磁路与铁心线圈电路 课后习题
电路及磁路第三版第11章磁路和铁心线圈电路

所以,曲面A的磁通为
d B dA
A A
A
dA
B
磁通的SI单位:韦伯(Wb)
均匀磁场:磁感应强度量值相等、方向相同的磁场。
第十一章 磁路和铁心线圈电路
如果是均匀磁场,且各点磁感应强度与面积 S 垂直,则该 面积上的磁通为
B A 或 B A
◆
又称磁感应强 度为磁通密度
总的来看:铁磁性物质的B 和H 的关系是非线性的。
O
a2
μ a1
a3 a4 ② B
① ③
H1 H 2 H 3
H
第十一章 磁路和铁心线圈电路
从图中的曲线③ μ- H 可以看到,铁磁性物质的磁导率μ不 是常数,是随H 的变化而变化的。 开始阶段μ较小;随着H 的增大,μ达到最大值,而后随着 磁饱和的出现, H 再增大,μ值下降。 图中的起始磁化曲线可用磁畴理论予以说明。
◆
A
合的空间曲线
第十一章 磁路和铁心线圈电路
安培环路定律:磁场强度矢量H沿任何闭合路径的线 积分等于穿过此路径所围成的面的电流代数和,即
◆
H dl I
l
例如:可写出图中的安培环路定律表达式为
I1
H I2 dl
H dl I1 I 2
l
电流的方向和所选路径 方向符合右手螺旋法则 时为正,否则为负。
二 磁滞回线
◆ 磁滞回线:铁磁性物质 在反复磁化过程中的B-H关 系(在+Hm 和-Hm 间,近似 对称于原点的闭合曲线)。如 交流电机或电器中的铁心常受 到交变磁化。
Bm
H m Br
B
b
a
O Hc
a
思考题与习题1-1磁路的基本定律有哪几条?若磁路中有几个磁动势...

思考题与习题1-1 磁路的基本定律有哪几条?若磁路中有几个磁动势同时作用,磁路计算能否用叠加原理?为什么?1-2 铁磁物质的主要特性有哪几条? 1-3简述铁磁材料的磁化过程?1-4铁磁材料分成几类?各有什么特点?分别用在什么场合?1-5 铁磁材料的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? 1-6 磁路计算正问题的步骤是什么?1-7 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的?它们的大小与哪些因素有关?1-8两个线圈尺寸、形状、匝数均相同,一个是空气心,另一个是铁磁材料铁心,接电压相同的电源时,两线圈中电流是否相同?为什么? 1-9说明交流磁路与直流磁路的异同点。
1-10在一闭合的铁心线圈上,加上直流电,试分析当铁心截面积加倍,线圈中的电阻和匝数以及电源电压保持不变时,铁心中的磁感应强度、线圈中的电流和铜耗将怎样变化?1-11在一铸铁的铁心上,绕有一匝数2000=N 的线圈,其线圈电阻R =40Ω,铁心的平均长度为cm l 100=。
在铁心上产生T B 4.2=的磁感应强度,试问线圈中应加入多大的直流电压?若在铁心磁路中加入一长度为mm 4的气隙,要保持铁心中的磁感应强度B 不变,通入线圈的直流电压应为多少伏?1-12 铁心由320DR 硅钢片叠成,如图1-16所示,已知线圈匝数1000=N ,铁心厚度为m 025.0,叠加片系数(即截面中铁与总面积之比)为mm 93.0。
不计漏磁,试计算: (1)中间铁心柱磁通为Wb4105.7-⨯,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;(2)考虑铁心的磁位降,产生同样磁通量时所需的励磁电流。
图1-16习题1-12图1-13在图所示的磁路中,铁心的厚度为mm 500,其尺寸如图1-17中所标,单位均为mm 。
铁心1用硅钢片,铁心2用铸钢制成,若在铁心中产生Wb 0012.0的磁通,铁心线圈的磁动势需要多大?图1-17习题1-13图1-14磁路由硅钢制成,磁动势2211I W I W =,线圈的绕向、电流方向及各部分磁通的方向如图1-18所示。
磁路交流铁心和线圈电路.pptx

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在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同,各处的磁场强度相等)中,安 培环路定律可写成:
NI HL
NI:称为磁动势。一般
用 F 表示。 F=NI
HL:称为磁压降。
线圈 匝数N
I
磁路 长度L
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总磁动 在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同,或磁场强度不等)中, 势等于各段磁压降之和。
i10
i2
e1
e2 u20
i2 0 时 u2 u20
K为变比
结论:改变匝数比,就能改变输出电压。
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负载运行
副边带负载后对磁路的 影响:在副边感应电压的 作用下,副边线圈中有了
i 。 电流 2 此电流在磁路中
i1 Φ
u1 e1
N1 N2
i2
e2 Z
i 也会产生磁通,从而影响原边电流 1。但当外加电压、频率不变时,铁芯中主磁通
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§7.2 变压器的工作原理
变压器功能: 变电压:电力系统 变电流:电流互感器 变阻抗:电子电路中的阻抗匹配 (如喇叭的输出变压器)
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变压器应用举例
发电厂 1.05万伏
升压
输电线 22万伏
降压
变电站 1万伏
降压
…
实验室
仪器
380 / 220伏
36伏
降压
降压
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A
*
X *
a x
A
*
X
a
x
*
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线圈的接法 电器使用时两种电压(220V/110V)的切换:
1
*
3
第七章 磁路答案

思考题一、判断题1、磁感应强度一定时,磁场强度与铁磁材料的磁导率成正比。
×2、真空的磁导率等于零。
×3、只有直流励磁电流才能在铁磁材料中引起剩磁。
×4、剩磁对某些电机和电器有不利的影响。
√5、电机和变压器的铁心采用硬磁材料。
×6、矩磁材料一般用来制造永久磁铁。
×7、直流电磁铁的铁心,稳定工作时既有磁滞损耗,也有涡流损耗。
×8、工程上,将由铁磁材料组成,磁力线集中通过的闭合路径称为磁路。
√9、在电机和电器中,磁路通常是无分支的闭合路径。
×10、为了保护励磁线圈不出现短路故障,电磁铁铁心通常设有短路环。
×二、选择题1、直流铁心线圈,当线圈匝数N增加一倍,则磁通Φ将(a ),磁感应强度B将(a )。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变2、交流铁心线圈,当线圈匝数N增加一倍,则磁通Φ将(b ),磁感应强度B将(b )。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变3、交流铁心线圈,当铁心截面积A加倍,则磁通Φ将( c),磁感应强度B将( b )。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变4、交流铁心线圈,如果励磁电压和频率均减半,则铜损P C u将( c ),铁损P Fe将( b)。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变5、交流铁心线圈,如果励磁电压不变,而频率减半,则铜损P C u将( a )。
(a) 增大(b) 减小(c) 不变6、图 7-18为一直流电磁铁磁路,线圈接恒定电压U。
当气隙长度δ增加时,磁路中的磁通Φ将(b )。
(a)增大(b)减小(c)保持不变图 7-18 选择题第7题图7、图 7-19为一交流电磁铁磁路,线圈电压U保持不变。
当气隙长度δ增加时,线圈电流i将( a )。
(a)增大(b)减小(c)保持不变图 7-19 选择题第8题图8、在电压相等的情况下,将一直流电磁铁接到交流电源上,此时线圈中的磁通Φ将( b )。
(a) 增大 (b) 减小 (c) 保持不变9、交流电磁铁线圈通电时,衔铁吸合后较吸合前的线圈电流将( b )。
磁路与变压器习题课-潘红广

U1N
U1N 3
10 kV 3
5.77kV
I1N I1N 288.68A
副边 联结: U2N U2N 6.3kV
14
I 2N
I2N 3
458.21 3
A
264.55A
电机学习题课
Electric Machinery
2-19 有一台单相变压器,已知参数为:R1 2.19 ,X1 15.4 ,R2 0.15 ,
· b,z
U ab
·UCA
C
Y,d7
20
电机学习题课
Electric Machinery
2-20 判断联结组的组别(b)
B
U A AB B
C
·UA
XY
a Uab b Ua
x
y
·UAB
· · UB UBC
Z
c
· c,y Uc
·UA
·UC
·Ub
·A a,z
Ua
·UCA
C
b,x
· z Uab
Y,d7
21
磁通的增大将会使激磁电流增大(铁心饱和之后激磁电
流增加的更快)。
φ
O
im
铁心的磁化曲线
8
电机学习题课
Electric Machinery
再由 pFe Bm2 f 1.3 讨论铁损耗的变化情况。
60Hz 时, pFe Bm2 f 1.3
50Hz
时,
p
' Fe
(1.2
Bm
)
2
(1 1.2
f )1.3
212.97117.27V
18
电机学习题课
Electric Machinery
电路磁路习题答案

电路磁路习题答案电路磁路习题答案在学习电路磁路时,习题是帮助我们巩固知识、理解概念以及培养解决问题能力的重要工具。
然而,有时候我们会遇到一些难以解答的问题,需要寻找答案进行参考。
本文将为大家提供一些电路磁路习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 电路中的电阻和电感串联,求总阻抗和相位差。
答案:假设电阻为R,电感为L。
根据串联电路的特性,总阻抗Z等于电阻R和电感L的阻抗之和。
电阻的阻抗为R,电感的阻抗为jωL(其中j为虚数单位,ω为角频率)。
所以总阻抗为Z = R + jωL。
相位差为电感的阻抗相对于电阻的阻抗的相位差,即tan(相位差) = ωL/R。
2. 电路中的电容和电感并联,求总阻抗和相位差。
答案:假设电容为C,电感为L。
根据并联电路的特性,总阻抗Z等于电容C和电感L的阻抗的倒数之和的倒数。
电容的阻抗为1/(jωC)(其中j为虚数单位,ω为角频率),电感的阻抗为jωL。
所以总阻抗为Z = (jωL * 1/(jωC)) / (jωL +1/(jωC))。
相位差为电感的阻抗相对于电容的阻抗的相位差,即tan(相位差) =ωL/(1/(ωC))。
3. 电路中的电容和电阻串联,求总阻抗和相位差。
答案:假设电容为C,电阻为R。
根据串联电路的特性,总阻抗Z等于电容C和电阻R的阻抗之和。
电容的阻抗为1/(jωC)(其中j为虚数单位,ω为角频率),电阻的阻抗为R。
所以总阻抗为Z = R + 1/(jωC)。
相位差为电容的阻抗相对于电阻的阻抗的相位差,即tan(相位差) = 1/(ωC)/R。
4. 电路中的电容和电阻并联,求总阻抗和相位差。
答案:假设电容为C,电阻为R。
根据并联电路的特性,总阻抗Z等于电容C和电阻R的阻抗的倒数之和的倒数。
电容的阻抗为1/(jωC)(其中j为虚数单位,ω为角频率),电阻的阻抗为R。
所以总阻抗为Z = (R * 1/(jωC)) / (R + 1/(jωC))。
相位差为电阻的阻抗相对于电容的阻抗的相位差,即tan(相位差) = R/(1/(ωC))。
磁路 习题集资料
磁路习题集一、填空题1.定量描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量是______,表示符号___,它的单位是___,表示符号____。
2.磁滞是指磁材料在反复磁化过程中的的变化总是滞后于的变化现象。
3.根据磁滞回线的形状,常把铁磁材料分成:_________、____________两类。
4.铁磁材料的磁化特性为______________、_____________、____________和_____________。
5.用铁磁材料作电动机及变压器铁心,主要是利用其中的____________特性,制作永久磁铁是利用其中的____________特性。
6.铁磁材料被磁化的外因是________________,内因是________________。
7.交流铁心线圈电流不仅与外加电压的有效值有关还与有关。
8.不计线圈电阻,漏磁通影响时,线圈电压与电源频率成比,与线圈匝数成比,与主磁通最大值成比。
9.交流铁心线圈的磁化电流是指。
10.铁心线圈在正弦电流激励下,其磁通波形为,电压波形为。
11.正弦电流激励下的铁心线圈其电压与有关。
12.铁心损耗是指铁心线圈中的与的总和。
13.涡流是指交变磁场在铁心里感应生成的旋涡状。
14.不计线圈内阻、漏磁通、铁损时,交流铁心线圈可看成是元件。
15.不计线圈内阻、漏磁通、交流铁心线圈的电路模型可由组成串联模型。
二、判断题1.硬磁材料的磁滞回线比较窄,磁滞损耗较大。
()2.若要消除铁磁材料中的剩磁必须在原线圈中加以反向电流。
()3.铁磁性物质磁化后的磁场强度可趋于无穷大。
()4.铁磁物质在反复磁化过程中H的变化总是滞后于B的变化。
()5.磁路的欧姆定律只适用一种媒介的磁路。
()6.磁场强度的大小与磁导率有关。
()7.在相同条件下,磁导率小的通电线圈产生的磁感应强度大。
()8.对比电路与磁路,可认为电流对应于磁通。
()是非线性的。
( )9.交流铁心线圈电路的R不变,L及Ls10.交流铁心线圈的伏安特性是一条非线性曲线。
第十三章 磁路和铁芯线圈
P37-8 第13章 磁路和铁心线圈
1.磁通连续性原理
磁通连续性原理是磁场的一个基本性质,其内容是: 在磁场中,磁感应强度对任意闭合面的面积分恒等于零。
由于磁感应强度线总是闭合的空间曲线,显然,穿进 任一闭合面的磁通恒等于穿出此面的磁通。上式成立与磁 场中的介质的分布无关。
2.安培环路定律 安培环路定律(Ampere’s circuital law)是磁场又一基本 性质。其内容是:在磁场中,磁场强度沿任意闭合路径的 线积分等于穿过该路径所包围的全部电流的代数和。 同样应该指出,上式成立与磁场中的介质的分布无关。
铁磁物质铁、镍、钴以及铁氧体(又称铁淦氧)等都是构 成磁路的主要材料,它们的磁导率都比较大,且与所在磁场 的强弱以及该物质的磁状态的历史有关,其磁导率不是常量。 本节讨论铁磁物质的磁化过程。
铁磁物质的磁化性质一般由磁化曲线。磁路中的磁场是 由电流产生的。电流愈大,磁场强度就愈大。感应强度相当 于电流在真空中所产生的磁场和物质磁化后的附加磁场的叠 加,所以,曲线表明了物质的磁化效应。
《电路分析基础》
P37-7 第13章 磁路和铁心线圈
在国际单位制(SI)中,由后面介绍的安培环路定律可 知,磁场强度的单位是安/米,符号为A/m。
磁导率(permeability)是反映物质导磁能力或物质被磁 化能力的物理量。定义为
B H
它的单位在国际单位制中是亨/米,符号为H/m。为了 比较物质的导磁率,选用真空作为比较的基准。实验指出, 真空的导磁率是常数。把其它物质的磁导率与真空磁导率 的比称作该物质的相对磁导率。 大多数铁磁材料的磁导率不是常数,所以,在磁路中 磁场强度和磁感应强度的关系为非线性关系。 二、磁场的基本性质
Um Hl
电机学第五版课后答案 -修订版
《电机学》(第五版)课后习题解答系别:电气工程系系授课教师: *** * 日期: 2017.05.2 0第一章 磁路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 磁路的基本定律有那几条?当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时,能否用叠加原理来计算磁路?为什么?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。
1-3 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别?计算磁路时用的是哪一种磁化曲线?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)(H f B =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。
1-4 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 nmh 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。
1-5 说明交流磁路和直流磁路的不同点。
答: 直流磁路中的磁通是不随时间变化的,故没有磁滞、涡流损耗,也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势,而交流磁路中的磁通是随时间而变化的,会在铁心中产生磁滞、涡流损耗,并在其所匝链的线圈中产生电动势,另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通,感应电动势波形的畸变,交流磁路的计算就瞬时而言,遵循磁路的基本定律。
1-6 电机和变压器的磁路通常采用什么材料构成?这些材料有什么特点?答:磁路:硅钢片。
磁路与铁心线圈电路全
优化方法与技巧
• 仿真优化方法:通过计算机仿真 技术,模拟不同设计方案的工作 状态,选择最优方案。
优化方法与技巧
分阶段优化
将整个设计过程分为若干阶段,每个阶段进行局部优化。
多目标优化
同时考虑多个性能指标,进行多目标优化。
权衡取舍
在优化过程中,根据实际情况权衡不同性能指标的取舍。
设计实例与解析
01
磁阻
磁路中的阻碍磁通量通过 的阻力,与磁路的长度、 截面积和导磁材料的磁导 率有关。
磁路的基本定律
安培环路定律
磁场中穿过某一闭合曲线的磁通量等 于零,即磁场线不能从一点出发回到 同一点而不经过其他地方。
奥斯特实验定律
法拉第电磁感应定律
当磁场发生变化时,会在导体中产生 感应电动势。
电流产生磁场,电流越大,产生的磁 场越强。
影响电路的性能。
磁饱和
当磁路中的磁场强度过高时,铁 心会进入磁饱和状态,导致磁通 流量下降,影响电路的正常工作。
铁心线圈电路对磁路的影响
电流变化
01
铁心线圈电路中的电流变化会导致磁路中的磁场强度和方向发
生变化。
磁通量变化
02
铁心线圈电路中的电流变化会引起磁通量变化,进而影响磁路
的分布和平衡。
电磁感应
电磁铁是一种利用磁路和铁心线圈电 路的原理,产生强大磁力的电气设备。
电磁铁广泛应用于各种领域,如工业、 交通运输、医疗器械等,用于实现各 种自动化设备和装置的控制和驱动。
电磁铁主要由线圈和铁心组成,当电 流通过线圈时,产生磁场,该磁场与 铁心的相互作用产生强大的磁力。
05
磁路与铁心线圈电路的设 计与优化
设计原则与步骤
高效性
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第6章 磁路与铁心线圈电路
62、某单相变压器如图所示,两个原绕组的额定电压均为110V,副绕组额
定电压为,若电源电压为220V,则应将原绕组的( a )端相连接,其余两
端接电源。
(a)2和3; (b)1和3; (c)2和4。
63、变压器的铁损耗包含( b ),它们与电源的电压和频率有关。
(a)磁滞损耗和磁阻损耗 ; (b)磁滞损耗和涡流损耗;
(c)涡流损耗和磁化饱和损耗。
64、变压器的铜损耗与负载的关系是( a )。
(a)与负载电流的平方成正比例; (b)与负载电流成正比例;
(c)与负载无关。
65、变压器副边的额定电压是指当原绕组接额定电压时副绕组( b )。
(a)满载时的端电压; (b)开路时的端电压;
(c)满载和空载时端电压的平均值。
66、一个RL=8的负载,经理想变压器接到信号源上,信号源的内阻R0=800,
变压器原绕组的匝数N1=1000,若要通过阻抗匹配使负载得到最大功率,则变压
器副绕组的匝数N2应为( a )。
(a)100; (b)1000; (c)500。
67、一个负载RL经理想变压器接到信号源上,已知信号源的内阻R0=800,
变压器的变比K=10。若该负载折算到原边的阻值RL正好与R0达到阻抗匹配,则
可知负载RL为
( c )。
(a)80 ; (b); (c)8。
68、一个信号源的电压US=40V,内阻R0=200,通过理想变压器接RL=8的负
载。为使负载电阻换算到原边的阻值RL200 ,以达到阻抗匹配,则变压器
的变比K应为( c )。
(a)25; (b)10; (c)5。
69、某理想变压器的变比K=10,其副边负载的电阻RL=8。若将此负载电阻
折算到原边,其阻值RL为( b )。
(a)80; (b)800; (c)。
70、输出变压器原边匝数为N1,副边绕组有匝数为N2和N3的两个抽头。
将16的负载接N2抽头,或将4的负载接N3抽头,它们换算到原边的阻抗相等,
均能达到阻抗匹配,则N2:N3应为( c )。
(a)4:1; (b)1:1; (c)2:1。
71、有一单相变压器,额定容量为SN=50kVA,额定电压为10kV/230V,空载
电流I0为额定电流的3%,满载时副边电压为220V,则其电压调整率U0%为
( c )。
(a)0; (b)3%; (c)%。
72、一台单相变压器的额定容量SN=50kVA,额定电压为10kV/230V,空载
电流I0为额定电流的3%,则其空载电流为( a )。
(a)0.15A; (b)6.51A ; (c)1.7A。
73、一台单相变压器的额定容量SN=50kVA,额定电压为10kV/230V,满载
时副边端电压为220V,则其额定电流I1N和I2N分别为( c )。
(a)5A和227A; (b)227A和5A ; (c)5A和217A。