电机学第四版课后答案

第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。

变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。

思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。

答向上，图略。

1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。

答垂直导线向右，图略。

1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。

答从向方向，图略。

1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。

图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。

2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。

具体计算是难点但不是重点。

3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。

4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。

5. 思考题是重点。

思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。

(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。

因为转矩折算应根据功率守恒原则。

折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。

电机学第四版华中科技大学出版社课后答案第一章1.1 电机和变压器的磁路主要采用硅钢片制成。

硅钢片具有良好的导磁性能，其磁导率极高（可达到真空磁导率的数百乃至数千倍），能减小电机和变压器的体积。

同时由于硅钢片加入了半导体硅，增加了材料的电阻率，从而能有效降低材料在交变磁场作用下产生的磁滞损耗和涡流损耗。

1.2 铁磁材料在交变磁场的作用下，磁畴之间相互摩擦产生的能量损耗称为磁滞损耗。

当交变磁通穿过铁磁材料时，将在其中感应电动势和产生涡流,涡流产生的焦耳损耗称为涡流损耗。

磁滞损耗和涡流损耗合在一起称为铁耗。

在铁磁材料重量一定的情况下,铁耗P Fe的大小与磁场交变的频率f和最大磁通密度B m之间的关系为P Fe C ∝fβB2m 式中, β为频率指数，与材料性质有关,其值在1.2~1.6之间。

因此，铁耗与最大磁通密度的平方、磁通交变频率f的β次方成正比。

1.3 变压器电动势是线圈与磁场相对静止，单由磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势，与变压器工作时的情况一样，并由此而得名。

运动电动势是磁场恒定时，单由线圈(或导体)与磁场之间的相对运动所产生。

变压器电动势的大小与线圈匝数及与线圈交链的做通随时间的变化率成正比;运动电动势的大小与导体长度、导体与磁场间相对运动的速度以及磁通密度成正比。

1.4 当铁磁材料中的磁通密度B达到定的程度后.B的增加随着外加场H的增加而逐渐变慢，磁导率减小，这种现象称为磁饱和现象。

1.5 磁通、磁动势、磁阻分别和电路中的电流、电动势和电阻对应,磁路的基本定律分别和电路中的基本定律对应。

磁路的基本定律有磁路欧姆定律中Φ=F/R m=Λm F,磁路基尔霍夫第一定律中ΣΦ=0,磁路基尔霍夫第二定律ΣF= ΣHl= ΣΦR m。

当铁芯磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算一般不能用叠加原理。

因为铁芯磁路存在饱和现象。

饱和时，磁阻不是一个常数,因此不能用叠加原理。

若铁芯中的磁通密度很小，没有饱和，则可以用叠加原理。

第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。

变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。

思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。

答向上，图略。

1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。

答垂直导线向右，图略。

1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。

答从向方向，图略。

1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。

图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。

2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。

具体计算是难点但不是重点。

3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。

4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。

5. 思考题是重点。

思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。

(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。

因为转矩折算应根据功率守恒原则。

折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。

第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。

变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。

思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。

答向上，图略。

1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。

答垂直导线向右，图略。

1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。

答从向方向，图略。

1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。

图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。

2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。

具体计算是难点但不是重点。

3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。

4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。

5. 思考题是重点。

思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。

(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。

因为转矩折算应根据功率守恒原则。

折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。

第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。

变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。

思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。

答向上，图略。

1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。

答垂直导线向右，图略。

1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。

答从向方向，图略。

1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。

图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。

2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。

具体计算是难点但不是重点。

3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。

4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。

5. 思考题是重点。

思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。

(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。

因为转矩折算应根据功率守恒原则。

折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。

电机学第四版华中科技大学出版社课后答案第一章1.1 电机和变压器的磁路主要采用硅钢片制成。

硅钢片具有良好的导磁性能，其磁导率极高（可达到真空磁导率的数百乃至数千倍），能减小电机和变压器的体积。

同时由于硅钢片加入了半导体硅，增加了材料的电阻率，从而能有效降低材料在交变磁场作用下产生的磁滞损耗和涡流损耗。

1.2 铁磁材料在交变磁场的作用下，磁畴之间相互摩擦产生的能量损耗称为磁滞损耗。

当交变磁通穿过铁磁材料时，将在其中感应电动势和产生涡流,涡流产生的焦耳损耗称为涡流损耗。

磁滞损耗和涡流损耗合在一起称为铁耗。

在铁磁材料重量一定的情况下,铁耗P Fe的大小与磁场交变的频率f和最大磁通密度B m之间的关系为P Fe C ∝fβB2m式中, β为频率指数，与材料性质有关,其值在1.2~1.6之间。

因此，铁耗与最大磁通密度的平方、磁通交变频率f的β次方成正比。

1.3 变压器电动势是线圈与磁场相对静止，单由磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势，与变压器工作时的情况一样，并由此而得名。

运动电动势是磁场恒定时，单由线圈(或导体)与磁场之间的相对运动所产生。

变压器电动势的大小与线圈匝数及与线圈交链的做通随时间的变化率成正比;运动电动势的大小与导体长度、导体与磁场间相对运动的速度以及磁通密度成正比。

1.4 当铁磁材料中的磁通密度B达到定的程度后.B的增加随着外加场H的增加而逐渐变慢，磁导率减小，这种现象称为磁饱和现象。

1.5 磁通、磁动势、磁阻分别和电路中的电流、电动势和电阻对应,磁路的基本定律分别和电路中的基本定律对应。

磁路的基本定律有磁路欧姆定律中Φ=F/R m=Λm F,磁路基尔霍夫第一定律中ΣΦ=0,磁路基尔霍夫第二定律ΣF= ΣHl= ΣΦR m。

当铁芯磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算一般不能用叠加原理。

因为铁芯磁路存在饱和现象。

饱和时，磁阻不是一个常数,因此不能用叠加原理。

若铁芯中的磁通密度很小，没有饱和，则可以用叠加原理。

四、计算题〔A〕〔1〕一台并励直流发电机，额定功率P N=10KW，额定电压U N=230V，额定转速n N=1450r/min,电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.532Ω；励磁绕组电阻R f=215Ω;额定负载时的电枢铁损耗P Fe=442W；机械损耗P m=104W,杂散损耗略去不计。

试求：①额定负载时的电枢绕组电动势E aN; 〔4分〕②额定负载时的电磁转矩；〔4分〕③额定负载时的效率。

〔4分〕〔2〕并励直流电动机，额定功率P N=7.5KW，额定电压U N=220V，额定电流I N=41.2A，额定转速n N=1500r/min,额定励磁电流I fN=1.2A，电枢绕组回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕Ra=0.55Ω,略去电枢反响影响，且C TΦ=9.55C eΦ。

试求：①额定情况下，励磁回路的电阻；〔2分〕②额定负载时的电磁转矩；〔4分〕③如果电网压降低到200V，求此时电机的转速为多少？〔该电动机在200V电压下运行时，励磁电流I f=1.09A，对应的C eΦ=0.127Wb,并设负载转矩保持不变。

〕〔4分〕四、计算题〔B〕〔1〕一台并励直流发电机，励磁回路电阻R f=44Ω，负载电阻R L=4Ω，电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.25Ω，端电压U=220伏。

试求：①励磁电流I f和负载电流I；〔4分〕②电枢电流I a和电枢电动势E a；〔4分〕③电磁功率P e和输出功率P2；〔4分〕〔2〕一台并励直流电动机，P N=17KW，U N=220V，n N=3000r/min，I N=88.9A电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.114Ω,励磁回路电阻R f=181.5Ω,略去电枢反响影响。

试求：①额定负载时的电磁转矩〔C TΦ=9.55C eΦ〕；〔4分〕②额定负载时的效率；〔2分〕③当电枢回路串入电阻r a=0.15Ω时，在额定输出转矩时的转速。

〔4分〕B卷：程小华电机学下试题直流电机之第4和5两章22分判断题5个：5分〔Yes / No〕1. 空载特性是指n＝n N＝常值，I＝0时，电枢的空载端电压与励磁电流之间的关系。

电机学第四版课后答案电机学第四版课后习题答案第⼀章磁路电机学1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的⼏何形状（长度、⾯积）和材料的导磁性能有关，计算公式为AlR m µ=，单位：Wb A1-2 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？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。

经验公式V fB C p nm h h =。

与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁⼼的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产⽣交变的电场，在铁⼼中形成环流（涡流），通过电阻产⽣的损耗。

经验公式G B f C p m Fe h 23.1≈。

与材料的铁⼼损耗系数、频率、磁通及铁⼼重量有关。

1-3 图⽰铁⼼线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁⼼厚度为0.025m （铁⼼由0.35mm 的DR320硅钢⽚叠成），叠⽚系数（即截⾯中铁的⾯积与总⾯积之⽐）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间⼼柱的磁通为4105.7-?Wb ，不计铁⼼的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁⼼磁位降时，产⽣同样的磁通量时所需的励磁电流。

解：磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁⼼、⽓隙截⾯2422109.293.01025.1025.0m m A A --?===δ(考虑边缘效应时，通长在⽓隙截⾯边长上加⼀个⽓隙的长度；⽓隙截⾯可以不乘系数) ⽓隙长度m l 41052-?==δδ铁⼼长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-?=?--+-= 铁⼼、⽓隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.7244==Φ==--δ (1) 不计铁⼼中的磁位降：⽓隙磁场强度m A m A B H 67100.110429.1?=?==-πµδδ磁势A A l H F F I 500105100.146==?==-δδδ电流A NF I I5.0==(2) 考虑铁⼼中的磁位降：铁⼼中T B 29.1= 查表可知：m A H 700=铁⼼磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002=??=?=- A A A F F F Fe I 15.58715.87500=+=+=δ A NF I I59.0≈=1-4 图⽰铁⼼线圈，线圈A 为100匝，通⼊电流1.5A ，线圈B 为50匝，通⼊电流1A ，铁⼼截⾯积均匀，求PQ 两点间的磁位降。