电动机与发电机(讲义及答案)
水电站发电机电讲义
当转子由原动机拖动以同步转速n等速旋转时，定子三相绕 组定子三相绕组依次切割主磁场的通道，从而感生三相交 流电势 Ｅa、Ｅb 、Ｅc 、它们之间的相位差 与三相绕组在空间上也是互隔
120°, 相序为A B C， 如果当转子只有一对磁极时转子 旋转一周，定子绕组中的感应 电势正好交变一次，所以电势 每秒交变次数等于转子每秒的旋 转次数；当转子有Ｐ对磁极时转 子旋转一周，定子绕组中感应电势交变 Ｐ次，所以电势每秒的交变次数等于转子每秒旋转次数的 Ｐ倍，设转子的转速n (r/min) 则感应电势每秒交变 pn / 60 次，即电势的频率为f=pn/60(HZ),
调换电刷时应该注意：正确使用规定型号的电刷；在调换过程 中必须防止接地严禁同时用两手碰触励磁回路和接地部分或不 同极带电部分；调换后的电刷要保证在刷屋内活动自如无卡涩， 压紧弹簧应装好且压力正常。 ●同步发电机的运行状态: (1)调相运行: 同步发电机只向电网提供无功功率的运行方式,称为调相运行 同步发电机进入调相运行后,从电网吸取有功功率用来抵偿空载 损耗,以维持发电机的同步运行.此状态下,励磁系统仍然正常, 故发电机向电网送出无功功率. (2)发电机的进相运行: 同步发电机经常运行的工况是迟相运行,此时定子电流滞后于 端电压发电机处于过励磁状态,进相运行是相对于发电机迟相运 行而言的,此时定子电流超前于端电压,发电机处于欠励磁运行 状态,发电机进入进相运行后只向电网提供有功功率,要保持其 有功功率的平衡我们只需调节其励磁电流就可以实现这两种运
电机课后答案
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
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。
电动机与发电机测试题有答案
-- ,,,,○,,,,线,,,,○_ _ _, _ _ _ _, _ _, _ _, ：号订考_ _ _, _ _ _, _ _ _, _ _,：级○班_ _, _ _ _, _ _ _, _ _ _, ：装名姓_, ____ ,___ ,___ ,:校○学,,,,外,,,,○,,,,--,, , ,○ 绝密★启用前 , 电动机与发电机 测试题 , ,,考试范围： xxx ；考试时间： 100 分钟；命题人： xxx 装 , 题号 一 二 三 四 总分 ,, 得分 , 注意事项： ○, 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 , , 2．请将答案正确填写在答题卡上 , 内 第 I 卷（选择题） , , 请点击修改第 I 卷的文字说明 , ,○ 评卷人 得分 , 一、选择题, ,, 1．在物理学的发展过程中，下列物理学家都做出了杰出的贡献 ,其中首先发现电磁感应 ,,现象的是 , A. 安培 B. 欧姆 C. 法拉第 D. 奥斯特, 【答案】 C○,【解析】试题分析：安培的贡献是安培定则；欧姆的贡献是欧姆定律；法拉第第一个发,,现了电磁感应现象；奥斯特发现了通电导线周围有磁场存在；故应选 C 。
, 【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)
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。
第二章2.4同步发电机(参数)讲义
同步发电机简化为：定子3个绕组、转子3个绕组、 气隙、定子铁心、转子铁心组成的6绕组电磁系统。
2018年12月28日星期五
同步发电机的结构
定子：a、b、c三相绕阻 转子：励磁绕阻f； 实际的同步电机或是在转子极面上装 阻尼条，或是隐极机本身的整块转子具有 阻尼绕阻作用。可以用等效的D、Q绕组 来代表它们。
隐极发电机电Leabharlann 方程由于隐极机时 xd xq
Eq U rI jxd I
Eq
q
jIxd
I
U
d
r
xd
I
U d rI d xd I q U q Eq rI q xd I d
Eq
U
为发电机端电压相量， I 为电流相量。 Eq 为同步机的空载电势， U
凸极发电机电压方程
同步发电机
本节知识点：
认识同步发电机的结构 稳态运行模型及相关参数 暂态运行模型及相关参数
同步发电机结构
同步发电机简化等值图
气隙 转子
2018年12月28日星期五
定子
定子上3个等效绕组
B相绕组
A相绕组
C相绕组
2018年12月28日星期五
转子上3个等效绕组
q轴等效的阻 尼绕组
励磁绕组 d轴等效的阻 尼绕组
xD xad
xD
xd xad
x
x f xad
x f
xad
xad
1 x x 1 1 1 xad x f xD
'' d
2.4.2同步发电机次暂态参数
' x 交轴次暂态电抗 q 实质上就是旁边有一个短路绕 组D时qq绕组的等值电抗。
发电机(习题及答案)
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
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”）。
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3. 产生感应电流的条件 （1）电路是_____的； （2）导体在磁场中做切割磁感线的运动； （3）切割磁感线运动的导体只能是_______。
4. 发电机 （1） 原理：__________________________________。 （2） 能量转化关系：___________________。
A．应用了电流的磁效应
B．应用了电磁感应的原理
C．应用了电动机的原理 D．螺线管安装在底盘内，直导线安装在猴子的座位内
3
【板块二】发电机
8. 如图所示，a 表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的
一部分，它在磁场中沿图示的方向运动时，哪种情况下不会 产生感应电流（ ）
A
B
C
D
9. 把一条大约 10m 长的电线连在一个灵敏电流表的两个接线柱 上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动这条电线，电流表指 针偏转（如图所示），这是_______现象。当两个摇动电线的 同学沿_______（填“东西”或“南北”）方向站立时，现象 将最为明显。
10. 你有没有留神过，我们写字的时候，笔的上端都会小弧度的 来回摇摆。有细心的中国设计师就发现了这个细微的动作， 根据物理学原理设计出一款“收音机钢笔”。这支钢笔内置有 电池，当你书写的时候，（笔端摇摇摆摆产生电流），就能给 电池储存电量。
第 9 题图
请回答下列问题： （1） 文中括号部分是基于哪个物理学原理或规律制成的：
A
B
C
D
7. 如图甲所示为猴子荡千秋的游戏装置，闭合开关后，猴子就 会绕上方的横梁往复振荡。其内部电路基本结构如图乙所示 （实现往复振荡的电路图中未画出）
第 6 题图
图甲
图乙
（1） 开关闭合后，螺线管中产生磁场，其上方是______极。
（2） 要让猴子动起来，下列设计和原理中，错误或不合理
的是（ ）
12. 用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 （1） 实验中可通过观察______来判断电路中是否有感应电流。 （2） 闭合开关，若导体 ab 不动，左右移动磁铁，电路中____ （选填“有”或“无”）感应电流。 （3） 在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现 象不太明显。请提出一条改进措施：______________。 （4） 该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中 做_______磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 （5） 实验过程中可以观察到电流表的转动，说明在此过程 中机械能转化成了_____能。
图甲
图乙Biblioteka A．沿顺时针转动 B． 沿逆时针转动 C． 仍在原位置不动 D．可能沿顺时针转动，可能逆时针转动 4. 线圈 abcd 转动过程中经过图甲、乙位置时，导线 ab 所受磁 场力的方向（ ）
换向器
b ac + d-
换向器
c
d +
a
b -
电刷
甲
电刷
乙
A．相反，由于磁场方向相反了 B．相反，由于流过 ab 的电流方向相反了 C．相同，由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都改变了 D．相同，由于磁场方向、流过 ab 的电流方向都没改变 5. 如图是实验室电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流 通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中的电流越大，指 针偏转角度越大，关于该现象，下列说法中正确的是（ ）
_____。 （2） 给内置电池充电过程发生的能量转化情况是（ ）
A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为电能 D．电能转化为机械能
4
11. 如图所示，为“探究感应电流产生条件”的实验装置，以下 说法正确的是（ ） A．让导线 ab 在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电 流计指针偏转角度越大 B．导线 ab 固定不动，当蹄形磁体沿水平方向左右运动时， 灵敏电流计指针会发生偏转 C．蹄形磁体固定不动，当导线 ab 沿竖直方向运动时，灵敏 电流计指针会发生偏转 D．用匝数较多的线圈代替单根导线 ab，且使线圈在磁场中 静止，灵敏电流计指针偏转角度增大
停地转动下去是靠______来实现的。 2. 在使用电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以
（）
A．改变通电电流的大小
B．将电源的正负极对调
C．换用磁性更强的磁铁 D．增加电动机的线圈匝数
1
电动机原理图 发电机原理图
第 1 题图
3. 如图所示，图甲为已知情况，若图甲中的电流方向反向（如 图乙）通入线圈，则线圈将（ ）
电动机与发电机（讲义）
一、 知识点睛
1. 电动机 （1） 原理：__________________________________。 （2） 受力方向：跟_____的方向、_____的方向有关。 （3） 换向器：保证电动机线圈的受力方向总是______的， 线圈可以不停地转动下去。
（4） 能量转化关系：___________________。 2. 电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动
A．该装置利用了电磁感应原理 B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变 D．线圈中的电流越大，其所受磁场力越大
2
6. 在物理学中，用 表示电流的方向垂直于纸面向里，⊙表示
电流的方向垂直于纸面向外，如图所示，甲图表示直导体 a 在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直 的水平向左的磁场力 F；下图所示的四种情况中，通电导体 b 受到的磁场力方向水平向左的是（ ）
13. 如图所示，是某同学探究产生感应电流条件时所用的装置， 他将实验过程和观察到的现象记录如下： A．闭合开关，保持线圈不动，条形磁体插入或拔出线圈时， 发现电流计的指针发生了偏转 B． 断开开关，保持线圈不动，条形磁体插入或拔出线圈时， 发现电流计的指针没有发生偏转 C． 闭合开关，保持线圈和条形磁体的位置不变，没有发现电 流计的指针发生偏转 D．闭合开关，保持条形磁体不动，将线圈来回穿过条形磁体， 发现电流计的指针发生了偏转 根据上述记录，请回答下列问题： （1） 比较 A、B，可以得到___________________________ ____________________________________________； （2） 比较 A、C，可以得到___________________________ ____________________________________________；
5. 电动机与发动机
直流电动机
发电机
原理
通电导体在磁场中受力 电磁感应
构造
有换向器
无换向器
能量转化 电能转化为机械能
机械能转化为电能
作用
用电器
电源
二、精讲精练
【板块一】电动机
1. 如图所示为直流电动机模型，直流电动机的工作原理是_____
_______________，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不