A-level 物理 (高階物理)/變壓器/習題解答

1. 一個降壓變壓器在一側線圈上有 300 個線圈，另一側線圈上有 50 個線圈。如果輸入 30 kV 交流電，輸出的電壓是多少？

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

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

2. 一個升壓變壓器在一側線圈上有 200 個線圈，另一側線圈上有 980 個線圈。如果輸出 25 kV 交流電，輸入的電壓是多少？

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

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

3. 一個理想變壓器將 50A 的電流轉換為 1A 的電流。它在初級線圈上有 40 個線圈。次級線圈上有多少個線圈？

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

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

4. 變壓器往往會振動。為什麼？這會對變壓器的效率有什麼影響？

有電流透過的導線垂直穿過磁場。根據 F = BIL，導線會受到力的作用。這意味著部分能量會轉換為動能，降低了變壓器的效率。

5. 空氣確實具有一定的磁導率。這對變壓器的效率有什麼影響？為什麼？

部分磁通穿過空氣而不是鐵芯，因此不會穿過次級線圈，也不會用於產生交流電。這意味著部分輸入能量會在磁場中進進出出，降低了變壓器的效率。