电工学唐介课后答案第5章习题

第 5 章 变 压 器练 习 题5.4.2 已知变压器的二次绕组有 400 匝，一次绕组和二次 绕组的额定电压为 220/55 V。求一次绕组的匝数。5.4.3 已知某单相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N = 6 600/230 V，空载电流为额定电流的3%，铁损耗为 500 W ， 满载铜损耗 1 450 W。向功率因数为 0.85 的负载供电时，满 载时的二次侧电压为 220 V。求：(1) 一、二次绕组的额定 电流；(2)空载时的功率因数；(3)电压变化率； (4)满载时的效率。5.4.1 收音机中的变压器，一次绕组为 1 200 匝，接在220 V 交流电源上后，得到 5 V、6.3 V 和 350 V三种输出 电压。求三个二次绕组的匝数。 下一页返回主页第 5 章 变 压 器5.4.4 某单相变压器容量为 10 kV·A，额定电压为 3 300/220 V。如果向 220 V、60 W的白炽灯供电，白炽灯能 装多少盏？如果向 220 V、40 W、功率因数为 0.5 的日光灯 供电，日光灯能装多少盏？5.4.5 某50 kV·A、 6 600/220 V 单相变压器，若忽略电 压变化率和空载电流。求：(1) 负载是 220 V、40 W、功率 因数为 0.5 的 440 盏日光灯时，变压器一、二次绕组的电流 是多少？(2) 上述负载是否已使变压器满载？若未满载，还 能接入多少盏 220 V、40 W、功率因数为 1 的白炽灯？5.4.6 某收音机的输出变压器，一次绕组的匝数为 230， 二次绕组的匝数为 80，原配接 8 的扬声器，现改用 4 的扬声器，问二次绕组的匝数应改为多少？上一页下一页返 回第 5 章 变 压 器5.4.7 电阻值为 8 的扬声器，通过变压器接到 E = 10 V、R0= 250 的信号源上。设变压器一次绕组的匝 数为 500，二次绕组的匝数为 100。求：(1) 变压器一次侧 的等效阻抗模 | Z | ；(2) 扬声器消耗的功率。5.5.1 一自耦变压器，一次绕组的匝数 N1=1 000，接到 220 V 交流电源上，二次绕组的匝数 N2= 500，接到 R = 4 、 XL = 3 的感性负载上。忽略漏阻抗压降。求：(1) 二次侧电 压U2 ； (2) 输出电流 I2 ；(2) 输出的有功功率 P2 。5.5.2 某三绕组变压器，三个绕组的额定电压和容量分 别为：220 V 和 150 V·A， 127 V 和 100 V·A，36 V 和 50 V·A。求这三个绕组的额定电流。5.6.1 某三相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N = 10 000/440 V，Y,yn 接法。求高、低压绕组的额定电流。上一页下一页返 回第 5 章 变 压 器5.6.2 某三相变压器的容量为 800 kV·A，Y,d 接法，额 定电压为 35/10.5 kV。求高压绕组和低压绕组的额定相电压 、相电流和线电流。5.6.3 某三相变压器的容量为 75 kV·A，以 400 V 的线电 压供电给三相对称负载。设负载为星形联结，每相电阻为 2 ，感抗为 1.5 。问此变压器能否负担上述负载？5.6.4 有一台三相变压器 SN = 150 kV·A，U1N = 6.3 kV， U2N = 0.4 kV ，负载的功率因数 为 0.8（电感性），电压变化率 为 4.5 %。求满载时的输出功率。5.7.1 试判断图 5.01 中 各绕组的极性。12 3456 78图 5.01 练习题 5.7.1的电路 上一页下一页返 回第 5 章 变 压 器练习题解答5.4.1 收音机中的变压器，一次绕组为 1 200 匝，接 在220 V 交流电源上后，得到 5 V、6.3 V 和 350 V 三种输 出电压。求三个二次绕组的匝数。【解】U21 U1N21 = N1 U22 U1N22 = N1 U23 U1N23 = N15 220= ×1200 276.3 220= ×1200 34350 220= ×1200 1 909返 回练习题题集下一题第 5 章 变 压 器5.4.2 已知变压器的二次绕组有 400 匝，一次绕组和二 次绕组的额定电压为 220/ 55 V。求一次绕组的匝数。【解】上一题下一题返 回练习题题集U1N U2NN1 = N2 220 55= ×400= 1 600第 5 章 变 压 器5.4.3 已知某单相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N = 6 600/230 V，空载电流为额定电流的 3%，铁损耗为 500 W，满载铜损耗 1 450 W。向功率因数为 0.85 的负载 供电时，满载时的二次侧电压为 220 V。求：(1) 一、二次 绕组的额定电流；(2)空载时的功率因数；(3)电压变化率； (4)满载时的效率。【解】本题目是为了区别变压器空载和满载时的不同。 SN U1N(1) I1N = = A = 7.58 A50×103 6600 SN U2NI2N = = A = 217.4 A50×103 230(2) I0 = 3% I1N = 0.03×7.58 A = 0.23 A空载时，二次绕组没有铜损耗，一次绕组的铜损耗 只有满载时一次绕组铜损耗的 0.032 = 0.0009，故空载时的下一题返 回练习题题集上一题下一页第 5 章 变 压 器铜损耗可以忽略不计。而铁损耗是不变损耗，空载与满载 时铁损耗相同。故可以认为空载损耗等于铁损耗，即 P0 = PFe，因此求得： P0 U1N I0cos0 = = = 0.33500 6600×0.23 U2NU2 U2N(3) U% = = = 4.3230220 230(4) P2N = U2 I2N cos2 = ( 220×217.4 ×0.85 ) W= 40 653.8 W= 95.4%P2N P1N = =P2N P2N + PCu +PFe 上一页下一题返 回练习题题集上一题40 653.8 40 653.8 +1450 + 500 =第 5 章 变 压 器5.4.4 某单相变压器容量为 10 kV·A，额定电压为 3 300/220 V。如果向 220V、60 W 的白炽灯供电，白炽灯能 装多少盏？如果向 220 V、40 W、功率因数为 0.5 的日光灯 供电，日光灯能装多少盏？【解】解法1：通过电流求解。 变压器二次绕组的额定电流为 SN U2NI2N = = A = 45.45 A10×103 220每只白炽灯的电流为P U cos I = = A = 0.273 A60 220×1 因而可装白炽灯数为I2N I= 16645.45 0.273每只日光灯的电流为P U cos I = = A = 0.3636 A40 220×0.5 上一题下一题返 回练习题题集下一页第 5 章 变 压 器因而可装日光灯数为I2N I= 12545.45 0.3636解法2：通过视在功率求解。每只白炽灯的视在功率为P cos S = = V·A = 60 V·A60 1 因而可装白炽灯数为SN S= 16610×103 60每只日光灯的视在功率为P cos S = = V·A = 80 V·A40 0.5 因而可装日光灯数为SN S= = 12510×103 80上一页下一题返 回练习题题集上一题第 5 章 变 压 器5.4.5 某 50 kV·A、 6 600/220 V 单相变压器，若忽略 电压变化率和空载电流。求：(1)负载是 220 V、40 W、功 率因数为 0.5 的 440 盏日光灯时，变压器一、二次绕组的电 流是多少？(2)上述负载是否已使变压器满载？若未满载， 还能接入多少盏 220 V、40 W、功率因数为 1 的白炽灯？【解】 (1) 变压器的电压比为 U1N U2Nk = = = 306600 220变压器输出的有功功率，即日光灯消耗的有功功率为P2 = 440×40 W = 17 600 W忽略电压变化率，则变压器二次绕组电压等于其空载 电压 220 V，故二次绕组电流为 P2 U2 cos2I2 = = A = 160 A17 600 220×0.5 下一题返 回练习题题集下一页上一题第 5 章 变 压 器忽略空载电流，则变压器一次绕组电流为 I2 kI1 = = A = 5.33 A160 30 (2) 变压器的二次绕组额定电流为 SN U2NI2N = = A = 227.3 A50×103 220由于 I2I2N ，所以变压器未满载。设接入的白炽灯总功率为 P，只要接入白炽灯后总视在 功率（或总电流）不超过变压器的容量 SN（或额定电流 I2N） 变压器就不会过载，故 (P +P2 ) 2 + Q22 = SN 式中 Q2 为日光灯的无功功率，由于2 = arccos2 = arccos 0.5 = 60oQ2 = P2 tan2 = 17 600×tan 60o var = 30 484 var上一页返 回练习题题集上一题下一题下一页第 5 章 变 压 器由此可得P =SN2Q22 P2 = 22 032.4 W因而可装白炽灯数为P 40= 55022 032.4 40= (50 000230 4842 17 600 ) W 上一页下一题返 回练习题题集上一题第 5 章 变 压 器5.4.6 某收音机的输出变压器，一次绕组的匝数为 230 ，二次绕组的匝数为 80，原配接 8 的扬声器，现改用 4 的扬声器，问二次绕组的匝数应改为多少？【解】 本题目是为了熟悉变压器的阻抗变换作用。改用 4 的扬声器后应当保证一次侧的等效电阻仍与 用 8 扬声器时相同，故（ ）N1 2 N2RL2 =（ ）N1 2 N2RL1 （ ）N1 N2=N1 2 N2RL1 RL2=（ ）230 2808 4×= 4.07N1 4.07N2 = = 56230 4.07上一题下一题返 回练习题题集第 5 章 变 压 器5.4.7 电阻值为 8 的扬声器，通过变压器接到 E = 10 V、R0 = 250 的信号源上。设变压器一次绕组的匝 数为 500，二次绕组的