《电机学》(第二版)绪论及第1篇课后习题答案

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绪 论

Δ0-1 电机和变压器的磁路常用什么材料制成,这类材料应具有哪些主要特性?

0-2 在图0-3中,当给线圈N 1外加正弦电压u 1时,线圈N 1 和 N 2 中各感应什么性质的电动势?电动势的大小与哪些因素有关?

0-3 感应电动势=

e dt

d ψ-中的负号表示什么意思?

Δ0-4 试比较磁路和电路的相似点和不同点。

0-5 电机运行时,热量主要来源于哪些部分?为什么用温升而不直接用温度表示电机的发热程度?电机的温升与哪些因素有关?

0-6 电机的额定值和电机的定额指的是什么?

0-7 在图0-2中,已知磁力线l 的直径为10cm ,电流I 1 = 10A ,I 2 = 5A ,

I 3 = 3A ,试求该磁力线上的平均磁场强度是多少?

∨0-8 在图0-9所示的磁路中,线圈N 1、N 2中通入直流电流I 1、I 2,试问: (1) 电流方向如图所示时,该磁路上的

总磁

动势为多少?

(2) N 2中电流I 2反向,总磁动势又为 多少?

(3) 若在图中a 、b 处切开,形成一空气隙δ,总磁动势又为多少? (4) 比较1、3两种情况下铁心中的B 、H 的 相对大小,及3中铁心和气隙中H 的相对大小?

图0-9 习题0-8附图

解:1)22111N I N I F -= 2)22112N I N I F +=

3)221113N I N I F F -==不变

4)由于31F F =,而31m m R R <<,所以31φφ>>,31B B >>,

31H H >>。

在3)中,δB B Fe =,由于0μμ>>Fe ,所以

0μμδδB H B H Fe Fe Fe =<<=

∨0-9 两根输电线在空间相距2m ,当两输电线通入的电流均为100A 时,求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少?并画出两线中电流同向及反向时两种情况下的受力方向。

解:由H B I R H 0,2.μπ==,得每根输电线单位长度上所受的电磁力为

m N lI R

I

BlI f .10

2

21

10010

423

2

7

0--=⨯⨯⨯⨯=

=

=πππμ

当电流同向时,电磁力为吸力;当电流反向时,电磁力为斥力。如下图所示:

∨0-10 一个有铁心的线圈,线圈电阻为2Ω。将其接入110V 交流电源,测得输入功率为22W ,电流为1A ,试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。

解:w p p p cu Fe 2021222

=⨯-=-∑=

2.01

11022cos =⨯=

=S P ϕ

第一篇 变 压 器

第 1 章

1-1 变压器是根据什么原理进行电压变换的?变压器的主要用途有哪些?

Δ1-2 变压器有哪些主要部件?各部件的作用是什么? 1-3 铁心在变压器中起什么作用?如何减少铁心中的损耗? Δ1-4 变压器有哪些主要额定值?原、副方额定电压的含义是什么? ∨1-5 一台单相变压器,S N =5000kVA ,U 1N /U 2N =10/6.3kV ,试求原、副方的额定电流。

解:A U S I N

N

N 50010

1010500033

11=⨯⨯==

A U

S I N

N N 65.793103.610

500033

22=⨯⨯==

∨1-6 一台三相变压器,S N =5000kVA ,U 1N /U 2N =35/10.5kV ,Y ,d 接法,求原、副方的额定电流。 解:A U S I N N N 48.821035310

500033

311=⨯⨯⨯=

=

A U S I N

N N 9.27410

5.10310

500033

3

22=⨯⨯⨯=

=

第 2 章

Δ2-1在研究变压器时,原、副方各电磁量的正方向时如何规定的?

2-2在变压器中主磁通和原、副绕组漏磁通的作用有什么不同?它们各是由什么磁动势产生的?在等效电路中如何反映它们的作用?

Δ2-3为了在变压器原、副绕组方得到正弦波感应电动势,当铁心不饱和时激磁电流呈何种波形?当铁心饱和时情形又怎样?

Δ2-4变压器的外加电压不变,若减少原绕组的匝数,则变压器铁心的饱和程、、空载电流、铁心损耗和原、副方的电动势有何变化?

Δ2-5一台额定电压为220/110V 的变压器,若误将低压侧接到220V 的交流电源上,将会产生什么样的后果?

Δ2-6变压器折算的原则是什么?如何将副方各量折算到原方? 2-7变压器的电压变化率是如何定义的?它与哪些因素有关?

Δ2-8为什么可以把变压器的空载损耗看作变压器的铁耗,短路损耗看作额定负载时的铜耗?

Δ2-9 变压器在高压側和低压側分别进行空载试验,若各施加对应的额定电压,所得到铁耗是否相同?

∨2-10一台单相变压器,S N =5000kVA,U 1N /U 2N =35/6.0kV ,f N =50H Z ,铁心有效面积A =1120cm 2,铁心中的最大磁密B m =1.45T ,试求高、低压绕组的匝数和变比。

解: 高压绕组的匝数

152410

112045.12

5044.410

3544.444.44

3

111=⨯⨯⨯

⨯⨯=

=

≈-π

φA

fB U f U N av N m

N