重庆大学电机学答案

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电机学习题课

第1章 磁路

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Rm = m

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ll µA A

Electric Machinery

1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？ 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？

Rm

L = µ A

其中：µ为材料的磁导率；L为材料的导磁长度；A 为磁路的导磁面积。磁阻的单位为 A/Wb 或 1/H。

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1-2 磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势 磁路的基本定律有哪几条？ 同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？ 同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？磁路的基本定律有 磁路的欧姆定律、 磁路的基本定律有：磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫第一定律 和基尔霍夫第二定律 。 当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，分为两种情况考虑： 当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，分为两种情况考虑：当 铁心不饱和时，可以采用叠加原理; 当铁心饱和时， 铁心不饱和时，可以采用叠加原理; 当铁心饱和时，因为磁路是 非线性的，存在饱和现象,磁化曲线不再是一条直线， 非线性的，存在饱和现象,磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变 化的， 呈非线性关系，故不能采用叠加原理。 化的，H和B呈非线性关系，故不能采用叠加原理。

O

H

O

i

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1-3基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计 基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？ 算时用的是哪一种磁化曲线？ 算时用的是哪一种磁化曲线？起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化， 起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化， 所得的B=f B=f( 曲线； 所得的B=f(H)曲线； 基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化， 基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化， 可得一系列大小不同的磁滞回线， 可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的 曲线。二者区别不大。 曲线。二者区别不大。 磁路计算时用的是基本磁化曲线。 磁路计算时用的是基本磁化曲线。

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1-4 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？ 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？ 它们各与哪些因素有关？ 它们各与哪些因素有关？磁滞损耗 是由于B交变时，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。它 与交变频率f成正比，与磁密幅值Bm的α次方成正比。

ph = Ch fBmV涡流损耗 是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势， 再由这个感应电势引起电流(涡流)而产生的电损耗。它与交变

频率f的 的平方和Bm的平方成正比。2 p e = C e 2 f 2 BmV

α

铁心损耗 磁滞损耗和涡流损耗加在一起称为铁心损耗(简称铁耗)。其 大小与铁心材料的性质有关，并与交变频率f的1.3次方、磁路最大磁密 Bm的平方以及铁心重量G成正比。2 pFe ≈ CFe f 1.3 Bm G

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1-8 如图所示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流1.5A,线 如图所示铁心线圈，线圈A 100匝 通入电流1.5A 1.5A, 50匝 通入电流1.0A 铁心截面积均匀， PQ两点间 1.0A, 圈B为50匝，通入电流1.0A,铁心截面积均匀，求PQ两点间 的磁位降。 的磁位降。解一：材料的磁阻与长度成正比， 解一：材料的磁阻与长度成正比，设 PQ 段的磁阻为 R PQ = R m ,则左边支路 PCDQ20 × 2 + 15 11 l PDCQ × × Rm = Rm = Rm 15 3 的磁阻为 l PQC

20cmQ

i115cm m

i2

F 1 = N 1i 1 = 100 × 1.5 A = 150 A F 2 = N 2i 2 = 50 × 1.0 A = 50 A因为磁动势 F1 大于 F2,故磁通的方向和 同向，根据磁路的欧姆定律有 F1 同向，根据磁路的欧姆定律有 F1 F2 F1 F2 150 50 300 Φ= = = = wb 11 14 R m + R PDC Q 14 R m Rm + Rm Rm 3 3 300 = Φ R m + F2 = × R m + 50 = 71.43 A F PQ 14 R m

AD

BP

φ

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解二：本题未涉及磁通和磁密的计算问题，可采用叠加原理 解二：本题未涉及磁通和磁密的计算问题， 进行求解。 进行求解。当i1单独作用时 i1单独作用时

F1 = N 1 i1 = 100 × 1 . 5 = 150 A ) (

由F1 = H1l 和 FPQ1 = H1lPQφFPQ1 = ( l PQ F1 × l PQ + lQC + lCD + l DP)

150 × 0.15 = = 32.14 A) ( (0.15 + 0.2) 2 ×

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当 i2单独作用时F2 = N 2 i 2 = 50 × 1 = 50 ) (A由F2 = H 2l 和 FPQ 2 = H 2 lPQφ

FPQ 2 = (lPQ =

F2 × lPD + lDC + lCQ) ( + lQC + lCD + lDP)

50 × 0.55 = 39.29 A) ( 0.7

当两个电流同时作用时，

FPQ = FPQ 1 + FPQ 2 = 32.14 + 39.29 = 71.43 A) (8

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电机学习题课 补充1 补充1

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说明直流磁路和交流磁路的不同点。 说明直流磁路和交流磁路的不同点。

直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时 间交变，进而会在激磁线圈内产生感应电动势； 直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心 损耗。

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补2 在下图中，当给线圈外加正弦电压u1时，线圈内为什么会 在下图中，当给线圈外加正弦电压u 感应出电势？当电流i 增加和减小时， 感应出电势？当电流i1增加和减小时，分别算出感应电势的实 际方向。 际方向。

答：在W 中外加u 答：在W1中外加u1时在 W1 中产生交变电流i 中产生交变电流i1, i1 在W1中产生交变磁通ф, 中产生交变磁通ф ф通过W2在W2中和W1中均 通过W 中和W 产生感应电势e 产生感应电势e2和e1

, 增加时e 当i1增加时e1从b到a, e2从d 到c,当i1减少时 ，当i e1从a到b, e2从c 到d。10

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右图为一矩形铁心构成的磁路， 补3 右图为一矩形铁心构成的磁路，两线圈分别接在直流电 源上，并已知I 请回答下列问题： 源上，并已知 1、I2、N1、N2,请回答下列问题：① 总磁动势是多少？回路上的磁压降是多少？ ② 若I2反向，总磁动势是多少？ ③ 若在a、b处切开形成一空气隙，总磁动势是多少？ 此时回路l上的磁压降主要在铁心中还是气隙中？ ④ 比较①、③两种情况下铁心中B和H的大小。 ⑤ 比较第③种情况下铁心和气隙中B和H的大小。

答：①总磁动势为F = N 1I 1 N 2 I 2 ②I2反向后总磁动势为 F = N 1I 1 + N 2 I 2 总磁动势同第①种情况。由于气隙中的磁阻较大， ③总磁动势同第①种情况。由于气隙中 …… 此处隐藏：3330字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……