【高考速递】突破65 理想变压器基本关系与理想变压器的动态分析问题-2019高三微专题(Word版含解析)
一、理想变压器的基本关系
【典例1】如图所示，正弦交流电源的电压有效值保持恒定，电流表为理想交流电流表，理想变压器的副线圈接电阻R1和R2，R1和R2的阻值分别为1和3的。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I，则（）
A．开关闭合前后，流经R1的电流之比为1：4
B．开关闭合前后，流经R1的电流之比为1：2
C．开关闭合前后，副线圈的输出电压比为4：1
D．开关闭合前后，变压器的输入功率之比为1：2
【答案】A
【解析】（1）根据题意，该理想变压器原线圈两端电压U1不变，原、副线圈匝数比一定，故副线圈电压U2保持不变，与开关S闭合断开无关，C错误；开关断开时，副线圈电流
；闭合开关后，副线圈电流
，故开关闭合前后，流过电阻R1的电流之比，A 正确，B 错误； （2）理想变压器输入功率和输出功率相等。闭合开关前，变压器输入功率为
；在闭合开关之后，变压器输入功率为
，故开关闭合前后，变
压器输入功率之比为1:4，D 错误。
故本题选A 【典例2】电阻为R 的负载接到20V 直流电压上消耗的电功率是P ，现用一个变压器，将电压最大值为200V 的正弦交流电压接原线圈，副线圈接电阻R ，则R 上消耗的电功率为P/2，该变压器原副线圈的匝数比为（ ）
A ． 20:1
B ．
：1 C ． 10:1 D ． 1:10
【答案】C
二、理想变压器的动态分析
1．匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2
，输入电压U 1决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．
(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2决定输入电流I 1，可以判断I 1的变化．
【2019-2020】高考物理理想变压器模型试题(含解析)
【2019-2020】高考物理理想变压器模型试题（含解析） 李仕才 一、理想变压器的几个基本问题 （1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。 构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。 作用：在办理送电能的过程中改变电压。 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。 特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。 （2）理想变压器的理想化条件及规律 如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，有 ? ?=??= 222111,φ εφεn t n 忽略原、副线圈内阻，有 2211,εε==U U 。 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有 21φφ?=?。 由此便可得理想变压器的电压变化规律为
2 1 21n n U U =。 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P =，而 111U I P =，222U I P =。 于是又得理想变压器的电流变化规律为 1 2 21n n I I =。 由此可见： ①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。 ②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。 （3）多组副线圈理想变压器的规律。 如图所示，原线圈匝数为1n ，两个副线圈的匝数分别为1n 、2n 相应的电压分别为1U 、2U 和3U ，相应的电流分别为1I 、2I 和3I 根据理想变压器的工作原理可得 2 1 21n n U U =① 3 1 31n n U U =②可得
理想变压器的工作原理及高考要求
理想变压器的工作原理及高考要求 摘要：学习变压器首先要掌握交流电知识，对交流电的“四值”:最大值、有效值、瞬时值和平均值，瞬时值随时间变化表达式的书写以及由表达式读出周期和频率，理想变压器的电压关系和电流关系，理想变压器的动态问题中个物理量的相互制约关系，远距离输电的过程和降低输电能耗的途径等问题的考查几乎年年出现在高 考试题当中。 关键词：变化器；工作管理；高考要求 1.理想变压器的几点假设： （1）没有漏磁，即通过两绕组每匝的磁通量φ都一样； （2）两绕组中没有电阻：从而没有铜损（即忽略绕组导线中的焦耳损耗）； （3）铁芯中没有铁损（即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗）；（4）原、副线圈的感抗趋于∞(无穷大），从而空载电流趋于0。满足这些条件的变压器叫做理想变压器。它是实际变压器的抽象,它把实际变压器中的次要因素忽略掉,而紧紧抓住其主要。 理想变压器中：u1=e1=n * δφ/δt u1 为加在线圈两端的电压，e1为线圈中的感生电动势n为线圈匝数。 2.理想变压器的工作原理 2.1结构。变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次
级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 2.2工作原理。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。变压器的基本原理是电磁感应。变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交变的磁场，铁芯中就有变化的磁通量。由于副线圈也绕在同一铁芯上，这个变化的磁通量同样穿过副线圈，并在副线圈上产生感应电动势。如果副线圈构成闭合回路就会产生交变感应电流。对负载而言，副线圈中的感应电动势相当于电源电动势。如果副线圈的电阻很小，可以近似的认为这个电动势就等于副线圈中两端的电压。 3.高考要求 3.1热点分析。纵观各地高考物理试卷发现，高考对理想变压器这部分知识的考察内容很全面，基本上覆盖了《考试大纲》所列的全部知识点，历年高考命题的热点,主要从变压器的变压原理、变压器的变压比和变流比的运用及定性分析变压器的原、副线圈的两端的电压、电流、功率的相互制约变化关系这几方面出题考查，其
变压器知识习题及答案
变压器知识习题及答案 一、填空题 ? 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。 19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 ? ? ? ? 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S
理想变压器
理想变压器 理想变压器是实际变压器的理想化模型，是对互感元件的理想科学抽象，是极限情况下的耦合电感。 1．理想变压器的三个理想化条件条件 1 ：无损耗，认为绕线圈的导线无电阻，做芯子的铁磁材料的磁导率无限大。 条件 2 ：全耦合，即耦合系数 条件 3 ：参数无限大，即自感系数和互感系数但满足： 上式中 N 1 和 N 2 分别为变压器原、副边线圈匝数， n 为匝数比。以上三个条件在工程实际中不可能满足，但在一些实际工程概算中，在误差允许的范围内，把实际变压器当理想变压器对待，可使计算过程简化。 2. 理想变压器的主要性能 满足上述三个理想条件的理想变压器与有互感的线圈有着质的区别。具有以下特殊性能。 （1）变压关系 图 4.15 为满足三个理想条件的耦合线圈。由于，所以 因此 图4.15 耦合线圈图 4.16理想变压器模型1 根据上式得理想变压器模型如图4.16所示。 注意：理想变压器的变压关系与两线圈中电流参考方向的假设无关，但与电压极性的
设置有关，若 u1、u2 的参考方向的“+”极性端一个设在同名端，一个设在异名端，如图4.17 所示，此时 u1 与 u2 之比为： （2）变流关系 根据互感线圈的电压、电流关系（电流参考方向设为从同名端同时流入或同时流出）： 则 图 4.17理想变压器模型2 图 4.18理想变压器的变流关系 代入理想化条件：， 得理想变压器的电流关系为： 注意：理想变压器的变流关系与两线圈上电压参考方向的假设无关，但与电流参考方向的设置有关，若i1、i2的参考方向一个是从同名端流入，一个是从同名端流出，如图4.18所示，此时i1与i2之比为：
变压器选择题及答案
变压器选择题 1. 变压器空载电流小的原因是。 (a) 一次绕组匝数多，电阻很大；(b) 一次绕组的漏抗很大； (c) 变压器的励磁阻抗很大；(d) 变压器铁心的电阻很大。 2. 变压器空载损耗。 (a) 全部为铜损耗；(b) 全部为铁损耗； (c) 主要为铜损耗；(d) 主要为铁损耗。 3. 一台变压器一次侧接在额定电压的电源上，当二次侧带纯电阻负载时，则从一次侧输入的功率。 (a) 只包含有功功率；(b) 既有有功功率，又有无功功率； (c) 只包含无功功率；(d) 为零。 4. 变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若一次电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流_______。 (a) 增加；(b) 减少；(c) 不变；(d) 基本不变。 5．一台单相变压器，U/ U =220/10，若原方接在110V的单相电源上空载运2N1N行，电源频率不变，则变压器的主磁通将。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 不变。 6．变压器短路实验所测损耗。 (a) 主要为铜耗；(b) 主要为铁耗；(c) 全部为铜耗；(d) 全部为铁耗。7．做变压器空载实验所测的数值，可用于计算。
(a) 励磁阻抗；(b) 原边漏抗；(c) 副边漏抗；(d) 副边电阻。 8．将50Hz、220/127V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁心中的磁通将如何变化？（） (a) 减小；(b) 增加；(c) 不变；(d) 不能确定。 9．用一台电力变压器向某车间的异步电动机供电，当开动的电动机台数增多时，变压器的端电压将如何变化？（） (a) 升高；(b) 降低；(c) 不变；(d) 可能升高，也可能降低。10．变压器运行时，在电源电压一定的情况下，当负载阻抗增加时，主磁通如何变化？（） (a) 增加；(b) 基本不变；(c) 减小。 11．当一次侧接额定的电压维持不变时，变压器有空载运行转为满载运行时，其主磁通将会：。 (a) 增大；(b) 减小；(c) 基本不变。 12．如果将额定电压为220/36V的变压器接入220V的直流电源，则将发生什么现象？（） (a) 输出36V的直流电压；(b) 输出36V电压，原绕组过热； (c) 输出电压低于36V；(d) 没有电压输出，原绕组过热而烧毁。13．变压器一次绕组接额定电压，二次绕组的输出电压高于额定电压，其负载性质是。 (a) 纯阻负载；(b) 容性负载；(c) 感性负载。 14. 一次侧额定电压为220V的单相变压器，接220V交流电源时，空载电流为1A，如果不慎错误的接到了380V的交流电源，则空载电流为。 (a) 1.727A；(b) 1.0A；(c) 大于1.727A。 15. 下列哪种形式的变压器在电力系统中（）不宜采用？ (a) Y，d接法的芯式变压器；(b) D，y接法的组式变压器；
变压器测验题及答案2010[2].10
变压器测验题 一、电网线电压为66 KV ，经过两台容量均为1500 KVA 的三相变压器二次降压后供给额定电压为400V （Y ）的负载。第一台： D,y 接，U 1N /U 2N = 66/6.3KV 。第二台： D,y 接， U 1N /U 2N = 6300/400V 。 两台变压器都在6300伏一侧做短路实验，数据如下： 第一台： Uk = 334V , Ik = 137A, p k = 14kW （p 0 =10kW ）第二台： U k =382V , I k =137A, p k =15kW （p 0 =12kW ） 1）画出供电线路图;每台Tr 接为D,y 5(先画相量图)。 2）求出变压器各额定电流?变比？ 3）求每台变压器的短路阻抗标幺值？ 4）画出从66KV 侧看的简化等效电路和向量图 ； 5）当原边加额定电压，每相负载阻抗Z l =0.1+j0.07Ω（Y 接）时，负载的电流？ 6）求上述情况下各变压器效率及总效率？并求出总的电压变化率？ 二、画出下图变压器电动势相量图，并判断其联结组别。 三、画出D /Y-7联接组别接线图和相量图。 四、一台Y/Δ接的三相变压器空载运行，,原方（高压侧）加上对称的正弦额定电压，试分析下列物理量中有无三次谐波。1）主磁通。2）原、副方相电势。3）原、副方线电压；原、副方相电压。4）原、副方线电流；原、副方相电流。 五、现有一个万用表和一个可调交流电压源，说明如何判断同一芯柱上的高低压绕组的同极性端。 六、一台2kV·A ，400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路，测得I 0=2A ；p 0=20W ；当高压侧加400V ，低压侧开路，测得I 0= A ，p 0= W 。 七、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗 ，励磁电流 。 八、某人初次使用互感器对巨型三相变压器进行短路实验。由于变压器是高电压、大电流，因此需要借助电压互感器和电流互感器来完成。请你画出实验线路图，并说明仪器仪表应如何选择，实验数据如何处理？ 九、一台三相变压器，S N =5600kV A ,，U 1N /U 2N ＝10/6.3kV ，Y/d 接，10kV 侧接电源。u k =5.5%，p k =18kw,一次侧加额定电压，试求满载且cosφ＝0.8 （滞后）时的负载阻抗，二次电压和一次电流，额定电压调整率和效率。 十、一台三相变压器，额定容量S N =750KV A, U 1N /U 2N =10/0.4KV, Y ,y 连接。短路电压u k =5.5%，p k =2.4kw, 付方三角形联接三相平衡负载，每相负载阻抗Z l =1.272+j0.954Ω。（忽略变压器的励磁电流）试求: 1）高压侧加额定电压时，原、副方的线电流和相电流；副方的线、相电压； 2）变压器此时的输入、输出功率和效率； 3）画出该变压器此时的等效电路和相量图。
理想变压器特性及与等效电路的分析
理想变压器特性及与等效电路的分 析 理想变压器特性及与等效电路的分析 谭阳红1，汪沨1，陈五立2 （1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082； 2.湖南信息学院，湖南长沙410151） 摘要：作为电路理论的重要内容，理想变压器的教学重点通常在于理想变压器特性方程及其运用，不涉及磁路分析，这导致学生在分析多绕组变压器时错误运用特性方程。本文以双绕组和三绕组变压器为例，就磁路形式对理想变压器方程的影响进行分析，导出理想变压器特性方程。在此基础上，得到其阻
抗变换的统一表达式，并得到不同情况下的实际变压器等效电路，对理想变压器的教学有一定的指导作用。 关键词：理想变压器；特性方程；等效电路 基金项目：本文受国家自然基金及51107034、湖南省自然科学基金资助项目、中央高校基金和湖南省教改课题的资助 器是电路理论教学中的重要部分。在教学过程中，教学重点往往变压器理想化的条件、掌握特性方程及其运用。但是，很多学生在分析多绕组变压器时觉得无所适从，甚至错误运用理想变压器的特性方程。要理解磁路对理想变压器特性方程的影响，必须明确理想化的条件和特性方程的获得方法。 二、双绕组理想变压器特性方程 利用磁路定理来理解理想变压器的特性，只需用以下定律：磁路的基尔霍夫第一定律即磁通连续性原理和磁路的基尔霍夫第二定律，即安培环路定律。
1.双绕组理想变压器电压方程。考虑如下的变压器（图1（a）所示），设变压器初次级的原边和副边匝数分别为Np和Ns，电流为ip 蓸t 蔀、is 蓸t 蔀，铁芯磁导率μ趋近于无穷大，即没有漏磁，磁感应强度全部集中于铁芯。 变压器的初、次级磁链相等，设为ψm。很明显： 四、结语 本文的分析表明，变压器的特性方程与磁路形式密切相关。在理想变压器的教学中，采用磁路的分析方法，只有如此，学生才能牢固掌握理想变压器特性方程的本质。 参考文献：
变压器精选练习题16道
1、如图,当滑动变阻器滑动触头p逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数（） A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大 B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小 C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小 D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（） A．电压表的示数为 B．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数变小 C．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大 D．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示规 律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A．输出电压的最大值为36V B．原、副线圈中电流之比为55∶9 C．变压器输入、输出功率之比为55∶9 D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz 4、如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。导线的等效电阻为R。现将原来断开的开关S闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是（） A．副线圈两端的电压不变 B．通过灯泡L1的电流增大 C．原线圈中的电流减小 D．变压器的输入功率减小 5、生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率，如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L，滑动变阻器的电阻值范围时0－100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2:1，交流电源的电压为U0＝440V，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A的示数为1.2A，则（） A.灯泡的额定功率为40W B.灯泡的额定电流为2.4A C.滑动变阻器上部分接入的电阻值为50Ω D.滑动变阻器消耗的电功率为240W 6、如图7，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，输出端接有一个交流电压表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电压表读数为U，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是（） A、电动机两端电压为 B、电动机消耗的功率为U2/R C、电动机的输出功率为nUI-（nI）2R D、变压器的输入功率为UI/n 7、理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，若原线圈上加u=400sin100πt (v)的交变电压，则在副线圈两端 （） A、用交变电压表测得电压为100 v Ｂ、用交变电压表测得电压为100 v Ｃ、交变电流的周期为0.02s D、频率为100π hz 8、如图8所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略， 其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时 ( ) A．交流电压表V1和V2的示数一定都变小 B．交流电压表只有V2的示数变小 C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大 D．只有A1的示数变大
变压器高考练习题及答案
变压器高考练习题及答 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
理想变压器 功率关系：P 入=P 出 ； 电压关系 2 1 2 1 n n U U =；电流关系 1 2 2 1 n n I I =；频率关系 2 1 f f= 远距离输电 功率关系 2 1 P P=， 4 3 P P=， 3 2 P P P+ = 损 输电电流 线 R U U U P U P 3 2 3 3 2 2 - = = 电压关系 2 1 2 1 n n U U =， 4 3 4 3 n n U U =， 3 2 U U U+ = 损 输电线损失的功率 线 线 线 损 R U P R I P 2 2 2 2 ?? ? ? ? ? = = 电流关系 1 2 2 1 n n I I =， 3 4 4 3 n n I I =， 2 I= 3 I=I线 1、（2015全国卷Ⅰ·16题）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ) A. U=66V， k= 9 1 B. U=22V， k= 9 1 C. U=66V， k= 3 1 D. U=22V， k= 3 1 2、（2015全国卷Ⅱ·21题）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负 载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为 零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的
【高中物理】变压器·典型例题解析
变压器·典型例题解析 【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发 电机的输出端．摇动频率不断增加,则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变 解答：应选C． 点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的,输出电压与频率 成正比．纯电阻电路中,电阻R与频率无关,I R＝U/R,所以I R与频率成正比；纯电容电路中,容抗X C＝1/2πfC,I C＝U/X C＝2πfCU,与频率的二次方成正比；纯电感电路中,X L＝2πfL,I L＝U/X L＝U/2πfL,与频率无关． 【例2】图18－17为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________V,电流表读数为________A． 解答：由公式U1/U2＝n1/n2,得U1＝U2n1/n2＝216(V)； 因理想变压器的初、次级功率相等, 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A． 点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系． 【例3】如图18－18所示,甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法,它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？
点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器,乙应是电容较小的电容器． 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流,阻直流、乙是电容较小的电容器通直流,去掉交流． 【例4】如图18－19所示,理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡,且都正常发光,求当开关断开和闭合时,通过初级线圈的电流之比． 点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3． 跟踪反馈 1．如图18－20所示,一平行板电容器与一个灯泡串联,接到交流电源上,灯泡正常发光,下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是 [ ]
变压器知识习题及答案
变压器知识习题及答案 一、填空题 1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。 2、变压器油起着散热和（）的作用。 3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。 4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。 5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。 6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。 7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。 8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。 9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。 10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。 11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。 12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。 13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。 14、变压器过负荷时的声音是（）。 15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。 16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。 17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。 18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。
19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。 20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。 二、选择题 1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。 A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：1 2、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。 A.作用于跳闸 B、作用于信号 C.作用于信号及跳闸 D.都不对 3、带有瓦斯继电器的变压器，安装时其顶盖沿瓦斯继电器方向的的升高场坡度为（）。 A. 1%~5% B、1%% C. 1%一25% D. 1%-30% 4、配电变压器低压侧中性点应进行工作接地，对于容量为l00kVA及以上其接地电阻应不大于（）。 A. 0. 4Ω B. 10Ω C一8 ΩΩ 5、已知变压器额定容量为s,额定功率库因数0. 8，则其额定有功负载应是（）。 B. 1·25S D. 0. 64S 6、低损耗变压器和一般变压器有什么不同（）。 A.铁芯结构不同，铁芯材料不同 B.线圈结构不同，接线方式不同 C..绝缘不同，箱体结构不同 D.散热方式不同 7、变压器的工作原理是（）。 A.电场作用力原理 B.电磁作用力原理 C.磁场吸引 D.根据电磁感应原理 8、互感器一次侧做交流耐压试验时，二次线圈应采用（）措施。 A.接地 B.接壳 C.短路接地 D.短路 9、检查三相变压器的连接组别的试验方法中，下列错误的是（）。 A.直流法 B.双电压表法 C.直流电桥法 D.相位法 10、测量变压器的介质损失角的方法采用（）。 A.交流平衡电桥法 B.直流电桥法 C.瓦特表法 D.测泄漏电流
变压器习题及详解答案
课时练变压器 说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。 1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2 2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（） A．0 B．3 mA C．48 mA D．与R大小有关 3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（） A．120匝 B．150匝 C．180匝 D．220匝 4．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压（） A．10 V 10 V B．10 V 4 V C．4 V 10 V D．10 V 0 5．如图 (a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（） A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz 6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（） A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（） A． V B． V C． V D． V 8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（） A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 9．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝。接入电压U1＝220 V的电路中。 （1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V，20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少 10．如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V， W”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：
2020高考物理复习 专题10交变电流和变压器(解析版)
专题10 交变电流和变压器 1．（2020届河南省焦作市高三第三次模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1 ：n 2＝1 ：2，原线圈接电压恒定的正弦交流电，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，已知滑动变阻器R 2的最大阻值为定值电阻R 1的5倍。在滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．变压器原、副线圈中的电流之比始终为2 ：1 B ．定值电阻R 1消耗的功率逐渐增大 C ．滑动变阻器R 2消耗的功率先增大后减小 D ．变压器副线圈两端的电压逐渐增大 【答案】ACD 【解析】变压器原、副线圈中的电流之比之和匝数比有关，匝数不变，电流之比不变，A 正确；设输 入的交流电有效值为U,原线圈中的电流为I ，根据1221I n I n =可知，副线圈中的电流为12 I ，副线圈两端 的电压为212IR ，原线圈两端电压为214IR ，则121 4 U IR IR =+，当滑动变阻器向上移动时，2R 增大，根据 121 4 U IR IR =+，可知当原线圈中的电流变小，因此电阻1R 消耗的功率变小，B 错误；滑动变阻器2 R 消耗的功率为2 222111124U U P UI I R R I R R ??=-=--+ ?? ?，因此当12U I R =，即214R R =时，2R 消耗功率最大，所以当滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时，2R 消耗的功率先变大后变小，C 正确；滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动时，电阻逐渐变大，所以变压器副线圈两端的电压逐渐增大，D 正确。故选ACD 。 2．（2020届河南省十所名校高三阶段性测试）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻
高中物理：变压器练习题
高中物理：变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得
U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误； 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误；变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
变压器专业试题A答案
第1 页共4 页 一、选择题。（20分） 1、变压器油在变压器内主要起（A ）作用。 A、冷却和绝缘 B、消弧 C、润滑 D、填补 2、电流互感器铁心内的交变主磁道是由（ C ）产生的。 A、一次绕组两端的电压 B、二次绕组内通过的电流 C、一次绕组内通过的电流 D、二次绕组的端电压 3、变压器铭牌上的额定容量是指（ C ）。 A、有功功率 B、无功功率 C、视在功率 D、平均功率 4、油浸电力变压器的呼吸器硅胶的潮解不应超过（ A ）。 A、1/2 B、1/3 C、1/4 D、1/5 5、变压器铁心采用相互绝缘的薄硅钢片制造，其主要目的是为了降低 （ C ）。 A、铜耗 B、杂散损耗 C、涡流损耗 D、磁滞损耗 6、规程规定运行中的风冷油浸电力变压器的上层油温不得超过（ B ）℃。 A、105℃ B、85 ℃ C、75℃ D、45℃ 7、有载分接开关中，过渡电阻的作用是（ C ）。 A、限制分关间的过电压 B、熄弧 C、限制切换过程中的循环电流 D、限制切换过程中的负载电流 8、油浸电力变压器的气体保护装置轻气体信号动作，取气体分析，结果是无色 无味、不可燃，色谱分析为空气，这时变压器（ B ）。 A、必须停止 B、可以继续运行 C、不许投入运行 D、要马上检修 9、变压器二次侧突然短路时，短路电流大约是额定电流的（D ）倍。 A、1—3 B、4—6 C、6—7 D、10—25 10、变压器运行会有“嗡嗡”的响声，主要是（ D ）产生的。 A、整流、电炉等负荷 B、零、附件震动 C、绕组振动 D、铁心片的磁致伸缩 11、在相对湿度不大于75%时，油浸变压器吊芯检查时间不得超过（ B ） h. A、8 B、12 C、15 D、16 12、变压器套管是引线与（ C ）间的绝缘。 A、高压绕组 B、低压绕组 C、油箱 D、铁芯 13、运行中电压互感器二次侧不允许短路，电流互感器不允许（B ） A、短路 B、开路 C、短接 D、串联 14、变压器铁芯应在（B ）的情况下运行。 A、不接地 B、一点接地 C、两点接地 D、多点接地 15、变压器正常运行时的声音是（ B ） A、断断续续的嗡嗡声 B、连续均匀的嗡嗡声 C、时大时小的嗡嗡声 D、无规律的嗡嗡声 16、DW型无激磁分接开关的动、定触头之间，应保持的接触压力为（ B ） A、0.5—1.5Kg B、2—5Kg C、9—11Kg D、7—8Kg 17、变压器运行时，温度最高的部位是（ A ）
(完整版)变压器的动态分析(有答案)
o r s o 对变压器动态分析的考查 1、 如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S 原来闭合，且R 1＝R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数U 、交流电流表的示数I 、电阻 R 1上的功率P 1及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是 ( ) A ．U 增大 B ．I 增大 C ．P 1减小 D ．P 减小 答案 AD 解析 开关S 由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压U 2不变，则输出电流I 2变小，R 上的电压变小，R 1上的电压U 变大，电阻R 1上的功率 P 1＝＝，R 1不变，U 变大，则P 1增大，故A 正确，C 错误．由电流与匝数的关U 2R 1 R 1U 2 R 1系可知电流表的示数I 减小，B 错误．输出功率P 出＝I 2U 2，U 2不变，I 2减小，则P 出减小，输入功率等于输出功率，所以D 正确．2、(2012·福建理综·14)如图所示，理想变压器原线圈输 入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是 ( ) A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值 B ．U 1和U 2表示电压的最大值 C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大 D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 解析 电路中交流电表的示数为有效值，故A 、B 项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝变大，由 U 2 R 0＋R ＝，得I 1＝I 2变大，故C 项正确，D 项错误．I 1 I 2n 2 n 1n 2n 1答案 C 3、 如图甲所示，T 为理想变压器，原、副线圈匝数比为10∶1，副线圈所接电路中，电压 表V 1、V 2和电流表A 1、A 2都为理想电表，电阻R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，R 3的最大阻值为
互感和理想变压器
第八章 含耦合电感和理想变压器的电路分析 本章学习耦合电感元件和理想变压器元件，它们属于多端元件。实际电路中，如收音机、电视机中使用的中周、振荡线圈，整流电路中使用的变压器等都是耦合电感元件与变压器元件。 §8－1耦合电感的伏安关系 一、磁链和电感量 当L 通过i 产生磁通?，对N 匝线圈产生的磁链为：?ψN =，定义自电感：i N i L ? ψ == 。 关联条件下，电感两端的电压：dt di L dt d dt d N u ===ψ? 二、互感：见P.195图8－1 1．若线圈1中通以变化电流i 1： 11?：自感磁通；21?：互感磁通(耦合磁通) 一般地，2111??≥。当2111??=，全耦合。 自感磁链：11111?ψN = 1 11 1i L ψ= ?～自感量 互感磁链：21221?ψN = 1 21 21i M ψ= ?～互感量 2．若圈2中通以变化的电流i 2： 22?：自感磁通；12?：互感磁通(耦合磁通) 一般地，1222??≥。当1222??=，全耦合。 自感磁链：22222?ψN = 2 22 2i L ψ= ?～自感量 互感磁链：12112?ψN = 2 12 12i M ψ= ?～互感量 通过电磁场理论可以证明： 02112≥==M M M 3．互感电压的产生 当线圈1通变化的电流1i ，在线圈2产生互感磁链21ψ，从而产生感应电压，称为互感电压，记作：u 21。 dt di M dt d u 1212121== ψ u 21与21ψ之间符合右手螺旋法则。 同理，当线圈2通电流，在线圈1产生互感磁链12ψ，从而产生感
应电压，称为互感电压，记作：u 12。 dt di M dt d u 2121212== ψ u 12与12ψ之间符合右手螺旋法则。 注意：1) u 12、u 21的实际方向与两线圈的绕向有关； 2) 若感应线圈两端接上负载，将有电流流过。 三、耦合系数 由于互感磁通只是总磁通的一部分，互感磁通与自感磁通的比值<1。两线圈靠得越近，k 就越接近于1。一般用1121??和22 12?? 的几何平均值表征这一耦合程度，称为耦合系数k 。 2 122121121L L M k = ?= ???? (推导见P.196) 1111i L =ψ ，121Mi =ψ；2222i L =ψ ，212Mi =ψ ∴ 12 1≤=L L M k 当1=k 时，称为全耦合；当0=k 时，称为无耦合。 一般地：传输功率或信号(或变压器)，K 值越大越好；仪表间的磁场干扰，K 值越小越好，必要时要加以屏蔽。 四、互感电压 对于两个相耦合的线圈，一个线圈的电流发生变化，将在另一线圈上产生感应电压，互感电压的大小为： u M di dt 211= ，dt di M u 212= 由于互感磁通与自感磁通有彼此加强或削弱两种情况，因此在同 一线圈上的互感电压与自感电压可能彼此相加，也可能彼此相减。这与两个线圈的相对绕向、位置和电流参考方向有关。 当两个施感电流同时作用： ???±=±=21222 12 111u u u u u u 1．u 21与?21“关联方向”时：P.196 图8－2A 有： u L di dt M di dt 11 12=+ u L di dt M di dt 2221=+
讲义 - 变压器习题(很经典)
龙文教育学科教师辅导讲义 数 （ ） A ．V 1不变、V 2不变、A 1变大、A 2变大 B ．V 1不变、V 2不变、A 1变小、A 2变小 C ．V 1变大、V 2变大、A 1变小、A 2变小 D ．V 1变小、V 2变小、A 1变大、A 2变大 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 ， 则 （ ）A ．电压表的示数为 B ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电流表A 2的示数变小 C ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电流表A 1的示数变大 D ．在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 3、图中为一理想变压器，原副线圈的总匝数比为1：2，其原线圈与一电压有效值恒为220V 的交流电源相连，P 为滑动头．现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈缓慢匀速上滑，直至“220V60W ”的白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止．U 1表示副线圈两端的总电压，U 2表示灯泡两端的电压，用I 1表示流过副线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，（这里的电流、电压均指有效值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
4、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（） A．A1示数不变，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 5、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A．输出电压的最大值为36V B．原、副线圈中电流之比为55∶9 C．变压器输入、输出功率之比为55∶9 D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz 6、如图所示，有一台交流发电机，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总 电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和. 设的输入电压一定， 当用户消耗的电（） A．减小，变大 B．不变，变小 C．变小，变小 D．变大，变大 7、在如图的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大