電工學(xué)課后習(xí)題變壓器習(xí)題及答案

1、2021/6/161練練 習(xí)習(xí) 題題 5.4.2 已知變壓器的二次繞組有已知變壓器的二次繞組有 400 匝，一次繞組和二匝，一次繞組和二次繞組的額定電壓為次繞組的額定電壓為 220/55 V。求一次繞組的匝數(shù)。求一次繞組的匝數(shù)。 5.4.3 已知某單相變壓器已知某單相變壓器 SN = 50 kVA，U1N /U2N= 6 600/230 V，空載電流為額定電流的，空載電流為額定電流的3% %，鐵損耗為，鐵損耗為 500 W，滿載銅損耗滿載銅損耗 1 450 W。向功率因數(shù)為。向功率因數(shù)為 0.85 的負(fù)載供電時(shí)，的負(fù)載供電時(shí)，滿滿載時(shí)的二次側(cè)電壓為載時(shí)的二次側(cè)電壓為 220 V。求：。求：(1

2、) 一、二次繞組的額定一、二次繞組的額定電流；電流；(2)空載時(shí)的功率因數(shù)；空載時(shí)的功率因數(shù)；(3)電壓變化率；電壓變化率；(4)滿載時(shí)的效率。滿載時(shí)的效率。 5.4.1 收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為 1 200 匝，接在匝，接在 220 V 交流電源上后，得到交流電源上后，得到 5 V、6.3 V 和和 350 V三種輸出三種輸出電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。下一頁下一頁返回主頁返回主頁2021/6/162 5.4.4 某單相變壓器容量為某單相變壓器容量為 10 kVA，額定電壓為，額定電壓為3 300/220 V。如果向。如果向 220

3、 V、60 W的白熾燈供電，白熾燈能的白熾燈供電，白熾燈能裝多少盞？如果向裝多少盞？如果向 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 0.5 的日光燈的日光燈供電，日光燈能裝多少盞？供電，日光燈能裝多少盞？ 5.4.5 某某50 kVA、 6 600/220 V 單相變壓器，若忽略電單相變壓器，若忽略電壓變化率和空載電流。求：壓變化率和空載電流。求：(1) 負(fù)載是負(fù)載是 220 V、40 W、功率、功率因數(shù)為因數(shù)為 0.5 的的 440 盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的電盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的電流流是多少？是多少？(2) 上述負(fù)載是否已使變壓器滿載？若未滿載，還上述負(fù)載是否已使變

4、壓器滿載？若未滿載，還能接入多少盞能接入多少盞 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 1 的白熾燈？的白熾燈？ 5.4.6 某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為 230，二次繞組的匝數(shù)為二次繞組的匝數(shù)為 80，原配接，原配接 8 的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用 4 的揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？的揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回2021/6/163 5.4.7 電阻值為電阻值為 8 的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到 E = 10 V、R0= 250 的信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝的

5、信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝數(shù)為數(shù)為 500，二次繞組的匝數(shù)為，二次繞組的匝數(shù)為 100。求：。求：(1) 變壓器一次側(cè)變壓器一次側(cè)的等效阻抗模的等效阻抗模 | Z | ；(2) 揚(yáng)聲器消耗的功率。揚(yáng)聲器消耗的功率。 5.5.1 一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù)一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù) N1=1 000，接到，接到220 V 交流電源上，二次繞組的匝數(shù)交流電源上，二次繞組的匝數(shù) N2= 500，接到，接到 R = 4 、XL = 3 的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：(1) 二次側(cè)二次側(cè)電壓電壓U2 ； (2) 輸出電流輸出電流 I2 ；(2) 輸出的有功功

6、率輸出的有功功率 P2 。 5.5.2 某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量分某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量分別為：別為：220 V 和和 150 VA， 127 V 和和 100 VA，36 V 和和 50 VA。求這三個(gè)繞組的額定電流。求這三個(gè)繞組的額定電流。 5.6.1 某三相變壓器某三相變壓器 SN = 50 kVA，U1N /U2N= 10 000/440 V，Y,yn 接法。求高、低壓繞組的額定電流。接法。求高、低壓繞組的額定電流。上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回2021/6/164 5.6.2 某三相變壓器的容量為某三相變壓器的容量為 800 kVA，Y,d 接法

7、，額接法，額定電壓為定電壓為 35/10.5 kV。求高壓繞組和低壓繞組的額定相電壓、。求高壓繞組和低壓繞組的額定相電壓、相電流和線電流。相電流和線電流。 5.6.3 某三相變壓器的容量為某三相變壓器的容量為 75 kVA，以，以 400 V 的線的線電電壓供電給三相對(duì)稱負(fù)載。設(shè)負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)，每相電阻為壓供電給三相對(duì)稱負(fù)載。設(shè)負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)，每相電阻為2 ，感抗為，感抗為 1.5 。問此變壓器能否負(fù)擔(dān)上述負(fù)載？。問此變壓器能否負(fù)擔(dān)上述負(fù)載？ 5.6.4 有一臺(tái)三相變壓器有一臺(tái)三相變壓器 SN = 150 kVA，U1N = 6.3 kV，U2N = 0.4 kV ，負(fù)載的功率因數(shù)，負(fù)載的功率

8、因數(shù)為為 0.8（電感性），電壓變化率（電感性），電壓變化率為為 4.5 % %。求滿載時(shí)的輸出功率。求滿載時(shí)的輸出功率。 5.7.1 試判斷圖試判斷圖 5.01 中中各繞組的極性。各繞組的極性。12345678圖圖 5.01 練習(xí)題練習(xí)題 5.7.1的電路的電路 上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回2021/6/165練習(xí)題解答練習(xí)題解答 5.4.1 收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為 1 200 匝，接匝，接在在220 V 交流電源上后，得到交流電源上后，得到 5 V、6.3 V 和和 350 V 三種輸三種輸出電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。出電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。

9、 【解解】U21U1N21 = N1 U22U1N22 = N1 U23U1N23 = N15220= 1200 276.3220= 1200 34350220= 1200 1 909返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集下一題下一題2021/6/166 5.4.2 已知變壓器的二次繞組有已知變壓器的二次繞組有 400 匝，一次繞組和二匝，一次繞組和二次繞組的額定電壓為次繞組的額定電壓為 220/ 55 V。求一次繞組的匝數(shù)。求一次繞組的匝數(shù)。 【解解】上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集U1NU2NN1 = N2 22055= 400 = 1 6002021/6/167 5.4.3

10、 已知某單相變壓器已知某單相變壓器 SN = 50 kVA，U1N /U2N= 6 600/230 V，空載電流為額定電流的，空載電流為額定電流的 3% %，鐵損耗為，鐵損耗為 500 W，滿載銅損耗，滿載銅損耗 1 450 W。向功率因數(shù)為。向功率因數(shù)為 0.85 的負(fù)載的負(fù)載供電時(shí)，滿載時(shí)的二次側(cè)電壓為供電時(shí)，滿載時(shí)的二次側(cè)電壓為 220 V。求：。求：(1) 一、二次一、二次繞組的額定電流；繞組的額定電流；(2)空載時(shí)的功率因數(shù)；空載時(shí)的功率因數(shù)；(3)電壓變化率；電壓變化率；(4)滿載時(shí)的效率。滿載時(shí)的效率。 【解解】本題目是為了區(qū)別變壓器空載和滿載時(shí)的不同。本題目是為了區(qū)別變壓器空載

11、和滿載時(shí)的不同。SNU1N(1) I1N = = A = 7.58 A50103 6600SNU2NI2N = = A = 217.4 A50103 230 (2) I0 = 3% I1N = 0.037.58 A = 0.23 A 空載時(shí)，二次繞組沒有銅損耗，一次繞組的銅損耗空載時(shí)，二次繞組沒有銅損耗，一次繞組的銅損耗只有滿載時(shí)一次繞組銅損耗的只有滿載時(shí)一次繞組銅損耗的 0.032 = 0.0009，故空載時(shí)的，故空載時(shí)的下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集上一題上一題下一頁下一頁2021/6/168銅損耗可以忽略不計(jì)。而鐵損耗是不變損耗，空載與滿載銅損耗可以忽略不計(jì)。而鐵損耗是不變損

12、耗，空載與滿載時(shí)鐵損耗相同。故可以認(rèn)為空載損耗等于鐵損耗，即時(shí)鐵損耗相同。故可以認(rèn)為空載損耗等于鐵損耗，即P0 = PFe，因此求得：因此求得：P0U1N I0cos 0 = = = 0.3350066000.23 U2NU2U2N(3) U% = = = 4.3230220 230(4) P2N = U2 I2N cos 2 = ( 220217.4 0.85 ) W = 40 653.8 W= 95.4% %P2NP1N = =P2N P2N + PCu +PFe 上一頁上一頁下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集上一題上一題40 653.840 653.8 +1450 + 500 =

13、2021/6/169 5.4.4 某單相變壓器容量為某單相變壓器容量為 10 kVA，額定電壓為，額定電壓為3 300/220 V。如果向。如果向 220V、60 W 的白熾燈供電，白熾燈能的白熾燈供電，白熾燈能裝多少盞？如果向裝多少盞？如果向 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 0.5 的日光燈的日光燈供電，日光燈能裝多少盞？供電，日光燈能裝多少盞？ 【解解】解法解法1：通過電流求解。：通過電流求解。變壓器二次繞組的額定電流為變壓器二次繞組的額定電流為SNU2NI2N = = A = 45.45 A10103 220每只白熾燈的電流為每只白熾燈的電流為PU cos I = = A

14、= 0.273 A602201 因而可裝白熾燈數(shù)為因而可裝白熾燈數(shù)為I2NI = 16645.450.273每只日光燈的電流為每只日光燈的電流為PU cos I = = A = 0.3636 A402200.5 上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集下一頁下一頁2021/6/1610因而可裝日光燈數(shù)為因而可裝日光燈數(shù)為I2NI = 12545.450.3636解法解法2：通過視在功率求解。：通過視在功率求解。每只白熾燈的視在功率為每只白熾燈的視在功率為Pcos S = = VA = 60 VA601 因而可裝白熾燈數(shù)為因而可裝白熾燈數(shù)為SNS = 1661010360每只日光燈

15、的視在功率為每只日光燈的視在功率為Pcos S = = VA = 80 VA400.5 因而可裝日光燈數(shù)為因而可裝日光燈數(shù)為SNS = = 1251010380上一頁上一頁下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集上一題上一題2021/6/1611 5.4.5 某某 50 kVA、 6 600/220 V 單相變壓器，若忽略單相變壓器，若忽略電壓變化率和空載電流。求：電壓變化率和空載電流。求：(1)負(fù)載是負(fù)載是 220 V、40 W、功、功率因數(shù)為率因數(shù)為 0.5 的的 440 盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的電電流是多少？流是多少？(2)上述負(fù)載是否已使變壓器

16、滿載？若未滿載，上述負(fù)載是否已使變壓器滿載？若未滿載，還能接入多少盞還能接入多少盞 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 1 的白熾燈？的白熾燈？ 【解解】 (1) 變壓器的電壓比為變壓器的電壓比為U1NU2N k = = = 306600220 變壓器輸出的有功功率，即日光燈消耗的有功功率為變壓器輸出的有功功率，即日光燈消耗的有功功率為 P2 = 44040 W = 17 600 W 忽略電壓變化率，則變壓器二次繞組電壓等于其空載忽略電壓變化率，則變壓器二次繞組電壓等于其空載電壓電壓 220 V，故二次繞組電流為，故二次繞組電流為P2U2 cos 2I2 = = A = 160 A1

17、7 6002200.5 下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集下一頁下一頁上一題上一題2021/6/1612忽略空載電流，則變壓器一次繞組電流為忽略空載電流，則變壓器一次繞組電流為I2kI1 = = A = 5.33 A16030(2) 變壓器的二次繞組額定電流為變壓器的二次繞組額定電流為SNU2NI2N = = A = 227.3 A50103 220 由于由于 I2I2N ，所以變壓器未滿載。，所以變壓器未滿載。 設(shè)接入的白熾燈總功率為設(shè)接入的白熾燈總功率為 P，只要接入白熾燈后總視在，只要接入白熾燈后總視在功率（或總電流）不超過變壓器的容量功率（或總電流）不超過變壓器的容量 SN（或

18、額定電流（或額定電流 I2N）變壓器就不會(huì)過載，故變壓器就不會(huì)過載，故(P +P2 ) 2 + Q22 = SN 式中式中 Q2 為日光燈的無功功率，由于為日光燈的無功功率，由于 2 = arccos 2 = arccos 0.5 = 60o Q2 = P2 tan 2 = 17 600tan 60o var = 30 484 var上一頁上一頁返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集上一題上一題下一題下一題下一頁下一頁2021/6/1613由此可得由此可得P =SN2Q22 P2 = 22 032.4 W因而可裝白熾燈數(shù)為因而可裝白熾燈數(shù)為P40 = 55022 032.440= (50 000230

19、 4842 17 600 ) W 上一頁上一頁下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集上一題上一題2021/6/1614 5.4.6 某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為 230，二次繞組的匝數(shù)為二次繞組的匝數(shù)為 80，原配接，原配接 8 的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用 4 的的揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？ 【解解】 本題目是為了熟悉變壓器的阻抗變換作用。本題目是為了熟悉變壓器的阻抗變換作用。 改用改用 4 的揚(yáng)聲器后應(yīng)當(dāng)保證一次側(cè)的等效電阻仍與的揚(yáng)聲器后應(yīng)當(dāng)保證一次側(cè)的等效電阻仍與用用 8 揚(yáng)聲器時(shí)相同，

20、故揚(yáng)聲器時(shí)相同，故（ ）N1 2N2RL2 =（ ）N1 2N2RL1（ ）N1N2=N1 2N2RL1RL2=（ ）230 2 8084= 4.07N14.07 N2 = = 562304.07上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1615 5.4.7 電阻值為電阻值為 8 的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到E = 10 V、R0 = 250 的信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝的信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝數(shù)為數(shù)為 500，二次繞組的匝數(shù)為，二次繞組的匝數(shù)為 100。求：。求：(1) 變壓器一次側(cè)變壓器一次側(cè)的的等效阻抗模等效阻抗模 | Z | ；

21、(2) 揚(yáng)聲器消耗的功率。揚(yáng)聲器消耗的功率。 【解解】（ ）N1 2N2| Z | = R = RL = 8 = 200 （ ）500 2100ER0 +R(2) I1 = = = 0.022 A10V (250+200) 揚(yáng)聲器消耗的功率為：揚(yáng)聲器消耗的功率為： P2 = R I12 = ( 2000.0222 ) W = 0.097 W或或P2 = RL I22 本題目的仍是為了熟悉變壓器的阻抗變換作用。本題目的仍是為了熟悉變壓器的阻抗變換作用。 (1) 一次側(cè)的等效阻抗模一次側(cè)的等效阻抗模 | Z | 即一次側(cè)的等效電阻即一次側(cè)的等效電阻 R，故故（ ）N1 2N2= RL I1（ ）5

22、00 2100= 8 0.022= 0.097 W上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1616 5.5.1 一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù)一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù) N1= 1 000，接，接到到220 V 交流電源上，二次繞組的匝數(shù)交流電源上，二次繞組的匝數(shù) N2= 500，接到，接到 R = 4 、XL = 3 的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：(1) 二次側(cè)二次側(cè)電壓電壓 U2 ； (2) 輸出電流輸出電流 I2 ；(3) 輸出的有功功率輸出的有功功率 P2 。 【解解】(1) U2 = U1 = 220 V = 110

23、V（ ）N1N25001000(2) ZL = R + j XL= ( 3 + j 4 ) = 5 36.87o U2 | ZL | I2 = = A = 22 A110 5 (3) P2 = R I22 = ( 4222 ) = 1 936 W上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1617 5.5.2 某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量分別為：分別為：220 V 和和 150 VA， 127 V 和和 100 VA，36 V 和和 50VA。求這三個(gè)繞組的額定電流。求這三個(gè)繞組的額定電流。 【解解】S1NU1NI1N

24、 = = A = 0.68 A150 220S2NU2NI2N = = A = 0.79 A100 127S3NU3NI3N = = A = 1.39 A50 36上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1618 5.6.1 某三相變壓器某三相變壓器 SN = 50 kVA，U1N /U2N= 10 000/440 V，Y,yn 接法。求高、低壓繞組的額定電流。接法。求高、低壓繞組的額定電流。 【解解】SN3 U1NI1N = = A = 2.9 A 50103 3 10000SN3 U2NI2N = = A = 72.2 A 50103 3 400上一題上一題下一

25、題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1619 5.6.2 某三相變壓器的容量為某三相變壓器的容量為 800 kVA，Y,d 接法，接法，額定電壓為額定電壓為 35 / 10.5 kV。求高壓繞組和低壓繞組的額定相。求高壓繞組和低壓繞組的額定相電壓、相電流和線電流。電壓、相電流和線電流。 【解解】 U1N3U1Np = = kV = 20.2 kV 35 3 SN3 U1NI1N = I1Np = = A = 13.2 A 800 3 35U2Np = U2N = 10.5 kV SN3 U1NI2N = = A = 44 A 800 3 10.5 I2N3I2Np = = A = 25.4 kV 443 上一題上一題下一題下一題返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集2021/6/1620 5.6.3