A-level 物理 (高级物理)/变压器/习题解答

1. 一个降压变压器在一侧线圈上有 300 个线圈，另一侧线圈上有 50 个线圈。如果输入 30 kV 交流电，输出的电压是多少？

${\frac {300}{50}}={\frac {30000}{V_{s}}}=6$

$V_{s}={\frac {30000}{6}}=5{\mbox{ kV}}$

2. 一个升压变压器在一侧线圈上有 200 个线圈，另一侧线圈上有 980 个线圈。如果输出 25 kV 交流电，输入的电压是多少？

${\frac {200}{980}}={\frac {V_{p}}{25000}}$

$V_{p}={\frac {25000\times 200}{980}}\approx 5.1{\mbox{ kV}}$

3. 一个理想变压器将 50A 的电流转换为 1A 的电流。它在初级线圈上有 40 个线圈。次级线圈上有多少个线圈？

${\frac {50}{1}}={\frac {N_{s}}{40}}=50$

$N_{s}=40\times 50=2000{\mbox{ coils}}$

4. 变压器往往会振动。为什么？这会对变压器的效率有什么影响？

有电流通过的导线垂直穿过磁场。根据 F = BIL，导线会受到力的作用。这意味着部分能量会转换为动能，降低了变压器的效率。

5. 空气确实具有一定的磁导率。这对变压器的效率有什么影响？为什么？

部分磁通穿过空气而不是铁芯，因此不会穿过次级线圈，也不会用于产生交流电。这意味着部分输入能量会在磁场中进进出出，降低了变压器的效率。