变压器的结构和原理_章节学习

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题型：简答题

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简答题

一台理想变压器，其原线圈的匝数为2200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中接入一个100Ω的负载电阻，如图所示．

（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？

（2）当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？此时输入功率为多少？

正确答案

解：（1）变压器的工作原理是互感现象，当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流，故电流表与电压表的读数都为零；

（2）当原线圈接在220V交流电源上时，根据变压器的变压比公式，有：=

解得：U2==44V

电流为：I2===0.44A，理想变压器输出功率与输入功率相等，

故输入功率为：P=U2I2=44×0.44=19.36W；

答：（1）电流表与电压表的读数都为零

（2）电压44V，电流0.44A，功率为19.36W．

解析

解：（1）变压器的工作原理是互感现象，当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流，故电流表与电压表的读数都为零；

（2）当原线圈接在220V交流电源上时，根据变压器的变压比公式，有：=

解得：U2==44V

电流为：I2===0.44A，理想变压器输出功率与输入功率相等，

故输入功率为：P=U2I2=44×0.44=19.36W；

答：（1）电流表与电压表的读数都为零

（2）电压44V，电流0.44A，功率为19.36W．

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题型：多选题

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多选题

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，B是原线圈的中心街头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R1、R3为定值电阻，R2为NTC型热敏电阻（阻值随温度升高而减小），C为耐压值为70V的电容器，所有电表均为理想电表．下列说法判断正确的是（　　）

A当单刀双掷开关与A连接，传感器R2所在处温度升高，A1的示数变大，A2的示数变小

B当单刀双掷开关与B连接，副线圈两端电压的频率变为25Hz

C当单刀双掷开关由A→B时，电容器C不会被击穿

D其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的0.5倍

正确答案

A,C

解析

解：A、当单刀双掷开关与A连接，传感器R2所在处温度升高，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，

由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加，由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故A正确；

B、原线圈输入电压如图乙所示，T=0.02s，所以频率为f==50 Hz，副线圈两端电压的频率变也为50Hz，故B错误；

C、当单刀双掷开关由A→B时，原线圈的电压最大值是220V，理想变压器原/副线圈的匝数之比为10：1，

当单刀双掷开关于B连接时副线圈的电压最大值是44V，C为耐压值为70V的电容器，所以电容器C不会被击穿，故C正确；

D、其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，副线圈的电压变为原来的2倍，变压器的输出功率变为原来的4倍，故D错误；

故选：AC．

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题型：简答题

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简答题

如图所示的理想变压器有两个副线圈，各自分别接有“6V，6W”和“12V，12W”的灯泡，在原线圈两端加上220V的交流电压时，两灯泡均正常发光，求：

（1）两副线圈的匝数比n1：n2

（2）原线圈中的输入电流I．

正确答案

解：（1）由于两灯泡正常发光，所以U1=6V，U2=12V，根据电压与匝数成正比知两副线圈的匝数比n1：n2=6：12=1：2；

（2）根据输入功率等于输出功率知：220I=6+12，得：I=A

答：（1）两副线圈的匝数比n1：n2=1：2；

（2）原线圈中的输入电流I=A．

解析

解：（1）由于两灯泡正常发光，所以U1=6V，U2=12V，根据电压与匝数成正比知两副线圈的匝数比n1：n2=6：12=1：2；

（2）根据输入功率等于输出功率知：220I=6+12，得：I=A

答：（1）两副线圈的匝数比n1：n2=1：2；

（2）原线圈中的输入电流I=A．

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题型：简答题

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简答题

如图所示为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10：1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100A，输出功率是12kW，A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：

（1）升压变压器输出端的电压；

（2）若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？

（3）两情况下输电线上损失功率之比是多少？

正确答案

解：（1）根据电流与匝数成反比知输电线中电流=10A，

输送功率P=12kW+=U2I2

代入数据解得U2==1400V

（2）若不用变压器，则：

UI2′-=12KW，其中I2′=100A

代入数据解得：U=2120V

（3）根据△P=I2R知损失功率与电流的平方成正比，

故两情况下输电线上损失功率之比是102：1002=1：100

答：（1）升压变压器输出端的电压1400V；

（2）若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用2120V的电压将电能输出；

（3）两情况下输电线上损失功率之比是1：100．

解析

解：（1）根据电流与匝数成反比知输电线中电流=10A，

输送功率P=12kW+=U2I2

代入数据解得U2==1400V

（2）若不用变压器，则：

UI2′-=12KW，其中I2′=100A

代入数据解得：U=2120V

（3）根据△P=I2R知损失功率与电流的平方成正比，

故两情况下输电线上损失功率之比是102：1002=1：100

答：（1）升压变压器输出端的电压1400V；

（2）若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用2120V的电压将电能输出；

（3）两情况下输电线上损失功率之比是1：100．

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题型：单选题

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单选题

用正弦交流电通过理想变压器对一负载供电．若变压器原、副线圈的匝数比，n1：n2=10：1，变压器输出电压的瞬时值表达式是v=220sin100πtV，负载消耗功率为4.4×103W，则（　　）

At=s时，负载两端的瞬时电压是110V

B变压器输入电压的有效值是220V

C变压器输入电流的频率是100 Hz

D变压器输入电流的最大值是2A

正确答案

D

解析

解：A、由题意可知，变压器输出电压的瞬时值表达式是u=220sin100πtV，当t=s时，负载两端的瞬时电压是u=×=110V，故A错误；

B、由输出电压的瞬时值表达式，则有其的最大值Um=220，因此输出电压的有效值为U2==220V，

再根据，可解得：=2200V，故B错误；

C、由输出电压的瞬时值表达式是u=220sin100πtV，可知，ω=100π，则有f=50Hz，故C错误；

D、由B选项可知，输出电压为220V，且负载消耗功率为4.4×103W，则有输出电流大小I2===20A；

根据原副线圈电流与匝数成反比，则有输入电流大小为I1==2A；因此输入电流的最大值是2A，故D正确；

故选：D．

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