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求大学物理毛峰主编华中科技大学出版社的习题答案

 第三章变压器 

 31变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时怎样反映其作用？它们各由什么磁动势产生？

 32变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？

 33变压器额定电压为V，如不慎将低压侧误接到220V电源后，将会发生什么现象？

 34变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？

 35变压器的其它条件不变，在下列情况下X1σXm各有什么变化？ 

1一次、二次绕组匝数变化±10； 

2外施电压变化±10； 

3频率变化±10。

 36变压器的短路阻抗Zk、Rk、Xk的数值，在短路试验和负载运行两种情况下是否相等？励磁阻抗Zm、Rm、Xm的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等？

 37为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗为什么短路损耗可以近似地看成铜损耗？负载时，变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别？为什么？

 38当负载电流保持不变，变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化？

 39两台完全相同的单相变压器，一次侧额定电压为V，已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1Ð60o，励磁电抗的标么值Zm20Ð60o，如图所示把两台变压器一次侧串联起来，接到440Ð0oV的电源上，求下述三种情况一次侧电流的大小用标么值表示。

    题39图

（1）端点1和3相连，2和4相连； 

（2）端点1和4相连，2和3相连； 

（3）第Ⅰ台变压器二次侧开路，第Ⅱ台变压器二次侧短路。

 310三相变压器变比和线电压比有什么区别？折算时用前者还是后者？

 311Yd接法的三相变压器，一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角打开一角，测量开口处的电压，再将三角闭合测量电流，试问当此三相变压器是三相变压器或三相心式变压器时，所测得的数值有无不同？为什么？

 312变压器并联运行的最理想情况有哪些？如何达到最理想的情况？

 313在三相变压器中，零序电流和零序磁通与三次谐波电流和3次谐波磁通有什么相同点和不同点？

 314为什么三相变压器组不宜采用Yyn联结，而三相心式变压器又可采用Yyn联结？

 315Yy连接的变压器，一次侧接对称三相电压，二次侧二线对接短路，如图所示。试用对称分量法分析出一、二次侧电流的对称分量，这种情况是否有中点位移？为什么？ 

 题315图

 316一台三相电力变压器kVA，U1NU11联接，f50HzR1R2´Ω X1sX´2s8ΩΩΩ，负载三角接，每相阻抗j864Ω。当高压方接额定电压时，试求： 

1高压方电流，从高压方看进去cosφ1

2低压方电动势E2； 

3低压方电压、电流、负载功率因数、输出功率。

 317一台S9系列的三相电力变压器，高低压方均为Y接，SN200kVA，U1NU2kV。在低压方施加额定电压做空载试验，测得W，×I2N52A，求励磁参数。

 318对习题320的变压器在高压方做短路试验：Uk400V、A、W，求短路参数。

 319一台三相电力变压器铬牌数据为：kVA，U1NU2kV，高压方Y接、低压方Δ接f50PkN104kW。若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载，每相阻抗为j793Ω，试求低压方电流、电压、高压方电流及从高压方看进去的功率因数。

 320仍采用习题319变压器的数据，当高压方施加额定电压，低压方负载电流为A，负载功率因数滞后求电压变化率，低压方电压，效率。

 321试画出图所示各变压器的高、低压方电动势相量图，并判断其联接组。 

                               题321图

 322一台三相变压器，高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示。试将该变压器联接成Yd7、Yy4和Dy5。并画出它们的电动势相量图。

  题322图

参考答案

 31答主磁通：沿铁心闭合，同时与一次绕组和二次绕组相交链，并在所交链的绕组中感应电动势，它是实现能量转换的媒介，是变压器的工作磁通，占总磁通的绝大部分。漏磁通：主要沿非铁磁材料闭合，仅与一次绕组或二次绕组交链，在所交链绕组中感应电动势，起漏抗压降作用，在数量上远小于主磁通。分析变压器时常以励磁电抗Xm反映主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非线性的，故Xm不是常数，随铁心饱和程度的提高而减小。

另外以漏电抗Xσ反应漏磁通的作用。由于漏磁通基本上是线性的，故Xσ基本上为常数。主磁通由一次绕组和二次绕组磁动势共同产生，漏磁通仅由一次绕组或二次绕组磁动势单独产生。

 32答Rm代表变压器的励磁电阻，它是反映变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm代表变压器的励磁电抗，反映了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。Xm越大、Rm越小时，当主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁导率高）、铁损小、027mm、03mm、035mm厚冷轧硅钢片叠成。

 33答此时主磁通增加接近2倍，磁路饱和程度大增，励磁电流大大增加，铜耗增大，铁耗可能增加3～4倍，而Rm、Xm减小。此时将出现下列现象：电流过大，噪声过大，振动过大，变压器过热。

 34答因为变压器等效电路是感性的，因此当二次侧接电感性负载时，从一次侧输入的无功功率最大，电阻性负载次之，电容性负载时最小，若负载电容足够大时甚至可能向电网发送感性无功功率。

 35答漏电抗，励磁电抗，在忽略漏阻抗压降的情况下，U1≈fN1Фm。 

（1）当N1增加时，由于N1Φm＝常数，因此主磁通减小，磁路饱和程度下降，Lm上升，L1σ而与磁路饱和程度无关，L1σ不变。因此，当N1时，X1σ1＝121X1σ，Xm1gt121Xm；当N11＝09N1时，X1σ1＝081X1σ，Xm1lt081Xm。N2变化，X1σ、Xm不变。

（2）当外施电压增加时，由于Φm增加，磁路饱和程度上升，Lm下降，L1σ而与磁路饱和程度无关，L1σ不变。因此，当U11＝11U1时，X1σ不变，Xm下降；当U11＝09U1时，X1σ不变，Xm上升。 

（3）当频率增加时，由于fΦm＝常数，因此主磁通Φm下降，磁路饱和程度下降，Lm上升，而L1σ与磁路饱和程度无关，L1σ不变。因此，当f1时，X1σ1＝11X1σ，Xm1gt11Xm；当f1时，X1σ1＝09X1σ，Xm1lt09Xm。

 36 答 变压器的短路阻抗和运行状态无关。无论是短路试验状态还是负载运行状态，也无论两种状态下的电流是否相等，变压器的短路阻抗的数值相等。因为短路电阻实质上是绕组的导线电阻，其数值仅与导线的长度、截面及材料的电导率有关，与各运行状态下的电流大小无关。短路阻抗，实质上是由漏磁通决定的漏电抗，漏磁通的路径主要经过空气、油等介质，其磁导率是常数，与外施电压的大小或电流的大小无关。所以，短路阻抗、短路电阻、短路电抗在短路试验及负载运行时的数值是相等的。

       变压器的励磁电阻是由铁心损耗决定的等值电阻，当铁心中磁通量变化（即铁心磁密变化）时，其等效电阻值也跟着变化。变压器的励磁电抗是与铁心中主磁通对应的电抗，其数值大小决定于铁心磁路的特性，当铁心中磁通量变化时，饱和程度变化，磁导率变化，励磁电抗值跟着变化。可见，变压器在空载试验和负载运行两种情况下，若一次侧外施电压相同，忽略漏阻抗压降时，E1近似认为不变，主磁通Фm也没有变化，则励磁阻抗基本相等。

 37 答 变压器空载运行时，其损耗，即包括铁损耗、铜损耗两部分，但由于空载电流很小，，所以可以忽略铜损耗。一般把空载损耗近似地看成铁损耗。 

 变压器短路试验时，其短路损耗中本来也有铁损耗、铜损耗两部分，但由于试验电压很低，铁心中磁通很小，短路时的励磁电流比额定电压时的空载电流更小，而短路电流很大，铜耗很大，所以相比较而言，铁损耗很小，可忽略。一般把短路损耗近似看成铜损耗。 

 负载时和空载试验时外施电压都是额定值，两者的铁耗差不多。严格分析起来，负载铁损耗略小于空载时的铁损耗，这是由于负载时，负载电流在一次漏阻抗上的压降比空载试验时大，这表明铁心内的磁通密度比空载时的稍低，因此铁损耗也就少些。另外，所谓空载时的损耗，是包含少量铜损耗在内的，因此负载下的真正铁损耗比空载试验时测得的铁损耗略小。 

 负载和短路两种情况下的铜损耗比较，应该在同一电流（比如额定电流）下进行。铜损耗就是电流在短路电阻上的功率损耗，因两种情况下的电流近似相等，所以两者的铜损耗也相差不大。如果考虑到短路损耗包含少量铁损耗在内这一情况，那么负载时真正的铜损耗也比短路试验时测得的铜损耗略小。

 38 答 当负载的功率因数等于1时，即纯电阻负载时，变压器的电压变化率很小。当负载呈电阻电感性时，即功率因数滞后，一般随着负载阻抗角ψ2落后的越多，电压变化率越大，当

时达到最大，ψ2再增大，电压变化率又趋于减小。当负载呈电阻电容性时，即功率因数超前，随着负载阻抗角超前得越多，电压变化率越小，当时，电压变化率将变为负值，这时负载电压将大于空载电压。

 39 解

（1）当端点1和3相连，2和4相连时，相当于两台变压器都工作在空载状态，取U1N220V作为电压基值，外加电压标么值为

取外加电压作参考相量，即则

（2）当1和4相连，2和3相连时，相当于两台变压器都工作在短路状态 

（3）在该种情况下有 

而  ，   所以

改写为标么值的形式，即   

（设Zm不变） 

 310答三相变压器变比同单相变压器变比一样，表示一、二次侧相电动势之比，它等于一、二次侧绕组匝数之比。而线电压比是指一、二次侧线电压之比，显然它可能等于变比，或等于变比的倍（或倍），它的大小既与一、二次绕组联接法（星形联接或三角联接）有关。折算时要用变比。

 311答二次侧三角形开口所测得的电压为二次侧三相3次谐波电动势之和，组式变压器大，心式变压器小。因为组式变压器三相磁路彼此无关，3次谐波磁通能沿铁心闭合，因此数值较大，从而感应的3次谐波电动势也较大。而心式变压器三相磁路彼此相关，3次谐波磁通不能沿铁心闭合，只能借助油、油箱壁等漏磁路闭合，因此数值较小，从而感应的3次谐波磁动势也较小。

二次侧三角闭合所测得电流为3次谐波电流，无论是心式变压器还是组式变压器，所测得数值都很小。因为二次侧的3次谐波电流起励磁作用，使得主磁通接近正弦形，3次谐波磁通很小，感应的3次谐波电动势很小，其数值要远小于二次侧三角形开口时的3次谐波电动势。

 312答变压器并联运行最理想的情况有 

（1）空载时，并联的各变压器一次侧之间没有环流。 

（2）负载时，并联的各变压器所承担的负载电流按它们的额定容量成正比地分配。  

为了达到上述并联运行的理想情况，各台变压器必须具备下列三个条件： 

（1）各台变压器一次侧与二次侧额定电压对应相等； 

（2）各台变压器的联接组号相同； 

（3）各台变压器短路阻抗标么值相等。

 313答二者的相同点有： 

（1）都是随时间变化的正弦函数。 

（2）三相电流和磁通的零序分量彼此同大小、同相位，对称三相系统中电流和磁通的3次谐波分量也是彼此同大小、同相位的。 

（3）流通情况相同。零序电流和3次谐波电流能否流通取决于绕组的联结法，零序磁通和3次谐波磁通的流通情况与三相磁路的结构有关。 

二者的不同点有： 

（1）频率不同，电流和磁通的零序分量的频率是基波频率，电流和磁通的三次谐波的频率是基波频率的三倍。 

（2）产生的原因不同，电流和磁通的零序分量是三相不对称正弦波电流和磁通分解出来的，电流和磁通的3次谐波分量是非正弦波电流和磁通分解出来的。

 314答Yyn联结的三相变压器不对称运行或带单相负载时，会产生中点移动现象。中点移动的大小主要取决于零序电动势的大小，而零序电动势的大小又取决于零序磁通的大小。对于三相变压器组，零序磁通可以通过铁心闭合，故零序励磁阻抗等于正序阻抗，其数值很大，很小的零序电流可产生相当大的零序磁通，感应相当大的零序电势。中点移动大，相电压严重不对称，导致用电设备不能正常工作，故不采用Yyn联结。 

而三相心式变压器则情况大不相同，零序磁通以油和油箱为回路，零序阻抗很小，带不对称负载甚至单相负载时，中点移动也不严重，故可采用Yyn联结。但零序磁通流经油箱壁时引起涡流损耗，为了尽量减小这种涡流损耗，以及尽量减小相电压的变化，对变压器的中线电流应加以限制。

 315解忽略励磁电流，并认为二次侧量均已折算到一次侧。电流方向如图所示。

 已知

二次侧电流的各相序分量为   

根据磁动势平衡关系，立即可得一次侧各相序电流为

由于无零序电流而不存在零序磁场，因而不存在零序电势，故不会发生中点移动。

 316 解对于三相变压器，由于是对称的三相系统，故采用高压A相、低压a相、负载a相构成一台单相变压器，即可用前述等效电路计算，画出等效电路。

             T型等效电路

解Ⅰ采用T型等效电路，如图所示。

  变比：      

1  

从高压方看进去等效阻抗

2  

3  

实际上负载功率因数可直接从ZL得出

低压方电压          

低压方电流            

输出功率  

              Γ型等效电路

解Ⅱ采用Γ型等效电路，如图所示。

1由题意可知：

    2 如图可知：

              3低压方电压：                                       

                   低压方电流：                                          

                    输出功率：                                      

    通过对T型和Γ型两种等效电路计算结果对比可知，所有电压、电流、功率、中间参数，两种方法误差小于05，当然对小容量变压器误差会略大一些。

 317 解计算高低方额定相电压：

 变比：

空载相电流：

每相损耗：

低压方励磁阻抗 ：

低压方励磁电阻：

低压方励磁电抗：

以上参数是从低压方看进去的值，现将它们折算至高压方

在高压方施加额定电压时，，空载损耗。可见在高压方、低压方施加额定电压做空载试验时，空载损耗相等。  

 318 解：相电压：

 相电流：

 一相损耗：

 短路阻抗：

 短路电阻：

 短路电抗：

 若在低压方做短路试验，则

 低压方施加电压：

 低压方电流：

 低压方短路电阻：

 低压方一相损耗：

 计算表明，在低压方做短路试验时，负载损耗值不变，但太小，太大，调压设备难以满足要求，试验误差也较大。

 319 解采用Γ型等效电路：

 低压方额定相电压：U2ψV

 低压方额定相电流：

 低压方阻抗基值：

 负载相阻抗标幺值：

 负载支路电流标幺值：

 低压方线电流 ：

 低压方相电压标：

 低压方线电压：

 高压方空载电流标幺值：

 高压方相电流标幺值：

 高压方额定电流：

 高压方电流：

 从高压方看进去：      

 320 解：负载系数：

负载功率因数：由题319

低压方线电压：

 此例的负载系数β、与题319相同，采用电压变化率计算低压方负载时的端电压与题319采用等效电路结果十分接近。

 321 答

aYy10

bYd3

cDy1

dDd6

 322 答

aYd7

bYy4

cDy5

华中科技大学新闻与信息传播学院初试的考试科目都是：

①101思想政治理论

②201英语一

③620新闻传播史论

④866新闻传播实务

参考书是：

新闻传播史论：

1、吴廷俊：《中国新闻史新修》，复旦大学出版社，年8月版

2、张昆：《中外新闻传播史》，高等教育出版社，年10月版

程世寿、刘洁：《现代新闻传播学》，华中理工大学出版社，年7月版

4、申凡、戚海龙主编：《当代传播学》，华中科技大学出版社，年版

新闻传播实务：

1、必答部分：

孙发友．新闻报道写作通论（第二版）．人民出版社，年

何志武：《新闻采访》（第二版），武汉大学出版社年5月（何志武修订）

2、选答部分

新闻评论方向：赵振宇．现代新闻评论．武汉大学出版社，年

广播电视专业方向：

石长顺《电视专题与专栏——当代电视实务教程》（修订版），复旦大学出版社，年（石老师修订）

网络传播方向：屠忠俊、吴廷俊．网络新闻传播导论．华中科技大学出版社，年

广告实务方向：余明阳、陈先红．广告策划创意学（第二版）．复旦大学出版社，年

学历？职称？发了哪些论文？有哪些科研项目？

一般而言，大学教师工资在之间，取决于职称、学历、科研能力等因素；

教师工资本身并不多，但实际收入取决于学历、职称、科研项目多少、社会兼职、名气大小、手中的资源和权力、业内的关系网等各种复杂因素；部分教师特别是院士、长江学者、、博导教授等很少靠那点可怜的工资生活，理工类自然基金项目、横向项目等经费动辄几十万上百万，多数都进了他们自己的腰包，作为项目的主要操作和执行者的硕士研究生、博士研究生们则沦为这些导师的廉价劳动力，实际上这种“打工”往往近乎是免费的。这样的教师，工资可以忽略，直接年收入往超过20万并不难，有的甚至上百万、千万；

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大学教师比较安逸轻松，生活质量较高，社会地位较高，对某些人这些因素才最有吸引力