单选题
281、变压器一次侧为额定电压时,其二次侧电压( )。
A
必然为额定值;
B
随着负载电流的大小和功率因数的高低而变化;
C
随着所带负载的性质而变化;
D
无变化规律;
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查变压器的电压调整特性,核心知识点是变压器的外特性与电压变化率。
题干:“变压器一次侧为额定电压时,其二次侧电压( )”。
解析各选项:
A:必然为额定值。
错误。仅当变压器空载(即二次侧电流 I₂ = 0)且忽略绕组阻抗压降时,二次侧端电压才等于额定电压 U₂N。一旦带负载,因一、二次绕组存在电阻和漏抗,负载电流在内部阻抗上产生电压降,导致二次侧端电压偏离额定值。因此,“必然”一词过于绝对,不符合实际。
B:随着负载电流的大小和功率因数的高低而变化。
正确。这是变压器的基本外特性。二次侧端电压 U₂ 是负载电流 I₂ 及其功率因数 cosφ₂ 的函数。原因在于:
- 变压器等效电路中,二次侧电压可近似表示为:
U₂ ≈ U₂₀ − I₂ (R₂′ cosφ₂ + X₂′ sinφ₂),
其中 U₂₀ 为空载二次电压(≈ U₂N),R₂′ 和 X₂′ 为归算到二次侧的等效电阻与漏抗,φ₂ 为负载功率因数角。
- 负载电流 I₂ 增大 → 内部压降增大 → U₂ 下降;
- 功率因数降低(尤其感性负载 cosφ₂ 减小、φ₂ 增大)→ sinφ₂ 增大 → 漏抗压降分量增大 → 进一步加剧电压下降;
- 容性负载(φ₂ 为负)时,U₂ 可能高于空载电压(呈上升趋势)。
因此,U₂ 的变化同时取决于 I₂ 的大小和 cosφ₂(即功率因数高低及性质)。
C:随着所带负载的性质而变化。
表述不准确。负载性质(如阻性、感性、容性)确实影响电压变化趋势,但该选项未体现“负载电流大小”这一关键变量。例如,同一感性负载,轻载与重载下 U₂ 差异显著。选项 C 忽略了电流幅值的影响,因果关系不完整,不如 B 全面严谨。
D:无变化规律。
错误。变压器二次电压随负载变化具有明确的物理规律,可通过等效电路和电压调整率公式定量分析,绝非无规律。
综上,正确答案为 B。
核心知识点总结:
1. 变压器外特性:指一次电压保持额定值时,二次侧端电压 U₂ 随负载电流 I₂ 变化的曲线。
2. 电压调整率 ΔU% = (U₂₀ − U₂)/U₂N × 100%,反映带载后电压变化程度,与 I₂、cosφ₂ 及短路阻抗(Rₖ、Xₖ)密切相关。
3. 实际运行中,为保障供电质量,需通过有载调压或无功补偿等方式抑制电压波动。
因此,B 项最准确、最完整地描述了二次电压的变化规律。
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