单选题
342、当交流电源电压加到变压器的一次绕组后,在变压器铁芯中将产生( )磁通。
A
不变;
B
交变;
C
脉动;
D
饱和
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查变压器的基本工作原理,核心在于理解交流电源作用下铁芯中磁通的性质。
题干分析:
当交流电源电压加到变压器的一次绕组时,一次绕组中流过的是正弦交变电流(i₁ = Iₘ sin ωt)。根据电磁感应定律和安培环路定律,该交变电流在铁芯中激发磁场,产生主磁通Φ。由于一次绕组的感应电动势e₁ ≈ −N₁ dΦ/dt,而外加电压u₁为正弦交流电压(u₁ = Uₘ sin ωt),在忽略绕组电阻和漏抗的理想情况下,有u₁ ≈ −e₁ = N₁ dΦ/dt。对该式积分可得:
Φ = −(1/N₁) ∫ u₁ dt ∝ −∫ sin ωt dt ∝ cos ωt。
可见,主磁通Φ随时间按余弦规律变化,即也是正弦量(相位差90°),其大小和方向均随时间周期性变化,故为**交变磁通**。
选项辨析:
A. “不变”:错误。直流稳态下才可能产生恒定磁通;交流激励必然导致磁通随时间变化。
B. “交变”:正确。指磁通的大小和方向均随时间作周期性变化,符合正弦交流激励下的物理实际。
C. “脉动”:错误。“脉动磁通”通常指方向不变、仅大小随时间变化的磁通(如单相半波整流励磁时),而变压器在正弦交流电压下产生的主磁通是双向对称变化的,具有正负半周,属于典型的交变磁通,而非单向脉动。
D. “饱和”:错误。饱和是铁芯材料在磁通密度过高时呈现的非线性状态,是一种可能的工作极限现象,而非磁通的基本性质;题干问的是“将产生何种磁通”,强调其时间变化特性,而非是否达到饱和。
核心知识点:
1. 变压器主磁通由一次绕组的交流电流建立,其变化规律由外加电压决定;
2. 根据法拉第电磁感应定律,正弦电压激励下,主磁通必为同频率的正弦(或余弦)交变磁通;
3. 交变磁通是实现能量传递(通过电磁感应耦合一、二次侧)的必要条件;
4. 区分“交变”(方向与大小均变)、“脉动”(方向不变、大小变)和“恒定”(直流激励下)三类磁通的物理特征。
综上,正确答案为 B:交变。
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