1?0.2A5L1 ????0.2s R5s(t)?0.2(1?e?5t)??(t)AiL(?)?写出电源电压的表达式为

uS(t)?3?1(t)?4?1(t?1)?1(t?2)V 将上式代入单位阶跃响应中可得

iL(t)?0.6(1?e?5t)??(t)?0.8[1?e?5(t?1)]??(t?1)?0.2[1?e?5(t?2)]??(t?2)A

第5章 检测题

一、填空题（每空1分）

1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为 铜 损耗；交变磁场在铁心中所引起的 磁滞 损耗和 涡流 损耗合称为 铁 损耗。其中 铁 损耗又称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗。

2、变压器空载电流的 有功 分量很小， 无功 分量很大，因此空载的变压器，其功率因数 很低 ，而且是 感 性的。

3、电压互感器实质上是一个 降压 变压器，在运行中副边绕组不允许 短路 ；电流互感器是一个 升压 变压器，在运行中副绕组不允许 开路 。从安全使用的角度出发，两种互感器在运行中，其 副边 绕组都应可靠接地。

4、变压器是既能变换 电压 、变换 电流 ，又能变换 阻抗 的电气设备。变压器在运行中，只要 端电压的有效值 和 频率 不变，其工作主磁通Φ将基本维持不变。

5、三相变压器的原边额定电压是指其 原边线电压 值，副边额定电压指 副边线电压 值。 6、变压器空载运行时，其 电流 很小而 铜 耗也很小，所以空载时的总损耗近似等于 变压器的铁 损耗。

7、根据工程上用途的不同，铁磁性材料一般可分为 软磁性 材料； 硬磁性 材料和 矩磁性 材料三大类，其中电机、电器的铁芯通常采用 软 材料制作。

8、自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为 非磁性 物质和 铁磁性物质 两大类。其中 非磁性 物质内部无磁畴结构，而 铁磁性 物质的相对磁导率大大于1。

9、 磁通 经过的路径称为磁路。其单位有 韦伯 和 麦克斯韦 。

10、发电厂向外输送电能时，应通过 升压 变压器将发电机的出口电压进行变换后输送；分配电能时，需通过 降压 变压器将输送的 电能 变换后供应给用户。

二、判别正误题（每小题1分）

1、变压器的损耗越大，其效率就越低。 （对） 2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。 （对） 3、变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。 （错） 4、电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。 （对） 5、防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。 （对）

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6、变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。 （对） 7、电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。 （对） 8、自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。 （对） 9、无论何种物质，内部都存在磁畴结构。 （错） 10、磁场强度H的大小不仅与励磁电流有关，还与介质的磁导率有关。 （错）

三、选择题（每小题2分）

1、变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）

A、升高； B、降低； C、不变。 2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将（C）

A、增大； B、减小； C、基本不变。

3、电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（A）

A、原方匝数多，导线截面小； B、副方匝数多，导线截面小 。 4、自耦变压器不能作为安全电源变压器的原因是（B）

A、公共部分电流太小； B、原副边有电的联系； C、原副边有磁的联系。 5、决定电流互感器原边电流大小的因素是 （D）

A、副边电流； B、副边所接负载； C、变流比； D、被测电路。 6、若电源电压高于额定电压，则变压器空载电流和铁耗比原来的数值将（B）

A、减少 B、增大 C、不变 7、铁磁性物质的磁导率（ D ）。

A、μr>1 Bμr=1 C、μr<1 D、μr>>1 8、变压器原、副边的电流和原、副边线圈匝数（ B ）。

A、成正比 B、成反比 C、无关 D、可能成正比，也可能成反比 9、一台变压器U1=220V，N1=100匝，N2=50匝，则U2=（ A ）V。

A、110 B、440 C、220 D、50 10、变压器的额定容量SN表示（ A ）。

A、输入的视在功率 B、输出的视在功率 C、输入的有功功率 D、输出的有功功率 11、交流铁心线圈的主磁通与电源电压（ A ）。

A、成正比 B、成反比 C、无关 D、相等 12、变压器副边负载增加时，变压器的铁耗（ C ）。

A、增大 B、减少 C、不变 D、可能增加也可能减少

四、名词解释（每小题2分）

1、磁路

答：磁通所经过的路径。实质上磁路就是人为的集中的强磁场。 2、相对磁导率

答：物质磁导率和真空磁导率的比值。相对磁导率的数值大小说明了一种物质的导磁能力，相对磁导率无量纲。

3、磁畴

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答：在铁磁材料内部存在体积约为10-9cm3的许许多多小磁性区域，这些天然的小磁性区域叫磁．畴。因为只有铁磁物质才具有磁畴结构，所以才具有高导磁性。 ．

4、磁滞损耗

答：铁磁材料在反复交变的磁化过程中，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。

5、涡流

答：当穿过铁心中的磁通发生变化时，在铁芯中将产生感应电压和感应电流。这种感应电流在垂直于磁力线的平面内，呈旋涡状，称之为涡流。

6、软磁材料

答：易磁化、易去磁，磁滞回线包围的面积窄小的铁磁性材料。软磁材料适用于制作各种电机电器的铁心。

7、硬磁材料

答：不易磁化，但一经磁化又不易去磁，磁滞回线包围的面积宽大的铁磁材料。硬磁材料适用于制作各种人造磁体。

五、简答题（每小题3分）

1、变压器的负载增加时，其原绕组中电流怎样变化？铁芯中工作主磁通怎样变化？输出电压是否一定要降低？

答：变压器负载增加时，原绕组中的电流将随着负载的增加而增大，铁芯中的工作主磁通基本保持不变，输出电压随着负载的增加而下降。

2、若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应如何适当调整？若负载不变会引起什么后果？

答：若电源电压低于变压器的额定电压，输出功率应向下调整，以适应电源电压的变化。若负载不变，就会引起线路上过流现象，严重时会损坏设备。

3、变压器能否改变直流电压？为什么？

答：变压器是依据互感原理工作的，直流下不会引起互感现象，因此不能改变直流电压。 4、铁磁性材料具有哪些磁性能？

答：铁磁性材料具有高导磁性、磁饱和性、剩磁性和磁滞性。 5、你能说出硬磁性材料的特点吗？

答：硬磁性材料由于磁滞回线包围的面积宽大，因此剩磁多、矫顽磁力大，不易磁化，一经磁化又不易去磁，一般用来制做各种人造的永久磁体。

6、为什么铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片？制做电机电器的芯子能否用整块铁芯或不用铁心？

答：铁芯不用普通的薄钢片而用硅钢片是为了增强材料的电阻率和提高其导磁率。制做电机电器的芯子是不能用整块铁芯或不用铁芯的。因为，用整块铁芯或不用铁芯造成涡流损耗过大或不能满足电气设备小电流强磁场的要求。选用硅钢片叠压制成铁芯主要是为了小电流获得强磁场的要求，同时最大程度地限制了涡流损耗。

7、具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈中通过的电流I为何值？若铁芯有气隙，当气隙增大时电流和磁通哪个改变？为什么？若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，线圈中电流

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和磁路中磁通又是哪个变化？为什么？

答：具有铁芯的线圈电阻为R，加直流电压U时，线圈中通过的电流I=U/R；若铁芯有气隙，当气隙增大时电流不变，根据磁路欧姆定律可知，磁通减小。若线圈加的是交流电压，当气隙增大时，根据主磁通原理可知，磁路中磁通不发生变化，根据磁路欧姆定律，线圈中电流大大增加。

六、计算题

1、一台容量为20KVA的照明变压器，它的电压为6600V/220V，问它能够正常供应220V、40W的白炽灯多少盏？能供给cos??0.6、电压为220V、功率40W的日光灯多少盏？（10分）

解：能够正常供应220V、40W的白炽灯数为：20000÷40=500盏； 能供给cos??0.6、220V、40W的日光灯数为：20000×0.6÷40=300盏

2、已知输出变压器的变比k=10，副边所接负载电阻为8Ω，原边信号源电压为10V，内阻R0=200Ω，求负载上获得的功率。（8分）

uS/V R ＋ uS － iL(t) ＋ L uL(t) －

（a）

图4.33 题12电路及电源电压波形图

3 0 －1 1 2 （b）

t/s

解：Z1r=102×8=800 I1=10/(800+200)=0.01A I2=I1×10=0.1A P=0.12×8=0.08W 3、一台单相变压器，SN=50kVA，U1N/U2N =10 kV/400V，求原、副边的额定电流I1N/I2N。 解：I1N＝SN/ U1N＝50/10＝5A I2N＝SN/ U2N＝50/0.4＝125A

4、一台三相变压器，原、副边都为Y形联接，SN=180kVA，U1N/U2N =10000/400V，铁心截面积S=160cm2，铁心最大磁密Bm=1.445T，求N1、N2。

解：Фm=BS=1.445T×160cm×104=0.02312Wb U1N/U2N =10000 /400V=25

2

N2=U2P/4.44fФm=(400/1.732)/(4.44×50×0.02312)=231/5.13264=45匝 N1= N2×25＝45×25＝1125匝

5、 一台单相变压器U1N/U2N =220V/36V，铁心的最大磁密Bm=0.96T，截面积S＝13cm2，求N1、N2。

解：U1N/U2N =220 /36≈6.1 Фm=BS=0.96T×13cm×104=0.001248Wb

2

N1=U1N/4.44fФm=220/(4.44×50×0.001248)=220/0.277056=794匝 N2= N1/6.1＝794/6.1＝130匝

6、一台三相变压器，原边为Y形联接、副边为Δ形联接，SN=5000kVA，U1N/U2N=100kV/6kV,求原、副边的额定电流I1N、I2N。

解：I1N= SN/(1.732 U1N) =5000/1.732×100≈28.9A I2N= SN/(1.732 U2N) =5000/1.732×6≈481A

7、一台单相变压器SN=10kVA，U1N/U2N =3300/220V，在副边接60W、220V的白炽灯，如果变压器在额定状态下运行，可接多少盏？原副边额定电流是多少？

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