变压器_章节学习

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题型：填空题

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填空题

如图所示，已知n1：n2=4：3，R2=100欧姆，变压器没有功率损耗．在原线圈加上交流电U1=40V，则R2上的发热功率是______．若R3=25Ω时发热功率与R2相同，则原线圈与副线圈的n1：n3=______．

正确答案

根据电压与匝数成正比知，U2=×40=30V

则R2上的发热功率是：P===9W

若R3=25Ω时发热功率与R2相同，则9=

解得：U3=15V

原线圈与副线圈的匝数比：n1：n3=40：15=8：3

故答案为：9W，8：3

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题型：简答题

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简答题

某发电站，通过升压变压器、输电线和降压变压器，把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100kW，输出电压是400V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：25，输电线上功率损失为4%，求：

（1）升压变压器输出电压；

（2）输电线上的电阻R；

（3）若有60kW分给生产，其余电能用来照明，那么可供40W的电灯多少盏？

正确答案

（1）因为=，所以U2=×400=10000V

（2）I2===10A

又△P=4%PR

所以R==40Ω

（3）P灯=P-△P-P1=36kW

N==900盏

答：（1）升压变压器输出电压10000V；

（2）输电线上的电阻40Ω；

（3）若有60kW分给生产，其余电能用来照明，那么可供40W的电灯900盏．

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题型：简答题

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简答题

图1为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象图2所示．若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W．

（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；

（2）求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；

（3）求ce和de 间线圈的匝数比．

正确答案

（1）由题图2知ω===200πrad/s

故原线圈的输入电压瞬时值uab=400sin200πt（V）

（2）原线圈输入电压的有效值U1==

故 U1=200V

理想变压器输入功率等于副线圈的输出功率即 P1=P2=80w

根据P1=U1I1

可得原线圈中的电流 I1=

解得I1=A≈0.28A

（3）设ab间匝数为n1

=

所以=

由题意知 R=

可得=

解得 =

代入数据得=．

答：（1）原线圈的输入电压瞬时值uab=400sin200πtV．

（2）原线圈中的电流为0.28A．

（3）ce和de间线圈的匝数比为4：3．

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题型：简答题

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简答题

有一个阻值为R的电阻，若将它接在电压为20V的直流电源上时，消耗的电功率为P；若将它接在图中的理想变压器的次级线圈两端时，消耗的电功率为P/2．已知变压器输入的是正弦交流电，其电压的最大值为200V，不计电阻阻值随温度的变化，求：

（1）理想变压器次级线圈两端电压的有效值．

（2）此变压器的原、副线圈的匝数之比．

正确答案

（7分）（1）直流电源的电压U0=20V，设变压器次级线圈两端的电压的有效值为U2，

根据题意有：=

得：U2=U0=10V

（2）变压器输入的电压有效值为U1==100V

根据变压器电压比公式，可得：n1：n2=U1：U2=10：1

答：次级线圈两端电压的有效值10V，原、副线圈的匝数之比为10：1．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，用理想变压器向负载供电，变压器的输入电压不变．如果负载电阻的滑动头P向上移动，则图中交流电流表的示数将______、变压器的输入功率将______（以上空格均选填“变大”、“不变”或“变小”）．

正确答案

当变阻器的滑动头P向上移动时，滑动变阻器的电阻增大，电压不变，

所以负线圈的电流减小，交流电流表的示数将变小，

根据P=UI得变压器的输出功率变小，变压器的输入功率也变小．

故答案为：变小；变小

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一个理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，向标有“11V，5.5W”指示灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使指示灯的电流超过超过其额定电流1.2倍时，熔丝就熔断．求：

（1）原线圈两端电压的有效值；

（2）熔丝的熔断电流；

（3）把指示灯换成另一种型号的小灯（额定电压仍为11V），此时副线圈电路中电流为0.4A，则变压器的输入功率为多少？

正确答案

（1）由表达式知原线圈两端电压的有效值U1==220V

（2）电压与匝数成正比：

=，所以：==

指示灯的额定电流：

I额==A=0.5A

=，I=0.03A

（3）输入功率等于输出功率：

P入=P出=UI=11×0.4=4.4W

答：（1）原线圈两端电压的有效值220V；

（2）熔丝的熔断电流0.03A；

（3）把指示灯换成另一种型号的小灯（额定电压仍为11V），此时副线圈电路中电流为0.4A，则变压器的输入功率为4.4W．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，变压器原线圈输入电压为220V，副线圈输出电压为36V，两只灯泡的额定电压均为36V，L1额定功率为12W，L2额定功率为6W，试求：

（1）该变压器的原副线圈匝数比；

（2）两灯均正常工作时原线圈的电流，以及只有L1正常工作时原线圈中的电流．

正确答案

（1）由电压变比公式得

==；

（2）两灯均工作时，由能量守恒得

P1+P2=U1I1

I1==0.082A

只有L1灯工作时，由能量守恒得

P1=U1I2

解得I2==0.055A；

答：（1）该变压器的原、副线圈匝数比55：9；

（2）两灯均正常工作时原线圈的电流0.082A，只有L1正常工作时原线圈中的电流0.055A．

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题型：简答题

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简答题

黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如图是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm，已知空气在常温常压下的击穿电场为6220V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？

正确答案

空气被击穿时，两电极间的最大电压U2m=6220×0.5=3110V，原线圈的电压峰值U1m=220V，

根据电压与匝数成正比知：

n1：n2=220：3110=1：10

答：变压器的次、初级线圈匝数比不得超过10：1

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=1：5，已知接在原线圈上交流电源的电动势e=311sin（100πt）V，电流表的示数为10A，连接副线圈与负载的导线的总电阻R0=10Ω．求：

（1）接在副线圈两端的电压表的示数；

（2）负载消耗的电功率．

正确答案

（1）由e=311sin（100πt）V可知加在原线圈上电压的有效值U1==V=220V

根据=得副线圈两端的电压为：U2=U1=×220V=1100V，即电压表的示数是1100V

（2）根据=得副线圈中的电流为 I2=I1=×10A=2A

导线上损耗的功率为：P损=R0=22×10=40W

原线圈上输入的功率为：P1=U1I1=220×10=2200W

因为是理想变压器，所以副线圈输出的功率P2=P1=2200W

负载上消耗的电功率为：P=P2-P损=2200-40=2160W

答：（1）接在副线圈两端的电压表的示数1100V；

（2）负载消耗的电功率2200W．

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题型：填空题

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填空题

图1中理想变压器的原线圈接u=311sin100πt（V）的交变电压，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图2中阻值为R2的电阻直接接到电压为U=220V的直流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为______．

正确答案

变压器原线圈电压有效值为u=220V，设副线圈的电压为U1，利用电流的热效应，功率相等=，解得：U1=220，

原副线圈的匝数之比等于电压之比u：U1=；

故答案为：

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