電機(jī)學(xué)復(fù)習(xí)題及答案

1、第一章 磁 路一、填空：1. 磁通恒定的磁路稱為 ，磁通隨時(shí)間變化的磁路稱為 。答：直流磁路，交流磁路。2. 電機(jī)和變壓器常用的鐵心材料為 。答：軟磁材料。3. 鐵磁材料的磁導(dǎo)率 非鐵磁材料的磁導(dǎo)率。答：遠(yuǎn)大于。4. 在磁路中與電路中的電勢源作用相同的物理量是 。答：磁動(dòng)勢。5. 當(dāng)外加電壓大小不變而鐵心磁路中的氣隙增大時(shí)，對直流磁路，則磁通 ，電感 ，電流 ；對交流磁路，則磁通 ，電感 ，電流 。答：減小，減小，不變；不變，減小，增大。二、選擇填空1. 恒壓直流鐵心磁路中，如果增大空氣氣隙。則磁通 ；電感 ；電流 ；如果是恒壓交流鐵心磁路，則空氣氣隙增大時(shí)，磁通 ；電感 ；電流 。A：增加

2、B：減小 C：基本不變答：B，B，C，C，B，A2. 若硅鋼片的疊片接縫增大，則其磁阻 。A：增加 B：減小 C：基本不變答：A3. 在電機(jī)和變壓器鐵心材料周圍的氣隙中 磁場。A：存在 B：不存在 C：不好確定答：A4. 磁路計(jì)算時(shí)如果存在多個(gè)磁動(dòng)勢，則對 磁路可應(yīng)用疊加原理。A：線形 B：非線性 C：所有的答：A5. 鐵心疊片越厚，其損耗 。A：越大 B：越小 C：不變答：A三、判斷1. 電機(jī)和變壓器常用的鐵心材料為軟磁材料。 （ ）答：對。2. 鐵磁材料的磁導(dǎo)率小于非鐵磁材料的磁導(dǎo)率。 （ ）答：錯(cuò)。3. 在磁路中與電路中的電流作用相同的物理量是磁通密度。 （ ）答：對。4. 若硅鋼片的接

3、縫增大，則其磁阻增加。 （ ）答：對。5. 在電機(jī)和變壓器鐵心材料周圍的氣隙中存在少量磁場。 （ ）答：對。6. 恒壓交流鐵心磁路，則空氣氣隙增大時(shí)磁通不變。 （ ）答：對。7. 磁通磁路計(jì)算時(shí)如果存在多個(gè)磁動(dòng)勢，可應(yīng)用疊加原理。 （ ）答：錯(cuò)。8. 鐵心疊片越厚，其損耗越大。 （ ）答：對。四、簡答1. 電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成，這種材料有那些主要特性？ 答：電機(jī)和變壓器的磁路常采用硅鋼片制成，它的導(dǎo)磁率高，損耗小，有飽和現(xiàn)象存在。2. 磁滯損耗和渦流損耗是什幺原因引起的？它們的大小與那些因素有關(guān)？ 答：磁滯損耗由于B交變時(shí)鐵磁物質(zhì)磁化不可逆，磁疇之間反復(fù)摩擦，消耗能量而產(chǎn)生的。

4、它與交變頻率f成正比，與磁密幅值的次方成正比。渦流損耗是由于通過鐵心的磁通發(fā)生變化時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，再由于這個(gè)感應(yīng)電勢引起電流（渦流）而產(chǎn)生的電損耗。它與交變頻率f的平方和的平方成正比。3. 什么是軟磁材料？什么是硬磁材料？答：鐵磁材料按其磁滯回線的寬窄可分為兩大類:軟磁材料和硬磁材料。磁滯回線較寬，即矯頑力大、剩磁也大的鐵磁材料稱為硬磁材料，也稱為永磁材料。這類材料一經(jīng)磁化就很難退磁，能長期保持磁性。常用的硬磁材料有鐵氧體、釹鐵硼等，這些材料可用來制造永磁電機(jī)。磁滯回線較窄，即矯頑力小、剩磁也小的鐵磁材料稱為軟磁材料。電機(jī)鐵心常用的硅鋼片、鑄鋼、鑄鐵等都是軟磁材料。4. 磁路的磁阻如

5、何計(jì)算？磁阻的單位是什么？答：，其中：µ為材料的磁導(dǎo)率；l為材料的導(dǎo)磁長度；A為材料的導(dǎo)磁面積。磁阻的單位為。5. 說明磁路和電路的不同點(diǎn)。答：1）電流通過電阻時(shí)有功率損耗，磁通通過磁阻時(shí)無功率損耗；2）自然界中無對磁通絕緣的材料；3）空氣也是導(dǎo)磁的，磁路中存在漏磁現(xiàn)象；4）含有鐵磁材料的磁路幾乎都是非線性的。6說明直流磁路和交流磁路的不同點(diǎn)。答：1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通隨時(shí)間交變進(jìn)而會在激磁線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；2）直流磁路中無鐵心損耗，而交流磁路中有鐵心損耗；3）交流磁路中磁飽和現(xiàn)象會導(dǎo)致電流、磁通和電動(dòng)勢波形畸變。7基本磁化曲線與起始磁化曲線有何區(qū)別？磁路計(jì)算時(shí)

6、用的是哪一種磁化曲線？答：起始磁化曲線是將一塊從未磁化過的鐵磁材料放入磁場中進(jìn)行磁化，所得的B=f（H）曲線；基本磁化曲線是對同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點(diǎn)連接所得的曲線。二者區(qū)別不大。磁路計(jì)算時(shí)用的是基本磁化曲線。8 路的基本定律有哪幾條？當(dāng)鐵心磁路上有幾個(gè)磁動(dòng)勢同時(shí)作用時(shí)，磁路計(jì)算能否用疊加原理，為什么？答：有：安培環(huán)路定律、磁路的歐姆定律、磁路的串聯(lián)定律和并聯(lián)定律；不能，因?yàn)榇怕肥欠蔷€性的，存在飽和現(xiàn)象。9 在下圖中，當(dāng)給線圈外加正弦電壓u1時(shí)，線圈內(nèi)為什么會感應(yīng)出電勢？當(dāng)電流i1增加和減小時(shí)，分別算出感應(yīng)電勢的實(shí)際方向。

7、 答：在W1中外加u1時(shí)在 W1中產(chǎn)生交變電流i1，i1在W1中產(chǎn)生交變磁通，通過W2在W2中和W1中均產(chǎn)生感應(yīng)電勢2和e1，當(dāng)i1增加時(shí)e1從b到a，2從d 到c，當(dāng)i1減少時(shí)e1從a到b，2從c 到d。五、計(jì)算1. 下圖是兩根無限長的平行軸電線，P點(diǎn)與兩線在同一平面內(nèi)，當(dāng)導(dǎo)體中通以直流電流I時(shí)，求P點(diǎn)的磁場強(qiáng)度和磁通密度的大小和r1方向。解：對于線性介質(zhì)，迭加原理適用，A在P處產(chǎn)生磁場強(qiáng)度B在P出產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度 由于與方向相同，如圖所示則 + 感應(yīng)強(qiáng)度 (+) 2. 上圖中，當(dāng)兩電線分別通以直流電流（同向）I和異向電流I時(shí)，求每根導(dǎo)線單位長度上所受之電磁力，并畫出受力方向。解：由于兩根導(dǎo)體

8、內(nèi)通以同樣大小的電流I，現(xiàn)在考慮其大小時(shí)，它們受力是相同的。一根導(dǎo)體在另一根導(dǎo)體處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度B（）所以每根導(dǎo)體單位長度受力f=BI=（）力的方向是通同向電流時(shí)相吸，通異向電流相斥。3. 在下圖中，如果電流在鐵心中建立的磁通是Sint，副線圈匝數(shù)是，試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電勢有效值的計(jì)算公式。 解：副線圈中感應(yīng)電勢的瞬時(shí)值 Cost 感應(yīng)電勢的有效值計(jì)算公式為： =4. 有一單匝矩形線圈與一無限長導(dǎo)體同在一平面內(nèi)，如下圖所示。試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢：（1） 導(dǎo)體內(nèi)通以直流電流I，線圈以速度從左向右移動(dòng)：（2） 電流= Sint ，線圈不動(dòng)：（3） 電流= Sint，線圈以速度從左向右

9、移動(dòng)。解：(1)導(dǎo)體內(nèi)通以電流I時(shí)離導(dǎo)體x遠(yuǎn)處的磁密為 B 所以，當(dāng)線圈以速度從左向右移動(dòng)時(shí)感應(yīng)電勢大小為 e （） （2） 當(dāng)線圈不動(dòng)時(shí)，電流是= Sint時(shí)， = = Sint 所以 Cost（3）電流= Sint，線圈以速度從左向右移動(dòng)時(shí)= Sint 所以，+ Cost+ Cost5. 對于下圖，如果鐵心用硅鋼片迭成，截面積,鐵心的平均長度0.4m，空氣隙m，線圈的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通韋時(shí)所需的勵(lì)磁磁勢和勵(lì)磁電流。解：在鐵心迭片中的磁密為 11/12.250.9 (T)根據(jù)硅鋼片磁化曲線查出306 (A/m)在鐵心內(nèi)部的磁位降 *306*0.4122.4（A）在空氣隙處，當(dāng)不考慮

10、氣隙的邊緣效應(yīng)時(shí) （T） 所以 7.15 （A/m）故 357.5（A）則勵(lì)磁磁勢F+357.5+122.4479.9 安匝 勵(lì)磁電流 （A）6. 磁路結(jié)構(gòu)如下圖所示，欲在氣隙中建立韋伯的磁通，需要多大的磁勢？ 解：當(dāng)在氣隙處不考慮邊緣效應(yīng)時(shí)，各處的磁密 B硅鋼片磁路長度（mm）鑄鋼磁路長度（mm）查磁化曲線：（A/mm） （A/mm）空氣之中：（A/mm）故：各段磁路上的磁位降 （A） （A） （A） 則：F+1110+229.9+389.01728.9（A） 故需要總磁勢1728.9安匝。7. 一鐵環(huán)的平均半徑為0.3米，鐵環(huán)的橫截面積為一直徑等于0.05米的圓形，在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈

11、中電流為5安時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為0.003韋伯，試求線圈應(yīng)有匝數(shù)。鐵環(huán)所用材料為鑄鋼。解：鐵環(huán)中磁路平均長度（m）圓環(huán)的截面積S鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度查磁化曲線得磁感應(yīng)強(qiáng)度H3180（A） FH故：線圈應(yīng)有的匝數(shù)為W（匝）8. 設(shè)上題鐵心中的磁通減少一半，線圈匝數(shù)仍同上題中所求之值，問此時(shí)線圈中應(yīng)流過多少電流？如果線圈中的電流為4安，線圈的匝數(shù)不變，鐵心磁通應(yīng)是多少？解：在上題中磁通減少一半時(shí)磁密 查磁化曲線得出磁場強(qiáng)度646（A/m） 所以，（安/匝） 故此時(shí)線圈內(nèi)應(yīng)流過電流（安） 當(dāng)線圈中電流為4安時(shí)磁勢（安匝） 設(shè)所產(chǎn)生的磁通為0.0027韋，則：（T） 查磁化曲線得磁場強(qiáng)度 （安匝）

12、假設(shè)值小了，使比小了很多，現(xiàn)重新假設(shè)韋，則 查磁化曲線得磁場強(qiáng)度 （安匝） 在中采用插值得產(chǎn)生得磁通 0.002878（韋） 9. 設(shè)有100匝長方形線圈，如下圖所示，線圈的尺寸為a0.1米，b0.2米，線圈在均勻磁場中圍繞著連接長邊中點(diǎn)的軸線以均勻轉(zhuǎn)速n1000轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)，均勻磁場的磁通密度。試寫出線圈中感應(yīng)電勢的時(shí)間表達(dá)式，算出感應(yīng)電勢的最大值和有效值，并說明出現(xiàn)最大值時(shí)的位置。解：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度故在t秒時(shí)刻線圈中的感應(yīng)的電勢所以 168Sin104.9t （v）感應(yīng)電勢的最大值感應(yīng)電勢的有效值E（v）出現(xiàn)感應(yīng)電勢最大值時(shí)，線圈平面與磁力線平行。10. 設(shè)上題中磁場為一交變磁場，交變頻率為

13、50Hz，磁場的最大磁通密度，（1） 設(shè)線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面與磁力線垂直時(shí)，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式；（2） 設(shè)線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面與磁力線成60度夾角，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式；（3） 設(shè)線圈以n1000r/m的速度旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)線圈平面垂直于磁力線時(shí)磁通達(dá)最大值，求線圈中感應(yīng)電勢的表達(dá)式，說明電勢波形。解：（1）通過線圈的磁通 所以，線圈中的感應(yīng)電勢 （2）當(dāng)線圈不動(dòng)，與磁力線成60度夾角時(shí) （3）當(dāng)線圈以n1000r/m轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 所以線圈中的感應(yīng)電勢167.8Cos209.3t335.2Cos419t (v)11. 線圈尺寸如上圖所示，a0.1m，b0.2m，位于均勻恒定磁場中，磁通密度B0

14、.8T。設(shè)線圈中通以10安電流，試求：（1） 當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，線圈各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩多大？（2） 當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，線圈各邊受力多大？作用方向如何？作用在該線圈上的轉(zhuǎn)矩多大？（3） 線圈受力后要轉(zhuǎn)動(dòng)，試求線圈在不同位置時(shí)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。 解：（1）當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，線圈兩條長邊所受之力（每邊受力） 兩條短邊所受之力為 此時(shí)，各邊作用力或同時(shí)指向框外或同時(shí)指向框內(nèi)，線圈受力不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。（2）當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，線圈中只有短邊受力，其大小仍為0.8（N），故其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為此時(shí)轉(zhuǎn)矩最大，方向是繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 （3） 在不同位置時(shí)，如果取線圈與磁場

15、等位面的夾角為,則：在角處仍僅有短邊受力才能產(chǎn)生力矩。短邊受力 所以，在處線圈所受之力矩 0.8*0.2*Sin 0.16 Sin （N·m）12. 一鐵心電抗器如圖所示，線圈套在開口環(huán)形鐵心上，線圈匝數(shù)W，鐵內(nèi)磁路長l，截面積A，開口寬度，試求：（1） 電抗器的電感（2） 當(dāng)電流為安時(shí)的【1】 電抗器的磁能和容量；【2】 電抗器的等效電路；【3】 二極間的吸力。解：（1）設(shè)磁路中磁通為，則鐵（相對磁導(dǎo)率為）中磁強(qiáng)空氣中不考慮邊緣效應(yīng)時(shí)故：產(chǎn)生所要磁勢所以：則所需的激磁電流故：電抗器的電感（2）電抗器的電抗故電抗器的磁能和容量為如銅耗電阻為r，鐵耗電阻為，則等效電路如右圖所示，其阻抗

16、為Z兩極間氣隙（相距為x）中的磁場能量為 故兩極間的吸引力f為 第二章 變壓器一、填空：1. 一臺單相變壓器額定電壓為380V/220V，額定頻率為50HZ，如果誤將低壓側(cè)接到380V上，則此時(shí) , , , 。（增加，減少或不變）答：增大，增大，減小，增大。2. 一臺額定頻率為50Hz的電力變壓器接于60Hz，電壓為此變壓器的6/5倍額定電壓的電網(wǎng)上運(yùn)行，此時(shí)變壓器磁路飽和程度 ，勵(lì)磁電流 ，勵(lì)磁電抗 ，漏電抗 。答：飽和程度不變，勵(lì)磁電流不變，勵(lì)磁電抗增大，漏電抗增大。3. 三相變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的條件是（1） ，（2） ，（3） 。答：（1）空載時(shí)并聯(lián)的變壓器之間無環(huán)流；（2）負(fù)載時(shí)能按照

17、各臺變壓器的容量合理地分擔(dān)負(fù)載；（3）負(fù)載時(shí)各變壓器分擔(dān)的電流應(yīng)為同相。4. 如將變壓器誤接到等電壓的直流電源上時(shí)，由于E= ，U= ，空載電流將 ，空載損耗將 。答：E近似等于U，U等于IR，空載電流很大，空載損耗很大。5. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低，其原因?yàn)?。答：激磁回路的無功損耗比有功損耗大很多，空載時(shí)主要由激磁回路消耗功率。6. 一臺變壓器，原設(shè)計(jì)的頻率為50Hz，現(xiàn)將它接到60Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，額定電壓不變，勵(lì)磁電流將 ，鐵耗將 。答：減小，減小。7. 變壓器的副端是通過 對原端進(jìn)行作用的。答：磁動(dòng)勢平衡和電磁感應(yīng)作用。8. 引起變壓器電壓變化率變化的原因是 。答：負(fù)載電流的變

18、化。9. 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。答：增大很多倍，燒毀。10. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?。答：若連接，將在變壓器之間構(gòu)成的回路中引起極大的環(huán)流，把變壓器燒毀。11. 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。答：電壓波形畸變。12. 變壓器副邊的額定電壓指 。答：原邊為額定電壓時(shí)副邊的空載電壓。13. 為使電壓波形不發(fā)生畸變，三相變壓器應(yīng)使一側(cè)繞組 。答：采用d接。14. 通過 和 實(shí)驗(yàn)可求取變壓器的參數(shù)。答：空載和短路。15. 變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括 ， ， ， ， 。答：激磁電阻，激磁電抗，繞組

19、電阻，漏電抗，變比。16. 在采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，額定值的標(biāo)幺值為 。答：1。17. 既和原邊繞組交鏈又和副邊繞組交鏈的磁通為 ，僅和一側(cè)繞組交鏈的磁通為 。答：主磁通，漏磁通。18. 變壓器的一次和二次繞組中有一部分是公共繞組的變壓器是 。答：自耦變壓器。19. 并聯(lián)運(yùn)行的變壓器應(yīng)滿足（1） ，（2） ，（3） 的要求。答：（1）各變壓器的額定電壓與電壓比應(yīng)相等；（2）各變壓器的聯(lián)結(jié)組號應(yīng)相同；（3）各變壓器的短路阻抗的標(biāo)幺值要相等，阻抗角要相同。20. 變壓器運(yùn)行時(shí)基本銅耗可視為 ，基本鐵耗可視為 。答：可變損耗，不變損耗。二、選擇填空1. 三相電力變壓器帶電阻電感性負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電流相同

20、的條件下，越高，則 。A：副邊電壓變化率u越大，效率越高，B：副邊電壓變化率u越大，效率越低，C：副邊電壓變化率u越大，效率越低，D：副邊電壓變化率u越小，效率越高。 答：D2. 一臺三相電力變壓器=560kVA， =10000/400(v), D,y接法，負(fù)載時(shí)忽略勵(lì)磁電流，低壓邊相電流為808.3A時(shí)，則高壓邊的相電流為 。 A： 808.3A ， B: 56A， C: 18.67A ， D: 32.33A。 答：C3. 一臺變比為k的變壓器，從低壓側(cè)作空載實(shí)驗(yàn)，求得副邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值為，那末原邊的勵(lì)磁阻抗標(biāo)幺值是 。：,：,：.。 答：A4. 變壓器的其它條件不變，外加電壓增加，則原邊

21、漏抗，副邊漏抗和勵(lì)磁電抗將 。 ：不變， ：增加% ，：減少% 。（分析時(shí)假設(shè)磁路不飽和） 答：A5 相電力變壓器磁勢平衡方程為 。 A：原，副邊磁勢的代數(shù)和等于合成磁勢 B：原，副邊磁勢的時(shí)間向量和等于合成磁勢 C：原，副邊磁勢算術(shù)差等于合成磁勢 答：B6 壓與頻率都增加5時(shí)，穿過鐵芯線圈的主磁通 。 A 增加 B 減少 C 基本不變答：C7 升壓變壓器，一次繞組的每匝電勢 二次繞組的每匝電勢。 A 等于 B 大于 C 小于答；A8 三相變壓器二次側(cè)的額定電壓是指原邊加額定電壓時(shí)二次側(cè)的 電壓。A 空載線 B 空載相 C 額定負(fù)載時(shí)的線 答：A9 單相變壓器通入正弦激磁電流，二次側(cè)的空載電壓

22、波形為 。 A 正弦波 B 尖頂波 C 平頂波 答：A10 變壓器的其它條件不變，若原副邊的匝數(shù)同時(shí)減少10，則，及的大小將 。 A：和同時(shí)減少10，增大 B：和同時(shí)減少到0.81倍, 減少 C：和同時(shí)減少到0.81倍，增加 D：和同時(shí)減少10，減少 答：B11 如將額定電壓為220/110V的變壓器的低壓邊誤接到220V電壓，則激磁電流將 ，變壓器將 。A：不變；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:發(fā)熱但無損壞危險(xiǎn)；F:嚴(yán)重發(fā)熱有燒壞危險(xiǎn)答：C，F(xiàn)12 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)?。A:電壓變化率太大； B:空載環(huán)流太大；C:負(fù)載時(shí)激磁電流太大； D:不同聯(lián)接組號的

23、變壓器變比不同。答：B13 三相變壓器組不宜采用Y,y聯(lián)接組，主要是為了避免 。A：線電勢波形放生畸變； B：相電勢波形放生畸變；C：損耗增大； D：有效材料的消耗增大。 答：B14 變壓器原邊匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將 。A：不變 B：增加約10% C：減小約10%答：B15 三相變壓器的變比是指之比。A：原副邊相電勢 B：原副邊線電勢 C：原副邊線電壓答：A16 磁通，電勢正方向如圖，W1匝線圈感應(yīng)的電勢e為 。A：d/dt B：W1d/dt C：-W1d/dt答：C17 變壓器鐵耗與銅耗相等時(shí)效率最大，設(shè)計(jì)電力變壓器時(shí)應(yīng)使鐵耗 銅耗。A：大于 B：小于 C：等于答：A18

24、 兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷與短路阻抗 分配。A：大小成反比 B：標(biāo)么值成反比 C：標(biāo)么值成正比答：B19 將50Hz 的變壓器接到60Hz電源上時(shí)，如外加電壓不變，則變壓器的鐵耗 ；空載電流 ；接電感性負(fù)載設(shè)計(jì)，額定電壓變化率 。A變大 B 變小答：B，B，A20 當(dāng)一臺變壓器的原邊匝數(shù)比設(shè)計(jì)少10%（副邊匝數(shù)正常）則下列各值的變化為：磁通 ； ； ； ；U20 I0 。A：變大 B：變小 C：不變答：A，B，C，B，A，A21 一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能否經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)行 。A能 B不能 C不一定 D不改接也能答：A22 一臺 50Hz的變壓器接到60Hz

25、的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變，激磁電流將 。A,增加 B,減小 C，不變.答：B23 變壓器負(fù)載呈容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓 。A,呈上升趨勢； B,不變， C,可能上升或下降答：C24 單相變壓器鐵心疊片接縫增大，其他條件不變，則空載電流 。A,增大； B，減??； C,不變。答：A25 一臺單相變壓器額定電壓為220/110V。Y/y-12接法，在高壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測得的短路阻抗標(biāo)幺值為0.06，若在低壓側(cè)作短路實(shí)驗(yàn)，測得短路阻抗標(biāo)幺值為 。A:0.06 ， B：0.03 ， C：0.12 ， D：0.24 。 答：A三、判斷1. 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊電壓變化率隨著負(fù)載電流增加而增加 。 （

26、 ）答：對2. 電源電壓和頻率不變時(shí)，制成的變壓器的主磁通基本為常數(shù)，因此負(fù)載和空載時(shí)感應(yīng)電勢為常數(shù) 。 （ ）答：錯(cuò)3. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率只是無功功率 。 （ ）答：錯(cuò)4. 變壓器頻率增加，激磁電抗增加，漏電抗不變。 （ ）答：錯(cuò)5. 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊和副邊電流標(biāo)幺值相等 。 （ ）答：錯(cuò)6. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊加額定電壓，由于繞組電阻r1很小，因此電流很大。 （ ）答：錯(cuò)7. 變壓器空載和負(fù)載時(shí)的損耗是一樣的。 （ ）答：錯(cuò)8. 變壓器的變比可看作是額定線電壓之比。 （ ）答：錯(cuò)9. 只要使變壓器的一、二次繞組匝數(shù)不同，就可達(dá)到變壓的目的。 （ ）答：對10. 不管

27、變壓器飽和與否，其參數(shù)都是保持不變的。 （ ）答：錯(cuò)11. 一臺Y/-12和一臺Y/-8的三相變壓器，變比相等，能經(jīng)過改接后作并聯(lián)運(yùn)行。（ ）答：對12. 一臺 50HZ的變壓器接到60HZ的電網(wǎng)上，外時(shí)電壓的大小不變，激磁電流將減小。（ ）答：對13. 變壓器負(fù)載成容性，負(fù)載增加時(shí)，副邊電壓將降低。 （ ）答：錯(cuò)14. 變壓器原邊每匝數(shù)增加5%，副邊匝數(shù)下降5%，激磁電抗將不變。 （ ）答：錯(cuò)15. 聯(lián)接組號不同的變壓器不能并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)殡妷鹤兓侍蟆?（ ）答：錯(cuò)四、簡答1. 從物理意義上說明變壓器為什么能變壓，而不能變頻率？答： 變壓器原副繞組套在同一個(gè)鐵芯上, 原邊接上電源后，流過

28、激磁電流im， 產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢fm，在鐵芯中產(chǎn)生交變主磁通m, 其頻率與電源電壓的頻率相同，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，原副邊因交鏈該磁通而分別產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電動(dòng)勢e1和e2，且有、顯然，由于原副邊匝數(shù)不等，即N1N2，原副邊的感應(yīng)電動(dòng)勢也就不等，即e1e2，而繞組的電壓近似等于繞組電動(dòng)勢,即U1E1、U2E2，故原副邊電壓不等，即U1U2, 但頻率相等。2. 試從物理意義上分析，若減少變壓器一次側(cè)線圈匝數(shù)（二次線圈匝數(shù)不變）二次線圈的電壓將如何變化？答：由、可知，所以變壓器原、副兩邊每匝感應(yīng)電動(dòng)勢相等。又U1» E1, U2E2，因此，當(dāng)U1 不變時(shí)，若N1減少, 則每匝電壓增大，所以將增

29、大?；蛘吒鶕?jù)，若 N1減小，則增大， 又，故U2增大。3. 變壓器鐵芯的作用是什么，為什么它要用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片迭成？答：變壓器的鐵心構(gòu)成變壓器的磁路，同時(shí)又起著器身的骨架作用。為了減少鐵心損耗，采用0.35mm厚、表面涂的絕緣漆的硅鋼片迭成。4. 變壓器有哪些主要部件，它們的主要作用是什么？答：鐵心: 構(gòu)成變壓器的磁路,同時(shí)又起著器身的骨架作用。繞組: 構(gòu)成變壓器的電路,它是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路。分接開關(guān): 變壓器為了調(diào)壓而在高壓繞組引出分接頭,分接開關(guān)用以切換分接頭,從而實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào)壓。油箱和冷卻裝置: 油箱容納器身,盛變壓器油,兼有散熱冷卻作用。絕緣套管:

30、 變壓器繞組引線需借助于絕緣套管與外電路連接，使帶電的繞組引線與接地的油箱絕緣。5. 變壓器原、副方額定電壓的含義是什么？答：變壓器一次額定電壓U1N是指規(guī)定加到一次側(cè)的電壓，二次額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)空載時(shí)的端電壓。6. 為什么要把變壓器的磁通分成主磁通和漏磁通？它們之間有哪些主要區(qū)別？并指出空載和負(fù)載時(shí)激勵(lì)各磁通的磁動(dòng)勢？答：由于磁通所經(jīng)路徑不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分別考慮它們各自的特性，從而把非線性問題和線性問題分別予以處理 區(qū)別：1. 在路徑上，主磁通經(jīng)過鐵心磁路閉合，而漏磁通經(jīng)過非鐵磁性物質(zhì) 磁路閉合。 2在數(shù)量上，主磁通約占總磁通的99%以上，

31、而漏磁通卻不足1%。 3在性質(zhì)上，主磁通磁路飽和，m與im呈非線性關(guān)系，而漏磁通磁路不飽和，1與i1呈線性關(guān)系。 4在作用上，主磁通在二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢，接上負(fù)載就有電能輸出， 起傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在本繞組感應(yīng)電動(dòng)勢，只起了漏抗壓降的作用?？蛰d時(shí)，有主磁通和一次繞組漏磁通，它們均由一次側(cè)磁動(dòng)勢激勵(lì)。 負(fù)載時(shí)有主磁通，一次繞組漏磁通，二次繞組漏磁通。主磁通由一次繞組和二次繞組的合成磁動(dòng)勢即激勵(lì)，一次繞組漏磁通由一次繞組磁動(dòng)勢激勵(lì)，二次繞組漏磁通由二次繞組磁動(dòng)勢激勵(lì)。7. 變壓器的空載電流的性質(zhì)和作用如何？它與哪些因素有關(guān)？答：作用：變壓器空載電流的絕大部分用來供勵(lì)磁，即產(chǎn)生主磁通，另

32、有很小一部分用來供給變壓器鐵心損耗，前者屬無功性質(zhì)，稱為空載電流的無功分量，后者屬有功性質(zhì)，稱為空載電流的有功分量。性質(zhì)：由于變壓器空載電流的無功分量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功分量，故空載電流屬感性無功性質(zhì)，它使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，輸送有功功率減小。大?。河纱怕窔W姆定律，和磁化曲線可知，I0 的大小與主磁通m, 繞組匝數(shù)N及磁路磁阻有關(guān)。就變壓器來說，根據(jù)，可知， 因此，由電源電壓U1的大小和頻率f以及繞組匝數(shù)N1來決定。根據(jù)磁阻表達(dá)式可知，與磁路結(jié)構(gòu)尺寸，有關(guān)，還與導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率有關(guān)。變壓器鐵芯是鐵磁材料，隨磁路飽和程度的增加而減小，因此隨磁路飽和程度的增加而增大。綜上，變壓器空載電流的大小與電源電

33、壓的大小和頻率，繞組匝數(shù)，鐵心尺寸及磁路的飽和程度有關(guān)。8. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，是否要從電網(wǎng)取得功率？這些功率屬于什么性質(zhì)？起什么作用？為什么小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器無論對電網(wǎng)和用戶均不利？答：要從電網(wǎng)取得功率，有功功率供給變壓器本身功率損耗，即鐵心損耗和繞組銅耗，它轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到周圍介質(zhì)中；無功功率為主磁場和漏磁場儲能。小負(fù)荷用戶使用大容量變壓器時(shí)，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)兩方面都不合理。對電網(wǎng)來說，由于變壓器容量大，勵(lì)磁電流較大，而負(fù)荷小，電流負(fù)載分量小，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低，輸送有功功率能力下降，對用戶來說，投資增大，空載損耗也較大，變壓器效率低。9. 為了得到正弦形的感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)鐵芯飽和和不飽和

34、時(shí)，空載電流各呈什么波形，為什么？答：鐵心不飽和時(shí)，空載電流、電動(dòng)勢和主磁通均成正比，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為正弦波；鐵心飽和時(shí)，空載電流與主磁通成非線性關(guān)系（見磁化曲線），電動(dòng)勢和主磁通成正比關(guān)系，若想得到正弦波電動(dòng)勢，空載電流應(yīng)為尖頂波。10. 試述變壓器激磁電抗和漏抗的物理意義。它們分別對應(yīng)什么磁通，對已制成的變壓器，它們是否是常數(shù)？答：激磁電抗是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù)；漏電抗是表征繞組漏磁效應(yīng)的一個(gè)參數(shù)。激磁電抗對應(yīng)于主磁通，漏電抗對應(yīng)于漏磁通，對于制成的變壓器，勵(lì)磁電抗不是常數(shù)，它隨磁路的飽和程度而變化，漏電抗在頻率一定時(shí)是常數(shù)。11. 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，

35、原線圈加額定電壓，這時(shí)原線圈電阻r1很小，為什么空載電流I0不大？如將它接在同電壓（仍為額定值）的直流電源上，會如何？答： 因?yàn)榇嬖诟袘?yīng)電動(dòng)勢E1, 根據(jù)電動(dòng)勢方程：可知，盡管很小，但由于勵(lì)磁阻抗很大，所以不大.如果接直流電源，由于磁通恒定不變，繞組中不感應(yīng)電動(dòng)勢，即，因此電壓全部降在電阻上，即有，因?yàn)楹苄?，所以電流很大?2. 變壓器在制造時(shí)，一次側(cè)線圈匝數(shù)較原設(shè)計(jì)時(shí)少，試分析對變壓器鐵心飽和程度、激磁電流、激磁電抗、鐵損、變比等有何影響？答：根據(jù)可知，因此，一次繞組匝數(shù)減少,主磁通將 增加，磁密，因不變，將隨的增加而增加，鐵心飽和程度增加，磁導(dǎo)率下降。因?yàn)榇抛瑁源抛柙龃?。根?jù)磁路歐姆定

36、律，當(dāng)線圈匝數(shù)減少時(shí)，勵(lì)磁電流增大。 又由于鐵心損耗，所以鐵心損耗增加。勵(lì)磁阻抗減小，原因如下：電感， 激磁電抗，因?yàn)榇抛柙龃?，匝?shù)減少，所以激磁電抗減小。設(shè)減少匝數(shù)前后匝數(shù)分別為、，磁通分別為、，磁密分別為、，電流分別為、，磁阻分別為、，鐵心損耗分別為、。根據(jù)以上討論再設(shè)，同理，于是。又由于，且（是勵(lì)磁電阻，不是磁阻），所以，即 ，于是，因，故，顯然，勵(lì)磁電阻減小。勵(lì)磁阻抗 ，它將隨著和的減小而減小。變比將減小。13. 如將銘牌為60Hz的變壓器，接到50Hz的電網(wǎng)上運(yùn)行，試分析對主磁通、激磁電流、鐵損、漏抗及電壓變化率有何影響？答：根據(jù)可知，電源電壓不變，從60Hz降低到50Hz后，頻率下

37、降到原來的（1/1.2），主磁通將增大到原來的1.2倍，磁密也將增大到原來的1.2倍， 磁路飽和程度增加， 磁導(dǎo)率降低， 磁阻增大。于是，根據(jù)磁路歐姆定律可知, 產(chǎn)生該磁通的激磁電流必將增大。 再由討論鐵損耗的變化情況。 60Hz時(shí)， 50Hz時(shí)， 因?yàn)?，所以鐵損耗增加了。漏電抗，因?yàn)轭l率下降，所以原邊漏電抗，副邊漏電抗減小。又由電壓變化率表達(dá)式可知，電壓變化率將隨，的減小而減小。14. 變壓器負(fù)載時(shí)，一、二次線圈中各有哪些電動(dòng)勢或電壓降，它們產(chǎn)生的原因是什么？寫出它們的表達(dá)式，并寫出電動(dòng)勢平衡方程？答：一次繞組有主電動(dòng)勢，漏感電動(dòng)勢，一次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢由一

38、次繞組漏磁通交變產(chǎn)生。一次繞組電動(dòng)勢平衡方程為；二次繞組有主電動(dòng)勢，漏感電動(dòng)勢，二次繞組電阻壓降，主電動(dòng)勢由主磁通交變產(chǎn)生，漏感電動(dòng)勢由二次繞組漏磁通交變產(chǎn)生,二次繞組電動(dòng)勢平衡方程為。 15. 變壓器鐵心中的磁動(dòng)勢，在空載和負(fù)載時(shí)比較，有哪些不同？答：空載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢只有一次側(cè)磁動(dòng)勢，負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢是一次側(cè)和二次側(cè)的合成磁動(dòng)勢，即,也就是。16. 試說明磁勢平衡的概念及其在分析變壓器中的作用。答：磁勢平衡就是在變壓器中，當(dāng)副邊有電流產(chǎn)生時(shí)，使得整個(gè)磁勢減小，那么原邊就要增加，試，這就是磁勢平衡。在分析變壓器中，可據(jù)此從一個(gè)已知電流求出另一個(gè)電流，并知其電磁本質(zhì)。17. 為什么可以把變壓

39、器的空載損耗近似看成是鐵耗，而把短路損耗看成是銅耗？變壓器實(shí)際負(fù)載時(shí)實(shí)際的鐵耗和銅耗與空載損耗和短路損耗有無區(qū)別？為什么？答：因?yàn)榭蛰d時(shí)電流很小，在空載損耗中鐵耗占絕大多數(shù)，所以空載損耗近似看成鐵耗。 而短路時(shí)，短路電壓很低，因而磁通很小，鐵耗也很小，短路損耗中銅耗占絕大多數(shù)，所以近似把短路損耗看成銅耗。 實(shí)際負(fù)載時(shí)鐵耗和銅耗與空載時(shí)的鐵耗和銅耗有差別，因?yàn)楹笠粋€(gè)是包含有其它損耗。18. 變壓器的其它條件不變，僅將原、副邊線圈匝數(shù)變化10，試問對和的影響怎樣？如果僅將外施電壓變化10，其影響怎樣？如果僅將頻率變化10，其影響又怎樣？答：因?yàn)椋援?dāng)原、副邊匝數(shù)變化10時(shí)，變化20。由于N變化1

40、0，而U不變，使變化10。又因?yàn)?，磁通變?0時(shí)由于飽和影響，變化k，所以的變化大于20。將外施電壓變化10時(shí)，也將變化10，使不變，的變化大于10。這是因?yàn)樽兓?0，由于磁路飽和影響，變化大于10。如果將頻率變化10，所以變化10，而f變化10，則因?yàn)閁不變，使變化10。同樣使的變化大于10。19. 變壓器空載時(shí)，一方加額定電壓，雖然線圈（銅耗）電阻很小，電流仍然很小，為什么？答：因?yàn)橐环郊訅汉笤诰€圈中的電流產(chǎn)生磁場，使線圈有很大的自感電勢（接近額定電壓，比額定電壓?。?，所以雖然線圈電阻很小，電流仍然很小。20. 一臺的單相變壓器，如接在直流電源上，其電壓大小和銘牌電壓一樣，試問此時(shí)會出現(xiàn)什

41、么現(xiàn)象？副邊開路或短路對原邊電流的大小有無影響？（均考慮暫態(tài)過程）答：因是直流電，變壓器無自感和感應(yīng)電勢，所以加壓后壓降全由電阻產(chǎn)生，因而電流很大，為。如副邊開路或短路，對原邊電流均無影響，因?yàn)椴蛔儭?1. 變壓器的額定電壓為220/110V，若不慎將低壓方誤接到220V電源上，試問激磁電流將會發(fā)生什么變化？變壓器將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：誤接后由知，磁通增加近一倍，使激磁電流增加很多（飽和時(shí)大于一倍）。此時(shí)變壓器處于過飽和狀態(tài)，副邊電壓440V左右，繞組銅耗增加很多，使效率降低、過熱，絕緣可能被擊穿等現(xiàn)象發(fā)生。22. 一臺Y/連接的三相變壓器，原邊加對稱正弦額定電壓，作空載運(yùn)行，試分析：（1）

42、原邊電流、副邊相電流和線電流中有無三次諧波成分？（2） 主磁通及原副邊相電勢中有無三次諧波成分？原方相電壓及副方相電壓和線電壓中有無三次諧波成分？答：（1）由于原方Y(jié)接，三次諧波電流無通路。所以原邊電流沒有三次諧波成分。 副邊三角形接，相電流中有三次諧波成分，而線電流中沒有三次諧波成分。（2）主磁通中有三次諧波，原副方相電勢中也有三次諧波成分。原方的相電壓中有三次諧波成分，副邊相電壓及原副方線電壓中均無三次諧波成分。23. 變壓器有載運(yùn)行時(shí)，變比是否改變?答：變壓器的變比，不論空載還是有載，其匝數(shù)比是不會改變的。不過在測量變壓比時(shí)，應(yīng)在空載時(shí)測出原、副邊電壓和。計(jì)算出來的值更準(zhǔn)確。有載時(shí)歷測副

43、邊電壓較相差較大，值就不準(zhǔn)確。24. 變壓器的有功功率及無功功率的轉(zhuǎn)換與功率因數(shù)有何關(guān)系？答；變壓器的額定容量一定時(shí)，視在功率一定，功率因數(shù)由負(fù)載而定。當(dāng)較低時(shí)，變壓器輸出的有功功率小，無功功率大，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)高，例如全部帶照明負(fù)載，則，變壓器輸出的全部是有功功率。25. 勵(lì)磁電抗的物理意義如何？我們希望變壓器的是大還是小好？若用空氣心而不用鐵心，則是增加還是降低？如果一次繞組匝數(shù)增加5，而其余不變，則將如何變化？ 如果一次、二次繞組匝數(shù)各增加5，則將如何變化？ 如果鐵心截面積增大5，而其余不變，則將大致如何變化？如果鐵心疊裝時(shí)，硅鋼片接縫間存在著較大的氣隙，則對有何影響？答：激磁電抗是表

44、征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù)大好；用空氣心，下降。N1增加5，降低，則增加，；若N1，N2各增加5，仍然同上，增加；鐵心面積增加5，則增加5（大致），所以約增加5，疊裝時(shí)硅鋼片接縫間存在著較大，則降低。26. 有三臺單相變壓器，一、二次側(cè)額定電壓均為220/380V，現(xiàn)將它們聯(lián)結(jié)成Y，d11三相變壓器組（單相變壓器的低壓繞組聯(lián)結(jié)成星形，高壓繞組接成三角形），若對一次側(cè)分別外施380V和220V的三相電壓，試問兩種情況下空載電流I0、勵(lì)磁電抗和漏抗與單相變壓器比較有什么不同？答：三相變壓器，Y，d11（1）一次側(cè)加380V， V ，每臺單相變壓器的U1220V，與原來的空載運(yùn)行一樣。所以I0、與均不變。（2）一次側(cè)加220V，則 V即每臺單相變壓器的一次側(cè)所加電壓為127V<220V，所以此時(shí)的I0降低，增加，不