華科大辜承林主編《電機(jī)學(xué)》課后習(xí)題答案_1

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1、第1章導(dǎo)論1.1電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。特點(diǎn)：導(dǎo)磁率高。電路：紫銅線。特點(diǎn)：導(dǎo)電性能好，電阻損耗小.電機(jī)：熱軋硅鋼片，永磁材料鐵氧體稀土鈷釹鐵硼變壓器：冷軋硅鋼片。1.2磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關(guān)？解：磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁化，磁疇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，相互間產(chǎn)生摩擦，消耗能量，產(chǎn)生功率損耗。與磁場(chǎng)交變頻率f，磁通密度B，材料，體積，厚度有關(guān)。渦流損耗：由電磁感應(yīng)定律，硅鋼片中有圍繞磁通呈渦旋狀的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流產(chǎn)生叫渦流，渦流在其流通路徑上的等效電阻中產(chǎn)生的損耗叫渦流損

2、耗。與磁場(chǎng)交變頻率f，磁通密度，材料，體積，厚度有關(guān)。1.3變壓器電動(dòng)勢(shì)、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？解：變壓器電勢(shì)：磁通隨時(shí)間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。運(yùn)動(dòng)電勢(shì)：線圈與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的eT與磁密B，運(yùn)動(dòng)速度v，導(dǎo)體長(zhǎng)度l，匝數(shù)N有關(guān)。1.6自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè)繞在木質(zhì)材料上，哪一個(gè)自感系數(shù)大？哪一個(gè)自感系數(shù)是常數(shù)？哪一個(gè)自感系數(shù)是變數(shù)，隨什么原因變化？解：自感電勢(shì)：由于電流本身隨時(shí)間變化而在線圈內(nèi)感應(yīng)的電勢(shì)叫自感電勢(shì)。對(duì)空心線圈：所以自感：所以，L的大小與匝數(shù)平方、磁導(dǎo)率μ

3、、磁路截面積A、磁路平均長(zhǎng)度l有關(guān)。閉合鐵心μ>>μ0，所以閉合鐵心的自感系數(shù)遠(yuǎn)大于木質(zhì)材料。因?yàn)棣?是常數(shù)，所以木質(zhì)材料的自感系數(shù)是常數(shù)，鐵心材料的自感系數(shù)是隨磁通密度而變化。1.7在圖1.30中，若一次繞組外加正弦電壓u1、繞組電阻R1、電流i1時(shí)，問（1）繞組內(nèi)為什么會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)？（2）標(biāo)出磁通、一次繞組的自感電動(dòng)勢(shì)、二次繞組的互感電動(dòng)勢(shì)的正方向；（3）寫出一次側(cè)電壓平衡方程式；（4）當(dāng)電流i1增加或減小時(shí)，分別標(biāo)出兩側(cè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向。解：(1)∵u1為正弦電壓，∴電流i1也隨時(shí)間變化，由i1產(chǎn)生的磁通隨時(shí)間變化，由電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).(2

4、)磁通方向：右手螺旋定則，全電流定律方向：阻止線圈中磁鏈的變化，符合右手螺旋定則：四指指向電勢(shì)方向，拇指為磁通方向。(3)(4)i1增加，如右圖。i1減小1.8在圖1.30中，如果電流i1在鐵心中建立的磁通是，二次繞組的匝數(shù)是，試求二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的計(jì)算公式，并寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量關(guān)系的復(fù)數(shù)表示式。解：(1)(2)1.9有一單匝矩形線圈與一無限長(zhǎng)導(dǎo)體在同一平面上，如圖1.31所示，試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（1）導(dǎo)體中通以直流電流I，線圈以線速度從左向右移動(dòng)；（2）導(dǎo)體中通以電流，線圈不動(dòng)；（3）導(dǎo)體中通以電流，線圈以線速度從左向右移動(dòng)。解：關(guān)

5、鍵求磁通(1)∵∴∵同理a+vt處的B值∴(2)只有變壓器電勢(shì)N=1∴∴∴(3)運(yùn)動(dòng)電勢(shì)ev變?yōu)椋海ò眩?）中的I用代）變壓器電勢(shì)變?yōu)椋壕€圈中感應(yīng)電勢(shì)1.10在圖1.32所示的磁路中，兩個(gè)線圈都接在直流電源上，已知、、、，回答下列問題：（1）總磁動(dòng)勢(shì)F是多少？（2）若反向，總磁動(dòng)勢(shì)F又是多少？（3）電流方向仍如圖所示，若在、出切開形成一空氣隙，總磁動(dòng)勢(shì)F是多少？此時(shí)鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？（4）在鐵心截面積均勻和不計(jì)漏磁的情況下，比較（3）中鐵心和氣隙中B、H的大小。（5）比較（1）和（3）中兩種情況下鐵心中的B、H的大小。(1)有右手螺旋定則判斷可知，兩個(gè)磁勢(shì)

6、產(chǎn)生的磁通方向相反。(2)（3）總的磁勢(shì)不變?nèi)詾椤叽艍航佃F心空氣隙雖然但∵∴∴空氣隙的磁壓降大（4）∵忽略漏磁∴而截面積相等∴∵∴（5）∵第一種情況∵大∴同理1．9一個(gè)帶有氣隙的鐵心線圈（參考圖），若線圈電阻為R，接到電壓為U的直流電源上，如果改變氣隙的大小，問鐵心內(nèi)的磁通和線圈中的電流I將如何變化？若線圈電阻可忽略不計(jì)，但線圈接到電壓有效值為U的工頻交流電源上，如果改變氣隙大小，問鐵心內(nèi)磁通和線圈中電流是否變化？如氣隙增大磁阻增大，如磁勢(shì)不變，則減小∵∵在減小∴∴增大接在交流電源上，同上直流電源：∵∴不變但仍然減小。1．10一個(gè)有鐵心的線圈，電阻為。當(dāng)將其接入110V

7、的交流電源時(shí)，測(cè)得輸入功率為90W，電流為，試求此鐵心的鐵心損耗。電功率平衡可知（或能量守恒），輸入的功率一部分消耗在線圈電阻上，一部分為鐵耗∴1．11對(duì)于圖，如果鐵心用D23硅鋼片疊成，截面積，鐵心的平均長(zhǎng)度，空氣隙繞組的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通時(shí)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流。磁密查磁化曲線氣隙：磁動(dòng)勢(shì):==473.9(A)∵F=NI∴I=F／N=473.9／600=0.79(A)1．12設(shè)1．11題的勵(lì)磁繞組的電阻為，接于110V的直流電源上，問鐵心磁通是多少？先求出磁勢(shì)：∵是直流電源∴不變，∴∴然后根據(jù)誤差進(jìn)行迭代設(shè)則∴∴∴=55