电机学华东交大课后答案1,2章

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 稀土钴 钕铁硼 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。 与 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  4.44fN m。 运动电势线圈与磁场间的相对运动而产生的eT与磁密 B，运动速度 v，导体长度 l， 匝数 N 有关。 1.6 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 d L 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。e  dt L 对空心线圈 L 自感L  Li 所以 e L di Ldt A l   L i  NL i N i Ni  m  N2 m  m  所以，L 的大小与匝数平方、磁导率、磁路截面积 A、磁路平均长度 l 有关。 闭合铁心 0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为 0 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u1、绕组电阻 R1、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 ∵u1为正弦电压，∴电流i1也随时间变化，由i1产生的磁通随时间变化，由电磁感  产生感应电动势.应定律知eN d dt 2 磁通方向右手螺旋定则，全电流定律 1 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。 e 3 u 1  R1i 1  N1 d dt 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   m sint，二次绕组的匝数是 N 2，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。   N 2  m  2 N 2  m 22 2E  E 90 0.707 N 90  222m 解1 E 2  2 fN 2  m  2 1.9 有一单匝矩形线圈与一无限长导体在同一平面上， 如图 1.31 所示， 试分别求出下列条件 下线圈内的感应电动势 （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  I m sint，线圈不动； （3）导体中通以电流i  I m sint，线圈以线速度v从左向右移动。 解关键求磁通 1∵  BA cvt B dx ba avtx ∴ev bBa  c  vt  Ba  vtv I Bacvt  0 Hacvt  0 2acvt ∵ I   Hl H a  c  vt  2 a  c  vt v t  0 H a 同理 avt 处的 B 值 B a ∴ e   v t  I 0 2a  vt  0 IbvbI vc1 1   0 2a  vta  c  vt2a  vt a  c  vt dt 2 只有变压器电势 eT  N d    BAb ac a B xdx H x l N I N1∴ H x 2ac i B x   0 H ∴ B x  a  c a  0 i  0 1 Isint m 2a x2a x 1 dx   0 I m b sint ln a  x a  c   0 b Isint ln a  c a a  x22 m a I b   0m sint 2  ∴eT ac cost 0   2 ln a b 3 运动电势 ev变为 vc s i nt 0m e v  2a  vta c  vt bI （把（1）中的 I 用Imsint代） 变压器电势变为   b a  c  vt a  vt B x dt   0 I m b a  c  vt sin t ln 2a  vt acvt cost 0eT  dt   2 ln avt 线圈中感应电势e ev e T 1.10 在图 1.32 所示的磁路中，两个线圈都接在直流电源上，已知I 1 、I 2 、N 1 、N 2 ，回答 下列问题 （1）总磁动势 F 是多少 （2）若I 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，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（3）中两种情况下铁心中的B、H 的大小。 1 d b F  N 1I1 N 2 I 2 有右手螺旋定则判断可知，两个磁势产生的磁通方向相反。 F  N 1I1  N 2 I 2  N 1 I 1  N 2 I 2 A l 2 （3） 总的磁势不变仍为F ∵磁压降 km 铁心R m  虽然 空气隙R m0    0A 1 但∵  0 ∴Rm R m0 ∴空气隙的磁压降大 （4）∵忽略漏磁∴ ∴B    Fe 而截面积相等  BFe ∵  0  ∴ H   H Fe  B 3 （5）∵第一种情况∵ 1 大∴B 1 同理H 1  H 3 1．9一个带有气隙的铁心线圈（参考图1.14） ，若线圈电阻为R，接到电压为U 的直流电 源上，如果改变气隙的大小，问铁心内的磁通和线圈中的电流 I 将如何变化若线圈电 阻可忽略不计，但线圈接到电压有效值为 U 的工频交流电源上，如果改变气隙大小，问铁 心内磁通和线圈中电流是否变化 如气隙  增