文档介绍：第1章导论
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。
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,涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。与磁场交变频率f,磁通密度,材料,体积,厚度有关。
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。
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。
?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圈内感应的电势叫自感电势。
对空心线圈: 所以
自感:
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。
,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,由电磁感应定律知产生感应电动势.
(2) 磁通方向:右手螺旋定则,全电流定律方向: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)
(4) i1增加,如右图。i1减小
,如果电流i1在铁心中建立的磁通是,二次绕组的匝数是,试求二次绕组内感应电动势有效值的计算公式,并写出感应电动势与磁通量关系的复数表示式。
解:(1)
(2)
有一单匝矩形线圈与一无限长导体在同一平面上,,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,线圈以线速度从左向右移动;
(2)导体中通以电流,线圈不动;
(3)导体中通以电流,线圈以线速度从左向右移动。
解:关键求磁通
(1)∵∴
∵
同理a+vt处的B值
∴
(2) 只有变压器电势
N=1 ∴
∴
∴
(3) 运动电势ev变为:
(把(1)中的I用代)
变压器电势变为:
线圈中感应电势
,两个线圈都接在直流电源上,已知、、、,回答下列问题:
(1)总磁动势F是多少?
(2)若反向,总磁动势F又是多少?
(3)电流方向仍如图所示,若在、出切开形成一空气隙,总磁动势F是多少?此时铁心磁压降大还是空气隙磁压降大?
(4)在铁心截面积均匀和不计漏磁的情况下,比较(3)中铁心和气隙中B、H的大小。
(5)比较(1)和(3)中两种情况下铁心中的B、H的大小。
(1) 有右手螺旋定则判断可知,两个磁势产生的磁通方向相反。
(2)
(3) 总的磁势不变仍为
∵磁压降铁心空气隙
虽然但∵∴
∴空气隙的磁压降大
(4)∵忽略漏磁∴而截面积相等
∴∵∴
(5)∵第一种情况∵大∴
同理
一个带有气隙的铁心线圈(参考图),若线圈电阻为R,接到电压为U的直流电源上,如果改变气隙的大小,问铁心内的磁通和线圈中的电流I将如何变化?若线圈电阻可忽略不计,但线圈接到电压有效值为U的工频交流电源上,如果改变气隙大小,问铁心内磁通和线圈中电流是否变化?
如气隙增大磁阻增大,如磁势不变,则减小
∵
∵在减小∴∴增大
接在交流电源上,同上直流电源:∵∴不变
但仍然减小。
一个有铁心的线圈,电阻为。当将其接入110V的交流电源时,测得输入功率为90W,电流为,试求此铁心的铁心损耗。
电功率平衡可知(或能量守恒),输入的功率一部