这是一道脑筋题

maychang

这是一道脑筋题 [复制链接]

 

这是一道脑筋题
okhxyyo好像喜欢发脑筋题。现在我替okhxyyo发一道：

图中T为工频变压器，上面标注着“220V/36V 50Hz 100VA”，变压器次级开路，初级经D和K接到220V50Hz的市电电源上。D为普通二极管，型号为1N5408，正向电流3A，反向耐压1000V。K为普通的电源开关。

问题：开关K闭合后会发生什么事？

(1)变压器T很快发热烧毁。

(2)二极管D被击穿。

(3)什么事情也不会发生。

@okhxyyo

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刘123

是不是没有负载耗电，电就不知道往哪里走，他就会发热，然后就烧坏了！
纯属想象

wudianjun2001

期待正确答案

cruelfox

变压器次级开路，接在上面的电路里就相当于一个铁芯电感。这个电感 L 值多大，决定了开关闭合后电流的大小。
如果没有这个二极管，常规的100VA的变压器空载电流按我的经验应该在几十个mA，就是因为初级电感的阻抗起作用。
有这个二极管，大约是多一个直流分量让二极管导通，交流电流幅度基本不变，不会产生烧毁现象。

xujian2000

应该可以24小时工作，前提是空载。

hk6108

直流成份直接使绕组感抗减小，单向偏磁令铁芯容易饱和，该绕组即使不立即烧毁，也不会耐用。

landeng1986

取决于变压器的电感参数吧，刚合闸有励磁涌流，电感太大就会烧毁二极管，电感小就没事

ddllxxrr

什么也不会发生

maychang

正确答案是：(3)什么事情也不会发生。
这个投票结果(4：28)，可以欣慰。投(1)的只有八分之一，投(3)的是八分之七。

PowerAnts

hk6108 发表于 2018-8-2 22:03
直流成份直接使绕组感抗减小，单向偏磁令铁芯容易饱和，该绕组即使不立即烧毁，也不会耐用。

砸脚了

maychang

landeng1986 发表于 2018-8-3 11:24
取决于变压器的电感参数吧，刚合闸有励磁涌流，电感太大就会烧毁二极管，电感小就没事

其它条件相同情况下，电感量大，励磁涌流小，电感量小，励磁涌流大。

maychang

请所有关心此问题的网友注意：
说“什么事情也不会发生”，仅限变压器初级经一支二极管接到交流电源上(和整流电路中的半波整流相似)。如果使用四支二极管构成桥式整流，那么变压器将很快发热烧毁，或者是空气开关因过流而跳闸(也可能烧毁保险丝)。

PowerAnts

maychang 发表于 2018-8-10 20:11
正确答案是：(3)什么事情也不会发生。
这个投票结果(4：28)，可以欣慰。投(1)的只有八分之一，投(3)的是八 ...

此帖甚妙，（3）在此现有的3个选项中确实是相对正确的。但，实际上发生了很多事情。只不过眼睛看不到，用手摸得到，如果再借用仪器，那没摸到的也就能看到了。

hk6108

这相当于 半波整流，电感平波，负载短路 的状况，
这试验我用 100瓦 的电源变压器做过，没啥祸乱但有温升，把二极管接于副边，变压器烫手。

PowerAnts

hk6108 发表于 2018-8-16 12:32
这相当于 半波整流，电感平波，负载短路 的状况，
这试验我用 100瓦 的电源变压器做过，没啥祸乱但有温升 ...

两码事

PowerAnts

前几天一直在没上网的虚似机折腾，手机上网码字不方便。周末玩了两天，刚闲下来多码些。
这个问题在很多年前讨论过，好像是一个变压器的什么史厂长。
工频变压器的次级悬空，初级串二极管这个很好玩。变压器初级的励磁电压减了二极管压降，消磁电压受市电钳位增加了一个二极管压降，初级的电压波形看起来会与市电完全一样。但电流就完全不是这样了，其正半周会因磁饱和而过激励，偶次谐波非常严重，想象一下就好比大环牛在一个周期上一次电的冲击，可能会跳空开。变压器烧与不烧要看初级电流的有效值是否超过额定电流的1.2倍。这个1.2倍不精确，原因是次级没发热，允许初级多发些热，但又不允许发2倍的热量，那初级允许发热量为额定发热量的1.4-1.5倍好了。
手头的工频变压器要么KVA级，要么10VA级，恬恬没有100VA的。明天带一个10VA的到公司试验一下。现在上班折腾电源，下班都不想看。

maychang

PowerAnts 发表于 2018-8-19 22:13
前几天一直在没上网的虚似机折腾，手机上网码字不方便。周末玩了两天，刚闲下来多码些。
这个问题在很多年 ...

说起励磁电流，那就复杂多了。
前面7楼提到合闸有励磁涌流，这没错(当然关于电感量他说错了)。
合闸时的涌流与合闸角度有关。这种二极管串联于变压器初级电路，每个交流周期几乎都是最不利的角度，每个周期都会发生涌流。但涌流大小与铁心材料有关，与设计磁密有关。大型变压器磁密用得大，所以合闸角不利时涌流可以超出正常工作电流数倍。冷轧晶粒取向硅钢片磁化曲线拐点“尖锐”，比较“硬”，合闸角度不利时涌流也会超出正常工作电流比较多，如你所说大环牛上电可能跳空开。
但100VA，220/36的这种变压器，通常是用在机床上，铁心才不会用冷轧取向硅钢片。这样的铁心，磁化曲线较“软”，磁密往往用得较低，合闸涌流比较小，一般不超过正常工作电流，即使超过也不会超过很多。加上次级空载，所以发热通常不会超过额定发热，即使超过也不会超过很多，短时间内不会损坏。

PowerAnts

maychang 发表于 2018-8-21 12:42
说起励磁电流，那就复杂多了。
前面7楼提到合闸有励磁涌流，这没错(当然关于电感量他说错了)。
合闸时 ...

有可能你所用的变压器确实工艺和材料都比较旧，磁密小故而匝数多，漏磁大，所以在单向过激励的情况下发热不太大。
其实很多人还不太明白磁性材料（如此例中的硅钢片）的饱合问题，实际上磁饱合是相对的，饱合点的约定是相对磁导率下降到某值，不同的应用可以定义到80%，也可以定义到50%，那么此例中定义到5%行不行？5%的磁导率意味着励磁电流的峰值可达额定值的20倍，但时间比较短设为周期的20%，设正常的励磁电流为额定初级电流的10%，那主贴的玩法中，励磁电流的有效值也不过额定初级电流的0.9倍左右，烧不了。不会发生“即使不立即烧毁，也不会耐用”的问题，所以我才说6楼搬起石头砸到脚了

PowerAnts

磁饱合不是断崖式的，而逼近抛物线，14楼这样的网友需要正视这个问题

PowerAnts

有网友提醒我是不是打错字了，我细看果真，一字之差意思大不相同