《电机学》课后答案

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1、《电机学》课后答案第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

2、通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。85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？解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线

3、圈内感应的电势叫自感电势。e对空心线圈：?L自感：LL??d?Ldt?Li所以e??LdiLdt?Al??Li?N?Li?NiNi?m?N2?m?m?所以，L的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。闭合铁心μ??μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0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。1.785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

4、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，由电磁感应定律?产生感应电动势.知e??Nddt(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。(3)?u1?R1i1?N1ddte(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???msin?t，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

5、应电动势与磁通量关系的复数表示式。??N2?m?2?N2?m2?2(2)E?E90???0.707?N?90?222m解：(1)E2?2?fN2?m?21.985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?Imsin?t，线圈不动；（3）导体中通以电流i?Imsin?t，线圈以线速度v从左向右移动。解：关键求磁通?(1)∵??BA?c?vtBdx?b?aa?vtx∴ev??b?B(a?c?vt)?B(a?vt)?v

6、IB(a?c?vt)??0H(a?c?vt)??02?(a?c?vt)∵I??Hl?H(a?c?vt)?2?(a?c?vt)vt??0H(?a同理a+vt处的B值Ba?∴e??v)t?I02?(a?vt)?0Ibv?bIvc1(1?)?02?a?vta?c?vt2?(a?vt)(a?c?vt)dt(2)只有变压器电势eT??Nd???BA?b?a?caBxdx?Hxl?NIN=1∴Hx?2?(a?c)?iBx??0H?0i?01Bx?2??Isin?tma?x2?a?x∴?Ib??0msin?t2?a?ca?1dx??0Imbsin?tln(a?x)

7、a?c??0bIsin?tlna?caa?x2?2?ma∴eTa?ccos?t0??2ln?a?b?(3)运动电势ev变为：85vcsin?t0mev?2?(a?vt)a(?c?vta?c?vta?vt?bI（把（1）中的I用Imsin?t代）)变压器电势变为：??b?Bxdt??0Imb?c?vtsin?tlnaa2??vta?c?vtcos?t0eT??dt??2ln?a?vt线圈中感应电势e?ev?eT1.10在图1.32所示的磁路中，两个线圈都接在直流电源上，已知I1、I2、N1、N2，回答下列问题：d??b?（1）总磁动势F是多少？（2）若

8、I2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