《电机学》课后习题答案
83页1、电机学课后习题答案华中科技大学辜承林主编第1章导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成?这些材料各有哪些主要特性?解:磁路:硅钢片。 特点:导磁率高。电路:紫铜线。特点:导电性能好,电阻损耗小.电机:热轧硅钢片,永磁材料 铁氧体稀土钻铉铁硼变压器:冷轧硅钢片。1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的?它们的大小与哪些因素有关?解:磁滞损耗:铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化,磁畴会不停转动,相互间产生摩擦, 消耗能量,产生功率损耗。与磁场交变频率 f,磁通密度 B,材料,体积,厚度有关。涡流损耗:由电磁感应定律,硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流,涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。上磁场交变频率f,磁通密度,材料,体积,厚度有关。1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同?其大小与哪些因素有关?解:变压器电势:磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势E=4.44fNdm。运动电势:线圈与磁场间的相对运动而产生的田与磁密B,运动速度v,导体长度1,匝数N有关。d,L1.6 自感系数的大小与哪些因素有关?有两个匝数相等的线圈,一个绕
2、在闭合铁心上,一个 绕在木质材料上,哪一个自感系数大?哪一个自感系数是常数?哪一个自感系数是变 数,随什么原因变化?解:自感电势:由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。对空心线圈:5l = Li所以 $l自感:L =乎=*=牛Ni所以,L的大小与匝数平方、磁导率2A=N= 丁mm m 1P磁路截面积 A、磁路平均长度1有关。闭合铁心 ,所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为因是常数,所以木质材料的自感系数是常数,铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。1.7 在图1.30中,若一次绕组外加正弦电压u绕组电阻R小电流i1时,问(1)绕组内为什么会感应出电动势?(2)标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向;(3)写出一次侧电压平衡方程式;(4)当电流i1增加或减小时,分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。解:(1)为正弦电压,电流i也随时间变化,由i1产生的磁通随时间变化,由电磁感应定律知e= -Nd产生感应电动势.(2)磁通方向:右手螺旋定则,全电流定律自方向:阻止线圈中磁链的变化,符合右手螺旋定则:四指指向电势方向,拇指为磁通方向。 Ui =
3、r/i . % 筌(4) i1增加,如右图。i1减小1.8在图1.30中,如果电流i1在铁心中建立的磁通是 6=9msincot,二次绕组的匝数是 N2,试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式,并写出感应电动势与磁通量关系 的复数表示式。解:E2 = fN2%1.9(2)E2 = E2!90 = -0.707 , N2:1 m|90有一单匝矩形线圈与一无限长导体在同一平面上, 下线圈内的感应电动势:如图1.31所示,试分别求出下列条件解:(1)导体中通以直流电流I,线圈以线速度 v从左向右移动;(2)导体中通以电流i = 1msincot,(3)导体中通以电流i = Imsincot, 关键求磁通中=BA线圈不动;线圈以线速度v从左向右移动。(1) . 9 = b.a:c;vt Bxdxev=-b I.B(a c vt) - B(a vt) lvB(a c vt) = %H (a c vt)=02二(a c vt)I : t? Hl u H (a c vt ) ?二(a .同理a+vt处的B值vt )Ba+v t= 口0 H ( .;a )-2-(a vt )JIbvbIvca vt
4、 a c vt2 二(a vt )(a c vt)(2)只有变压器电势eT = - N *a c:=BA= b aBxdxxN I N=1Hx 2二(a c)=Bx一0HBx2Vlmsin th0 I mbsinac-t1-a xadx-0 I m bsin, t ln( a x)LbI m sin t ln, , eTlnOs t(3)运动电势ev变为:0卬mev2 - (a vt )a( c vt(1)中的I用Im sin0t代)变压器电势变为:a,c -vt中=bavtBydtx0 I m b2 二sin . t Ina -c -vt_a -vtJ0b- dtln*cost线圈中感应电势e = ev ,41.10在图1.32所示的磁路中,两个线圈都接在直流电源上,已知 11、I2、N1、N2,回答 下列问题:(1)总磁动势F是多少?(2)若|2反向,总磁动势F又是多少?(3)电流方向仍如图所示,若在 a、b出切开形成一空气隙5,总磁动势F是多少? 此时铁心磁压降大还是空气隙磁压降大?(4)在铁心截面积均匀和不计漏磁的情况下,比较(3)中铁心和气隙中B、H的大小。(5)比较(1)和
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