变压器常考题型

发布 2021-04-30 11:02:28 阅读 4597

变压器与电能的输送密切相关,贴近生活实际,是交变电流部分的重点之一.变压器部分习题灵活多变,现将常考的题目类型加以分析,以帮助同学们更好地掌握变压器有关习题的解题思路和方法.

1. 原理理解与应用。

例1 在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器的铁芯的左、右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都有一半通过另一个线圈,另一半通过中间臂,如图1所示,已知线圈的匝数之比为n1:n2=2∶1,在不接负载的情况下:(

a. 当线圈1输入电压220v时,线圈2输出电压为110v

b. 当线圈1输入电压220v时,线圈2输出电压为55v

c. 当线圈2输入电压110v时,线圈1输出电压为220v

d. 当线圈2输入电压110v时,线圈2输出电压为110v

解析线圈1为原线圈时,依题意得穿过线圈1的磁通量只有一半是通过线圈2的,所以穿过线圈2的磁通量的变化率也只有穿过线圈1的磁通量的变化率的一半.由,得:,所以当线圈1输入电压为220v时,线圈2输出的电压为55v.

线圈2为原线圈时,穿过线圈2的磁通量只有一半是通过线圈1的,所以穿过线圈1的磁通量的变化率也只有穿过线圈2的磁通量的变化率的一半.由得:,所以当线圈2输入电压为110v时,线圈1输出的电压为110v.答案为bd.

点评本题不能套用匝数与电压的关系,因为穿过原副线圈的磁通量不同,磁通量的变化率也不同,因此应该根据法拉第电磁感应定律来解决.

2. 多个副线圈问题。

例2 一台理想的变压器,原线圈的匝数为n1,副线圈有两组,匝数分别为n2和n3,原线圈的电压为u1,电流为i1;两组副线圈的电压分别u2和u3,电流分别为i2和i3,则下面的结论正确的是:(

a. u1∶u2=n1∶n2,u2∶u3=n2∶n3b. i1∶i2=n2∶n1,i1∶i3=n3∶n1

c. n1i1=n2i2+n3i3d. i1u1=i2u2+i3u3

解析由理想变压器两个基本公式、,可以判断a、d正确.若有两个或两个以上的副线圈,不再成立.设其匝数分别为n2、n3...由、p1=p2,可以推导得电流的变比关系应为。答案为 acd.

点评当有多个副线圈时,电流与匝数成反比不再成立.而应根据电压与匝数的关系和输入功率等于输出功率确定定量关系.

3.原线圈含元件问题。

例3 如图2所示,理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯,原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,电源电压为u,求b灯两端的电压ub.

解析由串联电路分压原理可知u=ua+u1

由变压器原理可知:u1∶u2=2∶1 i1∶i2=1∶2

由欧姆定律可知:ua=i1r ub=i2r

联立各式,得ub=u

点评本题是变压器原线圈中接有用电器的问题,综合了电流、电压与匝数的关系,解决本题需要正确进行电路分析.本题很容易出错,主要原因是分不清u与u1的关系,把两者混为一谈.

4.动态分析问题。

例4 如图3所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡l1和l2,输电线的等效电阻为r.开始时,开关k断开,当k接通时,以下说法中正确的是( )

a.副线圈两端m、n的输出电压减小。

b.副线圈输电线等效电阻r两端的电压降增大。

c.通过灯泡l1的电流减小。

d.原线圈中的电流增大。

解析当k接通时,根据u1/u2=n1/n2可知副线圈两端m、n的输出电压不变,a错;负载电阻阻值减小,根据i=u/r可知副线圈中的电流i2增大,故输电线等效电阻r两端的电压降增大,b对;又u2不变,而输电线上的电压降增大,所以两灯两端的电压减小,通过灯泡l1的电流减小,c对;根据输入功率等于输出功率可知d对.答案:bcd

点评对于变压器,原线圈中的电流由副线圈中的电流决定,输入功率也由输出功率决定,输出端电压由输入端电压和原、副线圈匝数共同决定.

5.副线圈的连接问题。

例5 如图4所示为一理想变压器,n1为原线圈,接一正弦交流电,n2=n3,在n2、 n3两个线圈上分别获得35v电压,要想得到70v电压,c、d、e、f怎样连接( )

a.d、e连在一起,c、f为输出端。

b.c、f连在一起,d、e为输出端。

c.e、c连在一起,f、d为输出端。

d.f、d连在一起,e、c为输出端。

解析要想得到70v电压,需要把两个副线圈串联起来,使电流依次通过这两个副线圈,因此e、c连在一起,f、d为输出端或f、d连在一起,e、c为输出端都可以,选cd.

点评副线圈有两个时,可能串联对外供电,也可能是相当于两电源反接的情况对外供电.关键是根据楞次定律判明两线圈中的感应电流方向.

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