电工学唐介课后答案第5章习题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,S,N,=50 kVA,，,U,1N,/,U,2N,=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,5.4.4,某单相变压器容量为,10 kVA,，,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 kVA,、,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,5.4.7,电阻值为,8,的扬声器，通过变压器接到,E,=10 V,、,R,0,=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,N,1,=1 000,，,接到,220 V,交流电源上，二次绕组的匝数,N,2,=500,，,接到,R,=4,、,X,L,=3,的感性负载上。忽略漏阻抗压降。求：,(1),二次侧电压,U,2,；,(2),输出电流,I,2,；,(2),输出的有功功率,P,2,。,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 VA,，,127 V,和,100 VA,，,36 V,和,50 VA,。,求这三个绕组的额定电流。,5.6.1,某三相变压器,S,N,=50 kVA,，,U,1N,/,U,2N,=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,5.6.2,某三相变压器的容量为,800 kVA,，,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 kVA,，,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,S,N,=150 kVA,，,U,1N,=6.3 kV,，,U,2N,=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。,1,2,3,4,5,6,7,8,图,5.01,练习题,5.7.1,的电路,上一页,下一页,返 回,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,】,U,21,U,1,N,21,=,N,1,U,22,U,1,N,22,=,N,1,U,23,U,1,N,23,=,N,1,5,220,=1200,27,6.3,220,=1200,34,350,220,=1200,1 909,返 回练习题题集,下一题,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。,【,解,】,上一题,下一题,返 回练习题题集,U,1N,U,2N,N,1,=,N,2,220,55,=400,=1 600,5.4.3,已知某单相变压器,S,N,=50 kVA,，,U,1N,/,U,2N,=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。,S,N,U,1N,(1),I,1N,=A=7.58 A,50,10,3,6600,S,N,U,2N,I,2N,=A=217.4 A,50,10,3,230,(2),I,0,=3%,I,1N,=0.037.58 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,0.03,2,=0.0009,，故空载时的,下一题,返 回练习题题集,上一题,下一页,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,P,0,=,P,Fe,，,因此求得：,P,0,U,1N,I,0,cos,0,=0.33,500,6600,0.23,U,2N,U,2,U,2N,(3),U,%=4.3,230,220,230,(4),P,2N,=,U,2,I,2N,cos,2,=(220217.4 0.85)W,=40 653.8 W,=,95.4,%,P,2N,P,1,N,=,=,P,2N,P,2N,+,P,Cu,+,P,Fe,上一页,下一题,返 回练习题题集,上一题,40 653.8,40 653.8,+1450,+500,=,5.4.4,某单相变压器容量为,10,kVA,，,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？,【,解,】,解法,1,：通过电流求解。,变压器二次绕组的额定电流为,S,N,U,2N,I,2N,=A=45.45 A,10,10,3,220,每只白炽灯的电流为,P,U,cos,I,=A=0.273 A,60,220,1,因而可装白炽灯数为,I,2N,I,=,166,45.45,0.273,每只日光灯的电流为,P,U,cos,I,=A=0.3636 A,40,220,0.5,上一题,下一题,返 回练习题题集,下一页,因而可装日光灯数为,I,2N,I,=,125,45.45,0.3636,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,=VA=60 VA,60,1,因而可装白炽灯数为,S,N,S,=,166,10,10,3,60,每只日光灯的视在功率为,P,cos,S,=VA=80 VA,40,0.5,因而可装日光灯数为,S,N,S,=,125,10,10,3,80,上一页,下一题,返 回练习题题集,上一题,5.4.5,某,50,kVA,、,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,U,1N,U,2N,k,=30,6600,220,变压器输出的有功功率，即日光灯消耗的有功功率为,P,2,=44040 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,P,2,U,2,cos,2,I,2,=A=160 A,17 600,220,0.5,下一题,返 回练习题题集,下一页,上一题,忽略空载电流,，,则变压器一次绕组电流为,I,2,k,I,1,=A=5.33 A,160,30,(2),变压器的二次绕组额定电流为,S,N,U,2N,I,2N,=A=227.3 A,50,10,3,220,由于,I,2,I,2N,，,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,S,N,（,或额定电流,I,2N,）,变压器就不会过载，故,(,P,+,P,2,),2,+,Q,2,2,=,S,N,式中,Q,2,为日光灯的无功功率，由于,2,=,arccos,2,=arccos 0.5=60,o,Q,2,=,P,2,tan,2,=17 600tan 60,o,var=30 484,var,上一页,返 回练习题题集,上一题,下一题,下一页,由此可得,P,=,S,N,2,Q,2,2,P,2,=,22 032,.4 W,因而可装白炽灯数为,P,40,=,550,22 032,.4,40,=(,50 000,2,30 484,2,17 600),W,上一页,下一题,返 回练习题题集,上一题,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,（）,N,1,2,N,2,R,L2,=,（）,N,1,2,N,2,R,L1,（）,N,1,N,2,=,N,1,2,N,2,R,L1,R,L2,=,（）,230,2,80,8,4,=4.07,N,1,4.07,N,2,=56,230,4.07,上一题,下一题,返 回练习题题集,5.4.7,电阻值为,8,的扬声器，通过变压器接到,E,=10 V,、,R,0,=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。,【,解,】,（）,N,1,2,N,2,|,Z,|,=,R,=,R,L,=,8=200,（）,500,2,100,E,R,0,+R,(2),I,1,=,=0.022 A,10,V,(250+200),扬声器消耗的功率为：,P,2,=,R I,1,2,=(2000.022,2,)W=0.097 W,或,P,2,=,R,L,I,2,2,本题目的仍是为了熟悉变压器的阻抗变换作用。,(1),一次侧的等效阻抗模,|,Z,|,即,一次侧的等效电阻,R,，,故,（,）,N,1,2,N,2,=,R,L,I,1,（）,500,2,100,=8,0.022,=0.097 W,上一题,下一题,返 回练习题题集,5.5.1,一自耦变压器,，,一次绕组的匝数,N,1,=1 000,，,接到,220,V,交流电源上，二次绕组的匝数,N,2,=500,，,接到,R,=4,、,X,L,=3,的感性负载上。忽略漏阻抗压降。求：,(1),二次侧电压,U,2,；,(2),输出电流,I,2,；,(3),输出的有功功率,P,2,。,【,解,】,(1),U,2,=,U,1,=,220 V,=