Question

如图为输电线路中常用的油浸自冷式变压器．变压器内部的铁芯、线圈就浸没于变压器油（一种矿物油，也称导热油）中．变压器工作时，铁芯、线圈会发热．这些热量主要通过导热油并流经变压器外部的一根根金属管道散发到空气中，从而使铁芯、线圈的温度不会升高太多，以确保变压器的安全运行．请回答：
（1）变压器外部的散热器为什么做成管道状？
（2）变压器的上部有个油箱，其侧面有一个油量表．油量表就是一根上、下两端均开口并插入油箱中的玻璃管．电工通过观察玻璃管中油面的高度来判断油箱中油量的多少．请问：设计这一装置利用的主要物理知识是什么？
（3）从图我们发现：变压器外部的散热管道都是沿竖直方向而不是沿水平方向分布的，这是为什么？
（4）正常情况下，变压器油箱中的导热油是绝对不允许装得满满的，这是为什么？

Answer

解决本题需掌握：①增大散热面积可加快降温．②连通器的原理及应用．③液体对流的形成．④物体热胀冷缩的特点．
【解析】
①变压器外部的散热器做成管道状是为了增大对外散热面积，较快降温；
②利用大气压情况下，连通管中的液面在同一水平面上；
③由于液体受热后密度变小而向上浮，管道做成竖直能够加快受热液体在管道中的运动，加快散热速度；
④由于物体都有热胀冷缩的特点，变压器油箱中的导热油装得满满的话，在受热情况下就会因为受热膨胀而溢出，造成浪费和污染．
故答案为：
（1）扩大散热面积（或与空气接触面积）
（2）连通器中的同样液体，静止时液面是相平的
（3）管道沿竖直方向便于变压器中的导热油形成对流，增强散热能力
（4）若变压器油箱中的导热油装得满满的话，则受热膨胀的导热油会把变压器胀破，造成事故．