电机学复习题及答案

答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。
答：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（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，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。磁路计算时用的是基本磁化曲线。
8．路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？
第一章磁路
一、填空：
1.磁通恒定的磁路称为，磁通随时间变化的磁路称为。
答：直流磁路，交流磁路。
2.电机和变压器常用的铁心材料为。
答：软磁材料。
3.铁磁材料的磁导率非铁磁材料的磁导率。
答：远大于。
4.在磁路中与电路中的电势源作用相同的物理量是。
答：磁动势。
5.★★当外加电压大小不变而铁心磁路中的气隙增大时，对直流磁路，则磁通，电感，电流；对交流磁路，则磁通，电感，电流。
4.磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？
答： ，其中：µ为材料的磁导率；l为材料的导磁长度；A为材料的导磁面积。磁阻的单位为 。
5.★说明磁路和电路的不同点。
答：1）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；
2）自然界中无对磁通绝缘的材料；
3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象；
4）含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。
7.磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。（）
答：错。
8.★铁心叠片越厚，其损耗越大。（）
答：对。
四、简答
1.电机和变压器的磁路常采用什么材料制成这种材料有那些主要特性？
答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
2.★磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？
解：(1)导体内通以电流I时离导体x远处的磁密为
B＝
所以，当线圈以速度ν从左向右移动时感应电势大小为
e＝－ ＝－ ＝－ （ ㏑ ）
＝－
＝
（2）当线圈不动时，电流是 = Sin t时，
ф=
= ㏑ Sin t
所以 ＝－ ＝－ ㏑ Cos t
（3）电流 = Sin t，线圈以速度ν从左向右移动时
解：副线圈中感应电势的瞬时值
＝
＝ Cos t
感应电势 的有效值计算公式为：
=
4.★★有一单匝矩形线圈与一无限长导体同在一平面内，如下图所示。试分别求出下列条件下线圈内的感应电势：
（1）导体内通以直流电流I，线圈以速度ν从左向右移动：
（2）电流 = Sin t，线圈不动：
（3）电流 = Sin t，线圈以速度ν从左向右移动。
2.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。（）
答：错。
3.在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。（）
答：对。
4.★若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。（）
答：对。
5.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。（）
答：对。
6.★恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。（）
答：对。
答：磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆，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 的α次方成正比。
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，再由于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的平方和 的平方成正比。
3.什么是软磁材料？什么是硬磁材料？
五、计算
1.★下图是两根无限长的平行轴电线，P点与两线在同一平面内，当导体中通以直流电流I时，求P点的磁场强度和磁通密度的大小和r1方向。
解：对于线性介质，迭加原理适用，A在P处产生磁场强度
＝
B在P出产生的磁场强度 ＝
由于 与 方向相同，如图所示
则 ＝ +
感应强度 ＝ ＝ ( + )
2.★上图中，当两电线分别通以直流电流（同向）I和异向电流I时，求每根导线单位长度上所受之电磁力，并画出受力方向。
解：由于两根导体内通以同样大小的电流I，现在考虑其大小时，它们受力是相同的。一根导体在另一根导体处产生磁感应强度B＝ （ ）
所以每根导体单位长度受力f=BI= （ ）
力的方向是通同向电流时相吸，通异向电流相斥。
3.在下图中，如果电流 在铁心中建立的磁通是Ф＝ Sin t，副线圈匝数是 ，试求副线圈内感应电势有效值的计算公式。
答：A
3.★在电机和变压器铁心材料周围的气隙中磁场。
A：存在B：不存在C：不好确定
答：A
4.磁路计算时如果存在多个磁动势，则对磁路可应用叠加原理。
A：线形B：非线性C：所有的
答：A
5.★铁心叠片越厚，其损耗。
A：越大B：越小C：不变
答：A
三、判断
1.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。（）
答：对。
6．★说明直流磁路和交流磁路的不同点。
答：1）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；
2）直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；
3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。
7．基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？
答：减小，减小，不变；不变，减小，增大。
二、选择填空
1.★★恒压直流铁心磁路中，如果增大空气气隙。则磁通；电感；电流；如果是恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时，磁通；电感；电流。
A：增加B：减小C：基本不变
答：B，B，C，C，B，A
2.★若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻。
A：增加B：减小C：基本不变
答：有：安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。
9．★在下图中，当给线圈外加正弦电压u1时，线圈内为什么会感应出电势？当电流i1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
答：在W1中外加u1时在 W1中产生交变电流i1，i1在W1中产生交变磁通ф，ф通过W2在W2中和W1中均产生感应电势е2和e1，当i1增加时e1从b到a，е2从d到c，当i1减少时e1从a到b，е2从c到d。