电压 B. 改变直流电的电压 C. 储存电能 D. 产生电能 12. 在理想变压器中，原边和副边的功率是（ ） A. 相等的 B. 原边功率大于副边 C. 副边功率大于原边 D. 原边功率是副边功率的两倍 13. 某三相变压器，，D、y接法，则一次、二次绕组的额定电流之比是（ ） A. 25∶1 B. ∶1 C. 1∶25 D. 25∶ 14. 升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示。某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级的自耦线圈滑头P位于线圈中点，为第二级升流器，均为理想变压器，不计线路电阻。当采集负载R的电流值为输入端电流值的10倍时，则第二级升流器的匝数比为（ ） A. 1∶5 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 5∶1 15. 三相变压器中的"三相"指的是什么？（ ） A. 三个独立的变压器 B. 三个相位差为120度的交流量 C. 三个相连的输出线路 D. 三个输入线圈 16. 三相变压器在工业领域中通常用于控制哪些类型的设备？（ ） A. 电脑 B. 电视 C. 电动机 D. 灯具 17. a、b和c、d分别为变压器一，二次侧的端子，当开关断开瞬间电流计指针偏转情况如图所示，则（ ） A. a与c为异名端 B. b与d为异名端 C. a与d为同名端 D. a与c为同名端 18. 三相变压器中的三个线圈分别与电源的哪个部分相连？（ ） A. 中性线 B. A、B、C 相线 C. 地线 D. 电源开关 19. 自耦变压器在接通电源之前，应将输出电压调至（ ） A. 0 B. 中间数值 C. 所需数值 D. 最大数值 20. 通常规定电压互感器二次绕组的额定电压是（ ） A. 120V B. 100V C. 80V D. 60V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变压器的铁芯是电路部分，由铁芯柱和铁轭两部分组成。（ ） 22. 变压器的外壳是变压器的磁路部分。（ ） 23. 小型变压器的变压比与其匝数比无关。（ ） 24. 变压器的效率比较高，一般电力变压器的效率都在98%以上。（ ） 25. 变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。 26. 单相变压器可以分为自耦型和互感型两种类型。 （ ） 27. 变压器在带负载时不产生空载损耗。（ ） 28. 变压器的同名端指的是具有相同标志的输入侧和输出侧的端子。（ ） 29. 变压器可以改变电源的频率。（ ） 30. 变压器匝数多的一侧电流大，电压低。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述分接开关 32. 如图所示，理想变压器的变压比K＝2，HL1、HL2为两只完全相同的灯泡，请问哪只灯泡更亮并简述理由。 33. 将RL＝8Ω的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知N1＝300，N2＝100，信号源电动势E＝6V，内阻RS1＝100Ω，试求信号源输出的功率。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某机电设备实训车间使用一台单相双绕组变压器，其额定容量为 10 kV·A，额定电压为 2200 V/220 V，原、副边绕组匝数分别为 2200 匝和 220 匝。变压器空载时副边电压为 230 V，接入功率因数为 0.8 的负载后，副边电压降为 220 V，此时输出视在功率为 8 kV·A，变压器总损耗为 180 W。该车间还需要对 10 kV 高压线路进行电参数测量，并要求一套低压检修电源与高压侧保持电气隔离。（1）计算该变压器的变比、原边额定电流和副边额定电流。（2）计算变压器的电压变化率和负载运行效率，并判断其是否满足电压变化率不超过 5%、效率不低于 96.5% 的运行要求。（3）针对低压检修电源和 10 kV 高压线路测量，分别说明应选用普通双绕组变压器、自耦变压器、电压互感器中的哪一种，并写出使用电流互感器时的一项安全注意事项。 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 $ 广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 变压器——结构、原理、单相与特殊变压器 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. 通常电流互感器二次绕组的额定电流是（ ） A. 0.5A或2A B. 1A或5A C. 2A或10A D. 3A或15A 【答案】B 【解析】电流互感器二次绕组的额定电流通常为1 A或5 A，选B。 2. 电力系统中K=1的变压器一般用于（ ） A. 变电压 B. 变电流 C. 变阻抗 D. 电气隔离 【答案】D 【解析】电力系统中K=1的变压器一般用于电气隔离 3. 如图所示，理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数比为20∶1，初级线圈的两端a、b的电压表示数220V，电流表A2的示数是0.20A，电压表和电流表均为理想电表，下列判断中错误的是（ ） A. 电流表Al的示数为0.01A B. 次级线圈两端的电压为11V C. 变压器的输出功率为11W D. 负载电阻R的阻值为55Ω 【答案】C 4. 变压器的容量大小与哪些因素有关（ ） A. 铁芯材料 B. 绕组截面积 C. 额定电压 D. 绝缘等级 【答案】B 【解析】变压器的容量大小与绕组截面积有关，绕组截面积越大，变压器的容量也就越大。 5. 一个变压器的变压比为1：2，初级线圈匝数为300匝。如果初级线圈中流过3A的电流，那么次级线圈中流过的电流是多少？（ ） A. 3A B. 1.5A C. 6A D. 9A 【答案】C 【解析】根据变压比，次级线圈的电流是初级线圈的2倍，因此流过次级线圈的电流是6A。 6. 变压器的短路试验是在________的条件下进行的。（ ） A. 低压侧开路 B. 高压侧开路 C. 低压侧短路 D. 高压侧短路 【答案】C 【解析】变压器短路试验时，将低压侧短路，在高压侧施加电压，使短路电流达到额定值，以测定短路阻抗和负载损耗。因此选C。 7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S为单刀双掷开关，负载电阻为R，电表均为理想电表，在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ） A. 当S与a连接， 时，电流表的示数为0 B. S与a、b中的任一触点相连时，1s内电阻R上电流方向均改变100次 C. 将S由a拨向b后时，电压表示数将变为原来的一半 D. 将S由a拨向b后时，电阻R消耗的功率变为原来的2倍 【答案】B 8. 某理想单相变压器，匝，匝，V，副边负载电阻R=5Ω，则原边电流为（ ） A. 15.7A B. 11A C. 44A D. 4.4A 【答案】B 【解析】理想变压器的电压比等于匝数比，副边电压为U2=U1N2/N1=220×500/1000=110 V。副边电流为I2=U2/R=110/5=22 A。理想变压器输入输出功率相等，故原边电流I1=U2I2/U1=110×22/220=11 A，选B。 9. 变压器的变比K>1时，变压器为（ ） A. 升压变压器 B. 降压变压器 C. 升压降压变压器 D. 电流互感器 【答案】B 【解析】变比K通常定义为原边电压与副边电压之比，即K=U1/U2。K>1时，原边电压高于副边电压，变压器为降压变压器，选B。 10. 如图所示电路，变压器的变压比K＝10，则电压表V的读数为（ ） A. 20V B. 2V C. 200V D. 0V 【答案】D 11. 变压器的主要功能是什么？（ ） A. 改变交流电的电压 B. 改变直流电的电压 C. 储存电能 D. 产生电能 【答案】A 【解析】变压器的主要功能是改变交流电的电压，以适应不同电器设备的需要。 12. 在理想变压器中，原边和副边的功率是（ ） A. 相等的 B. 原边功率大于副边 C. 副边功率大于原边 D. 原边功率是副边功率的两倍 【答案】A 【解析】理想变压器不考虑绕组电阻、铁芯损耗等损耗，输入功率等于输出功率，即原边和副边的功率相等，选A。 13. 某三相变压器，，D、y接法，则一次、二次绕组的额定电流之比是（ ） A. 25∶1 B. ∶1 C. 1∶25 D. 25∶ 【答案】C 【解析】三相变压器的视在功率满足S=。两侧额定容量相等，因此I1N/I2N=U2N/U1N=0.4/10=1/25，所以一次、二次绕组的额定电流之比为1∶25，选C。D、y接法不改变按线电压和线电流计算所得的这一电流比。 14. 升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示。某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级的自耦线圈滑头P位于线圈中点，为第二级升流器，均为理想变压器，不计线路电阻。当采集负载R的电流值为输入端电流值的10倍时，则第二级升流器的匝数比为（ ） A. 1∶5 B. 3∶1 C. 4∶1 D. 5∶1 【答案】D 15. 三相变压器中的"三相"指的是什么？（ ） A. 三个独立的变压器 B. 三个相位差为120度的交流量 C. 三个相连的输出线路 D. 三个输入线圈 【答案】B 【解析】“三相”指的是三个相位差为120度的交流量，它们在时间上互相错开，提供更平稳的功率输出。 16. 三相变压器在工业领域中通常用于控制哪些类型的设备？（ ） A. 电脑 B. 电视 C. 电动机 D. 灯具 【答案】C 【解析】三相变压器在工业领域中通常用于控制电动机等设备。 17. a、b和c、d分别为变压器一，二次侧的端子，当开关断开瞬间电流计指针偏转情况如图所示，则（ ） A. a与c为异名端 B. b与d为异名端 C. a与d为同名端 D. a与c为同名端 【答案】D 【解析】根据楞次定律，当开关断开时，原线圈电流减小，磁场减弱，副线圈会产生感应电流来阻碍原磁场的减弱。 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 同名端的定义是：当电流从两个线圈的同名端流入（或流出）时，产生的磁场相互增强。 在图中，当开关断开瞬间，原线圈电流减小，根据楞次定律，副线圈产生的感应电流方向是使得其产生的磁场与原磁场方向相同来阻碍原磁场减弱。 观察电流计指针偏转方向可知，电流从a流入电流计，从c流出电流计。这表明a和c产生的磁场是相互增强的关系。a与c为同名端，选D。 18. 三相变压器中的三个线圈分别与电源的哪个部分相连？（ ） A. 中性线 B. A、B、C 相线 C. 地线 D. 电源开关 【答案】B 【解析】三相变压器中的三个线圈分别与电源的 A、B、C 相线相连。 19. 自耦变压器在接通电源之前，应将输出电压调至（ ） A. 0 B. 中间数值 C. 所需数值 D. 最大数值 【答案】A 【解析】自耦变压器接通电源前，应将调压手柄置于输出电压为零的位置，以避免接通瞬间输出电压过高而损坏负载。因此选A。 20. 通常规定电压互感器二次绕组的额定电压是（ ） A. 120V B. 100V C. 80V D. 60V 【答案】B 【解析】电压互感器二次绕组的额定电压通常规定为100 V，用于测量和保护装置的标准化输入，因此选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变压器的铁芯是电路部分，由铁芯柱和铁轭两部分组成。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器铁芯属于磁路部分，不是电路部分；铁芯通常由铁芯柱和铁轭组成。因此题干说法错误。 22. 变压器的外壳是变压器的磁路部分。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器的磁路主要由铁芯构成，外壳不属于磁路部分。因此题干说法错误。 23. 小型变压器的变压比与其匝数比无关。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器的变压比与绕组匝数比有关。在理想情况下，变压比等于原、副边绕组匝数比。因此题干说法错误。 24. 变压器的效率比较高，一般电力变压器的效率都在98%以上。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器的效率比较高，一般电力变压器的效率都在95%以上。 25. 变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。 【答案】正确 26. 单相变压器可以分为自耦型和互感型两种类型。 （ ） 【答案】正确 【解析】单相变压器可以分为自耦型和互感型两种类型。 27. 变压器在带负载时不产生空载损耗。（ ） 【答案】错误 【解析】空载损耗主要包括铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，与铁芯中的磁通和电源电压有关。变压器带负载运行时仍然存在空载损耗，只是还会增加绕组的负载损耗。因此题干说法错误。 28. 变压器的同名端指的是具有相同标志的输入侧和输出侧的端子。（ ） 【答案】正确 【解析】同名端指的是变压器的输入侧和输出侧具有相同标志的端子。 29. 变压器可以改变电源的频率。（ ） 【答案】错误 【解析】变压器只能改变交流电的电压，而不能改变电源的频率。电源的频率由发电机或电源设备决定。 30. 变压器匝数多的一侧电流大，电压低。（ ） 【答案】错误 【解析】在变压器中，绕组匝数越多，感应电压越高；在传输功率基本相同的情况下，电压越高，电流越小。因此匝数多的一侧电压高、电流小，题干所述“电流大，电压低”错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述分接开关 【答案】电力变压器有±5%的抽头，通过分接开关改变分接头的连接，可以改变高压线圈的匝数，从而调节变压器的输出电压 【解析】分接开关用于改变变压器绕组分接头的连接位置，从而改变绕组的有效匝数和变比，调节输出电压。电力变压器通常在高压绕组设置分接头，调压范围常为±5%，具体应按铭牌规定进行操作。 32. 如图所示，理想变压器的变压比K＝2，HL1、HL2为两只完全相同的灯泡，请问哪只灯泡更亮并简述理由。 【答案】HL2灯亮；因为变压器K＝2，二次侧电流是一次侧电流的2倍，故HL2灯亮。 33. 将RL＝8Ω的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知N1＝300，N2＝100，信号源电动势E＝6V，内阻RS1＝100Ω，试求信号源输出的功率。 【答案】0.087W 【解析】解：变压器的变比为 变压器原边等效阻抗为 信号源输出的电流为 信号源输出的功率为 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某机电设备实训车间使用一台单相双绕组变压器，其额定容量为 10 kV·A，额定电压为 2200 V/220 V，原、副边绕组匝数分别为 2200 匝和 220 匝。变压器空载时副边电压为 230 V，接入功率因数为 0.8 的负载后，副边电压降为 220 V，此时输出视在功率为 8 kV·A，变压器总损耗为 180 W。该车间还需要对 10 kV 高压线路进行电参数测量，并要求一套低压检修电源与高压侧保持电气隔离。（1）计算该变压器的变比、原边额定电流和副边额定电流。（2）计算变压器的电压变化率和负载运行效率，并判断其是否满足电压变化率不超过 5%、效率不低于 96.5% 的运行要求。（3）针对低压检修电源和 10 kV 高压线路测量，分别说明应选用普通双绕组变压器、自耦变压器、电压互感器中的哪一种，并写出使用电流互感器时的一项安全注意事项。 【答案】（1）变比为 。原边额定电流为 ；副边额定电流为 。（2）电压变化率为 。负载输出有功功率为 ，输入有功功率为 ，效率为 。电压变化率和效率均满足运行要求。（3）低压检修电源应选用普通双绕组变压器，以实现输入、输出电气隔离；10 kV 高压线路测量电压应选用电压互感器。使用电流互感器时，运行中其副边不得开路。 【解析】（1）根据变压器电压比等于匝数比，分别用额定容量除以原、副边额定电压可得两侧额定电流。（2）用空载与负载电压计算电压变化率，用输出功率和损耗计算效率。（3）双绕组变压器具有电气隔离作用；电压互感器用于测量高电压，电流互感器副边开路会产生危险高电压。 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 $