- •А.М. Сажнев
- •210700 –«Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Трансформаторы
- •Общие сведения
- •1.2 Примеры задач с решениями
- •1.3 Расчет трансформаторов малой мощности
- •1.4 Тестовые задачи
- •Неуправляемые выпрямители
- •Общие сведения
- •2.2 Примеры задач с решениями
- •Определите температуру полупроводника в приборе (tП). Решение: Температура перегрева полупроводника определяется выражением:
- •Из линейности внешней характеристики выпрямителя следует, что
- •2.3 Расчет неуправляемых выпрямителей с ёмкостным фильтром
- •2.4 Тестовые задачи
- •Сглаживающие фильтры
- •Общие сведения
- •3.2 Примеры задач с решениями
- •Определите коэффициент сглаживания q2 фильтра, собранного из тех же элементов, но по схеме рисунка 3.7 б.
- •Определите уровни токов и напряжений (расчёт по постоянному току рис. 3.7 б и в момент коммутации). Изобразите ожидаемые диаграммы переходных процессов при периодической коммутации ключа к.
- •3.2.5 Исходные данные: Схемы пассивного (а) и активного (б) сглаживающих фильтров приведены на рисунке 3.10.
- •3.3 Расчет пассивного сглаживающего фильтра
- •3.4 Тестовые задачи
- •Стабилизаторы постоянного напряжения
- •Общие сведения
- •4.2 Примеры задач с решениями
- •4.2.1 Исходные данные: Схема импульсного стабилизатора напряжения приведена на рисунке 4.4.
- •Определите коэффициент стабилизации по напряжению.
- •Падение напряжения на балластном резисторе:
- •Мощность, выделяемая на балластном резисторе:
- •4.2.9 Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.14
- •4.3 Расчет стабилизатора постоянного напряжения
- •4.4 Тестовые задачи
- •Инверторы напряжения с внешним управлением
- •Общие сведения
- •С пониженным напряжением на транзисторах
- •5.2 Примеры задач с решениями
- •5.3 Расчет инвертора напряжения с внешним управлением
- •Порядок расчёта:
- •5.4 Тестовые задачи
- •Корректор коэффициента мощности
- •Общие сведения
- •6.2 Разновидности ккм
- •6.3 Примеры задач с решениями
- •6.4 Тестовые задачи
- •Аккумуляторы
- •Общие сведения
- •7.2 Примеры задач с решениями
- •7.3 Расчет аккумуляторной батареи
- •Тестовые задачи
- •Системы электропитания
- •Общие сведения
- •8.2 Структурная схема системы электроснабжения
- •8.3 Примеры задач с решениями
- •8.4 Расчет системы электропитания постоянного тока
- •8.5 Тестовые задачи
- •Электрические сети
- •Общие сведения
- •Характеристики кабелей
- •Примеры задач с решениями
- •9.4 Расчет электрической сети постоянного тока
- •Тестовые задачи
- •10 Ответы на тестовые задачи
- •Литература
- •Александр Михайлович Сажнев
- •Электропитание устройств и систем телекоммуникаций
- •Учебное пособие
- •630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86
1.4 Тестовые задачи
1.4.1 Индукция в сердечнике Вm =1,0 Тл, число витков в обмотке W =1000, напряжение U =100 В, форма напряжения - меандр частотой 1000 Гц. При этом сечение магнитопровода равно ... (см2).
1.4.2 Максимальная рабочая температура трансформатора ограничивается температурой:
а) изоляции пластин сердечника;
б) межслойной изоляции обмоток;
в) Кюри;
г) изоляции обмоточных проводов;
д) окружающей среды.
1.4.3 Не относится к трансформатору:
а) фильтр; б) каркас; в) стержень;
г) окно; д) ярмо; е) обмотка.
1.4.4 Ток нагрузки трансформатора увеличивается в два раза, а потери в магнитопроводе:
а) возрастут в два раза;
б) уменьшатся в два раза;
в) не изменятся;
г) возрастут в четыре раза;
д) уменьшатся в четыре раза.
1.4.5 Зависимость намагничивающего тока трансформатора от приложенного напряжения характеризуется кривой под номером ...
1.4.6 Конструкции трансформаторов расположите в порядке возрастания индуктивности рассеяния:
а) б)
в) г)
1.4.7 Установите соответствие величин единицам их измерения:
А) Гн/м 1) магнитный поток
Б) Вб/сек 2) магнитная индукция
В) Вб/м2 3) индуктивность
Г) Ом/сек 4) магнитная проницаемость
Д) В·сек
Е) Ом·сек
1.4.8 Магнитопровод для трехфазного трансформатора имеет вид:
-
а
б
в
г
1.4.9 Для отвода тепла трансформатор помещают в бак с маслом, при этом потери в магнитопроводе:
а) не изменятся;
б) уменьшатся за счет лучшей изоляции пластин;
в) увеличатся за счет тангенса угла потерь масла;
г) увеличатся за счет вихревых токов в стенках бака.
1.4.10 Марка электротехнической стали состоит из четырёх цифр хххх (1,2,3,4), установите соответствие их назначению.
-
А) группа по температуре Кюри;
Б) удельные потери;
В) номер разработки (модификация);
Г) процент содержания кремния;
Д) максимальная индукция;
Е) магнитная проницаемость;
Ж) тип проката (холодный, горячий).
1.4.11 Зависимость магнитного потока от времени Ф(t) показана на рисунке:
Учитывая
закон электромагнитной индукции
, зависимость
Е (t)
будет такой:
а) 0,1,6,5,8,9,13,12,14,18
б) 0,1,4,5,8,9,11,15,19
в) 0,2,4,5,8,7,11,12,16,18
г) 0,2,4,5,8,7,11,15,19
1.4.12 К материалу сердечника трансформатора, работающего на повышенных частотах, предъявляют следующие требования:
а) наименьший удельный вес;
б) наименьшие удельные потери;
в) высокая температура Кюри;
г) повышенная прямоугольность петли гистерезиса.
1.4.13 Соответствие марки и названия ферромагнитного материала:
-
1) 3414
А) Феррит
2) 34НКМП
Б) Сталь
3) 1500НМ1
В) Магнитодиэлектрик
4) ТЧ-60
Г) Пермаллой
1.4.14 Напряжение на входе трансформатора U1 =100 В. Выходное напряжение трансформатора U2 равно … Вольт (потоком рассеяния пренебрегаем).
1.4.15 Сравнивая статическую и динамическую петли гистерезиса ферро-магнитного материала можно сказать, что...
а) их площади не отличаются;
б) площадь статической петли больше чем динамической за счет большей индукции;
в) площадь динамической петли больше чем статической за счет большей индукции;
г) площадь динамической петли больше чем статической за счет потерь на вихревые токи.
1.4.16 Установите соответствие условных обозначений в трансформаторах:
А) Б) В) Г) Д)
х
А
Х а
Начало фазы обмотки низшего напряжения;
Конец фазы обмотки низшего напряжения;
Начало любой фазы;
Начало фазы обмотки высшего напряжения;
Конец фазы обмотки высшего напряжения;
Конец любой фазы.
1.4.17 Если W - число витков, I - ток, S - сечение магнитопровода, Ф - магнитный поток, В - индукция, то намагничивающая сила есть:
а |
б |
в |
г |
д |
е |
|
|
|
|
|
|
1.4.18
Напряжение
питающей сети трансформатора возрастёт
в
раз. При этом магнитный поток в сердечнике:
1.4.19 Если W - число витков первичной обмотки трансформатора, В -индукция, Ф - магнитный поток, то ЭДС самоиндукции равна:
1.4.20 Напряжение U2 > U1 при включении автотрансформатора по схеме:
1.4.21 Тороидальные магнитопроводы типа ОЛ имеют следующие сечения сердечника, (см2):
-
1) ОЛ 12/20 - 5
А) 2,4
2) ОЛ 25/40 - 10
Б) 1,5
3) ОЛ 40/64 - 20
В) 1,0
Г) 0,4
Д) 0,75
Е) 4,8
Ж) 0,2
1.4.22 Логическая цепочка, поясняющая принцип действия трансформатора под нагрузкой:
1.4.23 Рационально первичную и вторичную обмотки силового однофазного трансформатора следует располагать на стержнях соответственно с номерами ... и ...
1.4.24 Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов возрастает в таком порядке: …, … , …, ….
-
а
феррит
б
магнитодиэлектрик
в
пермаллой
г
электротехническая сталь
1.4.25 На трёхфазном стальном сердечнике выполнен однофазный двухобмо-точный трансформатор. Конструкции расположите в порядке увеличения выходного напряжения U2 (W1=W2)
1.4.26 К режимам работы трансформатора не относятся термины:
а) асинхронный;
б) короткое замыкание;
в) нагруженный;
г) симплексный;
д) синхронный.
1.4.27 Магнитные материалы, согласно маркировке, расположите по возрастанию максимальной магнитной индукции
а) 1412; б) 3422; в) 79НМ; г) 2000 НМ3.
1.4.28 Зависимость тока короткого замыкания трансформатора – IК от напряжения короткого замыкания – UК на рисунке приведена под номером …
1.4.29 Для обмоток трансформаторов используют такие марки медных проводов:
а) ПЭТВ;
б) ПЭЛШКО;
в) ШРА;
г) АВВГ;
д) ПЭВ-2.
1.4.30 К паспортным параметрам силового трансформатора относятся:
а) мощность;
б) внутреннее сопротивление;
в) напряжение короткого замыкания;
г) коэффициент мощности;
д) коэффициент прямоугольности;
е) линейные токи.
1.4.31 Внешняя характеристика трансформатора есть функция U2 =f (I2), приведена на рисунке и не может иметь вид зависимостей с номерами ….
1.4.32 У оптимального трансформатора Uкз =10%, потери в магнитопроводе Р МАГ =10 Вт, потери в обмотках ... Вт.
1.4.33 Стандартные маломощные трансформаторы имеют на первичной (или вторичной) обмотке пять отводов. Средний соответствует номинальному напряжению, а два других отличаются от него на (два ответа):
а |
б |
в |
г |
д |
± 1% |
± 2.5% |
± 5% |
± 10% |
± 15% |
1.4.34
В однофазном
трансформаторе при КПД= 0,95 и выходной
мощности Р2
=190 Вт коэффициент загрузки
.
Поэтому
потери мощности в обмотках составляют
… Вт.
1.4.35 К паспортным параметрам силового трансформатора не относится:
а) мощность;
б) частота;
в) число фаз;
г) внутреннее сопротивление;
д) способ охлаждения;
е) схема и группа соединения обмоток.
1.4.36 Габаритная мощность трансформатора Sгаб равна:
а |
б |
в |
г |
д |
е |
|
|
|
|
|
|
1.4.37 Мощность трансформатора зависит от коэффициента заполнения окна магнитопровода (КОК), причём она пропорциональна:
1.4.38 Паспортные данные трансформатора: напряжение короткого замыкания и сопротивление короткого замыкания приводятся для температуры обмоток (град. Цельсия):
а) 0; б) 25; в) 50; г) 75; д) 100.
1.4.39 По итогам опыта КЗ найдено Rкз = 10 Ом для трансформатора с отношением витков W1/W2=5. Тогда сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно равны . . . и . . . Ом.
1.4.40 В однофазном трансформаторе увеличился зазор в стыке между стержнем и ярмом, при этом:
а) магнитное сопротивление увеличилось, ток холостого хода уменьшился;
б) магнитное сопротивление уменьшилось, ток холостого хода увеличился;
в) магнитное сопротивление увеличилось, ток холостого хода увеличился
г) магнитное сопротивление уменьшилось, ток холостого хода уменьшился;
д) ничего не изменилось.
1.4.41 К параметрам импульсных трансформаторов НЕ относится:
а) коэффициент трансформации;
б) полоса пропускания;
в) паразитная емкость обмоток;
г) площадь передаваемого импульса;
д) ток намагничивания.
1.4.42 Материал магнитопровода импульсного трансформатора должен обладать:
а) высокой прямоугольностью;
б) низкой прямоугольностью;
в) большой максимальной индукцией;
г) малой максимальной индукцией;
д) малыми потерями на вихревые токи.
1.4.43 Использование в трансформаторах обмоточных проводов прямо-угольного сечения позволяет:
а) увеличить коэффициент трансформации;
б) снизить индуктивность рассеяния;
в) увеличить коэффициент заполнения окна магнитопровода;
г) снизить потери в обмотках;
д) снизить потери на перемагничивание.
1.4.44 В схеме замещения трансформатора ток намагничивания (холостого хода) определяет элемент номер . . .
1.4.45 Наибольшим потоком рассеяния обладает трансформатор:
1.4.46 Схемы с трансформаторами расположите в порядке уменьшения напряжения U2, при U1 = 100 В, коэффициент трансформации n = 1.
a) б)
в) г)
1.4.47 На векторных диаграммах трансформатора приведены: ЭДС (Е2), ток во вторичной цепи (I2) и магнитный поток (Ф). Расположите их соответственно по видам нагрузки: холостой ход; активная; активно-индуктивная; активно-емкостная.
-
а
б
в
г
1.4.48 Асимметрия магнитной системы трехфазного трансформатора приводит к:
а) асимметрии амплитуд фазных напряжений
б) появлению четных гармоник в напряжениях
в) изменению частот отдельных фаз
г) нарушению фазового сдвига между фазами
д) появлению нечетных гармоник в напряжениях.
1.4.49 В стержневом трансформаторе верхнее стальное ярмо заменили медным. При этом ток намагничивания:
а) уменьшился;
б) не изменился;
в) увеличился;
г) принял значение нуль.
1.4.50 В схеме замещения трансформатора имеет место:
При этом номинальный ток равен … А.
1.4.51 Трансформатор выполнен на броневом сердечнике. Все обмотки равны W1=W2=W3. К обмотке W1 подведено напряжение U1=100В. При этом напряжения U2 и U3 соответственно равны … и … Вольт.
1.4.52 К параметрам импульсных трансформаторов относятся:
а) коэффициент трансформации;
б) полоса пропускания;
в) индуктивность рассеяния обмоток;
г) активное сопротивление обмоток;
д) марка материала магнитопровода.
1.4.53 Для двухобмоточного трансформатора при активно-емкостном токе I2 расположение векторов Е2, I2 и Фm имеют вид:
а |
|
б |
|
в |
|
г |
|
д |
|
1.4.54 Правильные утверждения для режима короткого замыкания (кз) трансформатора:
а) ток кз линейно зависит от напряжения кз;
б) режим кз выполняют со стороны обмотки низшего напряжения;
в) режим кз выполняют со стороны обмотки высшего напряжения;
г) режим кз служит для нахождения потерь в магнитопроводе;
д) режим кз служит для нахождения потерь в обмотках.
1.4.55 Обмоточные провода с эмалевой изоляцией расположите в порядке увеличения рабочей температуры:
а) ПЭВ -2;
б) ПЭТВ;
в) ПНЭТ-имид;
г) ПЭВ -1.
1.4.56 Намагничивающие силы двухобмоточного трансформатора F0=F1+F2 изображены векторной диаграммой. Соответствующие силам F0,F1,F2 номера векторов … ,… ,… .
1.4.57 К режимам работы трансформатора относятся:
а) холостой ход;
б) стробируемый;
в) асинхронный;
г) номинальный;
д) дуплексный.
1.4.58 В схеме замещения трансформатора потери во вторичной обмотке отражает элемент номер . . .
1.4.59 Опыт короткого замыкания в трансформаторе проводится с целью:
а) построения векторной диаграммы;
б) нахождения потерь в обмотках;
в) определения основной индуктивности;
г) нахождения потерь в магнитопроводе;
д) определения коэффициента прямоугольности.
1.4.60 ЭДС обмотки трансформатора изменяется во времени как показано на рисунке. Кривая магнитного потока Ф(t) пройдёт через точки: …,…,…,…,…,..
1.4.61 Возможные способы охлаждения трансформаторов:
а) применение трансформаторов с радиаторами;
б) помещение трансформатора в бак с маслом;
в) охлаждение с помощью дополнительного контура циркуляции воды;
г) охлаждение с помощью дополнительного контура циркуляции жидкого азота;
д) принудительным обдувом.
1.4.62 В двухобмоточном стержневом однофазном трансформаторе стальной сердечник заменили латунным при этом:
а) возрос КПД за счет уменьшения потерь в стали;
б) ток холостого хода увеличился, U2 уменьшилось;
в) ток холостого хода уменьшился, U2 увеличилось;
г) ток холостого хода увеличился, U2 увеличилось;
д) ничего не изменится.
1.4.63 Плотность тока в обмотках силовых трансформаторов находится в пределах [A/мм2]:
а) 0,01...0,09
б) 0,1...0,9
в) 1...9
г) 10...99
д) 100...999
1.4.64 Обязательные условия для параллельной работы двух и более трансформаторов:
а) при одинаковом первичном напряжении вторичные напряжения должны быть равны;
б) трансформаторы должны иметь одинаковые напряжения короткого замыкания;
в) трансформаторы должны иметь одинаковые магнитопроводы;
г) трансформаторы должны иметь одинаковую конструкцию;
д) трансформаторы должны принадлежать к одной группе соединения.
1.4.65 В схеме замещения трансформатора потери в первичной обмотке отражает элемент номер . . .
1.4.66 Двухобмоточный трансформатор, рассчитанный на частоту 50Гц, включили в сеть с частотой fc= 400 Гц с таким же напряжением. При этом НЕ изменятся:
а) потери в магнитопроводе;
б) потери в обмотках;
в) КПД;
г) коэффициент трансформации;
д) ток холостого хода.
1.4.67 Опыт холостого хода в трансформаторе проводится с целью:
а) построения векторной диаграммы;
б) нахождения потерь в обмотках;
в) определения основной индуктивности;
г) нахождения потерь в магнитопроводе;
д) определения коэффициента трансформации.
1.4.68 При введении магнитного шунта в трансформатор выходное напряжение ( U2) на холостом ходу:
а) возрастет;
б) не изменится;
в) уменьшится;
г) станет равным нулю.
1.4.69 При введении магнитного шунта в трансформатор ( задача 1.4.68) ток холостого хода ( I1ХХ ) :
а) возрастет;
б) не изменится;
в) уменьшится;
г) станет равным нулю.
1.4.70 Установите соответствие видов зависимостей для трансформатора:
А) внутреннее падение напряжения от выходной мощности;
Б) намагничивающая мощность от величины магнитной индукции;
В) магнитная индукция от напряженности магнитного поля.
1.4.71 Несимметричной магнитной системой обладает трансформатор:
1.4.72 Установите соответствие номеров групп соединения обмоток трехфазных трансформаторов ( 0,4,5,6,7,11) и их схем :
1.4.73 Схемы расположите по возрастанию уровня, снимаемого напряжения U2; U1 = 220 В; W1 = W2
а) б)
в) г)
1.4.74 Для двухобмоточного трансформатора зависимости от тока во вторичной цепи расположите так: КПД; потери в магнитопроводе (Pм); потери в обмотке (Pоб); выходное напряжение (U 2)
а) б)
в) г)
1.4.75 Сердечники из электротехнической стали с различной толщиной ленты - d, при рабочей частоте - f расположите по возрастанию удельных потерь:
а) d = 0,2 мм; f = 50 Гц
б) d = 0,15 мм; f = 50 Гц
в) d = 0,2 мм; f = 400 Гц
г) d = 0,1 мм; f = 50 Гц
1.4.76 В однофазных трансформаторах реактивная составляющая тока намагничивания содержит гармоники с номерами (в порядке уменьшения амплитуды): ... , ... , ...
