电动机与发电机(讲义及答案)
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1-1、 变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同其大小与哪些因素有关答:变压器电动势产生原因:线圈与磁场相对静止,但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化;旋转电动势产生原因:磁通本身不随时间变化,而线圈与磁场之间有相对运动,从而使线圈中的磁链发生变化。
对于变压器电动势:dtd N dt de φψ-=-= e 的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关。
对于旋转电动势:Blv e =e 的大小与磁感应强度B ,导体长度l ,相对磁场运动速度v 有关。
1-2、 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的它的大小与哪些因素有关答:磁滞损耗产生原因:铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时,内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向,磁畴间相互摩擦而消耗能量,引起损耗。
其大小n P 与最大磁通密度m B 、交变频率f 和材料等因素有关,即a n fB P ∞。
同时,磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关,面积越大,磁滞损耗也就越大。
涡流损耗产生原因:铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律,铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流,即涡流。
涡流在铁芯中流通时,会产生损耗,就称为涡流损耗。
其大小w P 与铁芯中的磁通密度幅值m B ,磁通的交变频率f 、硅钢片厚度d 和硅钢片电阻率ρ等因素有关,即ρ222d B f P m w ∞。
1-3、 如何将dtd Ne Φ-=和Blv e =两个形式不同的公式统一起来 答: 匝数N 为1、有效长度为l ,线圈宽度为b 的线圈在恒定磁场中以速度v 运动时,由电磁感应定律可得:()Blv v lB dtdx lB d l B dt d dt d N e b x x =--=-=-=-=⎰+)(ξξφ 1-4、 电机和变压器的磁路通常采用什么材料制成这些材料各具有哪些主要特征 答:(1)通常采用高导磁性能的硅钢片来制造电机和变压器的铁芯,而磁路的其他部分常采用导磁性能较高的钢板和铸钢制造,来增加磁路的导磁性能,使其在所需的磁路密度下具有较小的励磁电流。
电机学知识点讲义汇总第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的,掌握这些基本定律,是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中,当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时,电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中,上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=-dtd N dt d Φ-=ψ 式中,感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动,由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的,线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dtdiL e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dtdi1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中,F=Ni ——磁动势,单位为A ;R m =Alμ——磁阻,单位为H -1; Λm =lA R m μ=1——磁导,单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds上式表明,穿入(或穿出)任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==mRHl F φ上式表明,在磁路中,沿任何闭合磁路,磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通;仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时,主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f (F 0)为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度,饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关,而与电机的励磁方式无关。
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, 【考点定位】电磁感应 线 , 2.如图所示是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成.该, 金属块能被磁铁所吸引,是因为可能含有以下材料中的 ,,○, ,,,订, A.银 B.铁 C.铝 D.锌, 【答案】 B,,【解析】磁铁具有磁性,物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性,故金属块中 ○ , 可能含有铁、钴、镍,故四个选项中符合题意的答案选 B 。
, , 3.下图是课本中的几个实验,演示磁场对通电导体有力作用的是, 装,, ,,○,, A.B.C.D.,【答案】 A,【解析】考点:电与磁。
内 , 分析: A 中提供有电源,导体通电后在磁场中运动,演示的正是磁场对通电导线的作用,,力。
发电机讲义(励磁方式部分)5.2 同步发电机的运行特性(空载特性、短路特性、外特性)5.3 同步发电机的并列方法(定速、升压、并网前准备、准同期并网)。
5.4 同步发电机的功角特性(有功调节、无功调节、静态稳定性、V形曲线、发电机的PQ运行曲线)5.5 同步发电机的故障分析(突然短路、不对称运行、失磁、失步、震荡)同步电机原理和结构同步电机原理简述结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。
一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型,其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽,槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。
这种同步电机的定子又称为电枢,定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。
◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极,磁极上绕有励磁绕组,通以直流电流时,将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场,称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。
◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间,气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。
◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕组分布于转子表面的槽内,这种同步电机的转子充当了电枢。
图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。
工作原理◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
◆ 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线,即可提供交流电源。
◆ 感应电势有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值为(15.1)◆ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ,即(15.2)◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。
发电机(习题)1.如图所示是小明探究在“什么情况下磁可以生电”的实验装置,其中能够使电流计指针发生偏转的是()A.ab 不动,磁体上下移动B.ab 不动,磁体左右移动C.磁体不动,ab 上下移动D.磁体与 ab 一起向右移2.关于产生感应电流的说法中,正确的是()A.闭合电路中的导体在磁场中运动时,导体中会产生感应电流B.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流C.闭合电路中的导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时,导体中产生感应电流D.感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁力线的运动方向无关3.要使感应电流的方向相反,可采用的措施有()A.把磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都反过来B.保持导体切割磁感线运动的方向不变,把磁场方向反过来C .将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都不改变D.增加切割磁感线的导线的长度4.关于直流电动机和发电机的几种说法中,不正确的是()A.电动机是把机械能转化为电能的装置B.电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理工作的C.发电机是把机械能转化为电能的装置 D.发电机是利用电磁感应原理工作的5.如图所示,在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动:(1)若使导线a b 竖直向下运动,则灵敏电流计指针。
(选填“偏转”或“不偏转”)(2)若使导线 ab 水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转;现让导线 ab 水平向左运动,则灵敏电流计指针向。
(3)若使导线a b 从图中所示位置斜向上运动,则灵敏电流计指针。
(选填“偏转”或“不偏转”)【参考答案】1. B2. B3. B4.A5.(1)不偏转(2)右(3)偏转。
2020年中考物理专题训练:电动机与发电机一.选择题1.如图所示,闭合开关,铜棒向右运动,为使开关闭合后铜棒向左运动,下列操作可行的是()A.换用更细的铜棒B.将电源的正、负极对调C.向左移动滑动变阻器的滑片D.将电源正、负极和磁体N、S同时对调2.如图为直流电动机的工作原理图,分析正确的是()A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向B.电动机通电后不转,一定是电路断路C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。
电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,弹射车受到强大的推力带动舰载机快速起飞。
下列四幅实验装置图中反映电磁弹射器工作原理的是()A.B.C.D.4.如图所示是探究产生感应电流条件的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)。
下列说法正确的是()A.比较图甲和图丙,说明感应电流方向与磁场方向无关B.比较图乙和图丙,说明感应电流方向与导体运动方向有关C.由图丁可得出结论:感应电流有无与导体是否运动无关D.若导体ab用超导材料制成则实验中不会产生感应电流5.关于如图甲、乙所示的实验,下列说法错误的是()A.甲实验可以研究通电导体周围存在磁场B.甲实验可以研究电磁感应现象C.乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况D.乙实验的过程中,电能转化为机械能6.KTV丰富了人们的业余文化生活,唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示,它的工作原理是:对着话筒说话时,话筒将声音转变为随声音变化的电流,然后经扬声器(喇叭)还原为声音。
麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是()A.B.C.D.7.如图所示,分别为动圈式话筒、扬声器、发电机的原理示意图,下列选项正确的是()A.动圈式话筒的原理与电动机原理相同B.电动机的原理与发电机原理相同C.扬声器的原理与电动机的原理相同D.扬声器的原理与动圈式话筒的原理相同8.如图所示的四个装置中,说法正确的是()A.图甲装置原理可用来制作发电机B.图乙装置可用来演示磁场对电流的作用C.图丙装置可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系D.图丁装置在工作过程中将机械能转化为电能二.填空题(共4小题)9.如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在磁场中受到的作用,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向运动(选填“”左”或“右”)若只将蹄形磁铁的N、S极对调,则导体棒ab将向运动(选填“左”或“右”)。
5.2 同步发电机的运行特性(空载特性、短路特性、外特性)5.3 同步发电机的并列方法(定速、升压、并网前准备、准同期并网)。
5.4 同步发电机的功角特性(有功调节、无功调节、静态稳定性、V形曲线、发电机的PQ运行曲线)5.5 同步发电机的故障分析(突然短路、不对称运行、失磁、失步、震荡)同步电机原理和结构同步电机原理简述结构模型◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。
一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。
◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型,其定子铁心的圆均匀分布着定子槽,槽嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。
这种同步电机的定子又称为电枢,定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。
◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极,磁极上绕有励磁绕组,通以直流电流时,将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场,称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。
◆气隙处于电枢圆和转子磁极之间,气隙层的厚度和形状对电机部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。
◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕组分布于转子表面的槽,这种同步电机的转子充当了电枢。
图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。
工作原理◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
◆ 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线,即可提供交流电源。
◆ 感应电势有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值为(15.1)◆ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ,即(15.2)◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。