《电机与电气控制技术》问题与思考解析,答案

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1、第1章问题与思考题解析问题与思考1、磁通Φ、导磁率μ、磁感应强度B和磁场强度H分别表征了磁路的哪些特征？这些描述磁场的物理量单位上有何不同？其中B和H的概念有何异同？答：磁通Φ表征了与磁场相垂直的某个截面上的磁力线分布情况，单位是韦伯Wb和麦克斯韦Mx；导磁率μ表征了自然界物质的导磁能力，单位是亨利每米H/m；磁感应强度B表征了介质磁场的强弱和方向，单位是特斯拉T与高斯Gs；磁场强度H表征是电流的磁场强弱和方向。B和H表征的都是磁场的大小和方向，都是矢量；但磁感应强度反映的是物质介质的磁场大小与方向；而磁场强度则反映的是电流的磁场强弱和方向，与物质的导磁能力无关。2、根据物质导磁性能

2、的不同，自然界中的物质可分为几类？它们在相对磁导率上的区别是什么？铁磁物质具有哪些磁性能？答：根据物质导磁性能的不同，自然界的物质可分为非磁性物质和磁性物质两大类。非磁性物质的磁导率约等于真空的磁导率μ0=4π×10-7H/m，可看作是常量；磁性物质的相对磁导率则大大于1，且不同铁磁物质的磁导率又各不相同，一般是真空磁导率的几百、几千乃至几万、几十万倍，而且铁磁物质的磁导率不是常量、而是一个范围。铁磁物质具有高导磁性、磁饱和性、磁滞性和剩磁性。3、铜和铝能够被磁化吗？为什么？答：铜和铝不能够被磁化。因为在铜和铝是非磁性物质，其物质结构中没有磁畴结构。只有含有磁畴结构的铁磁性物质处在磁

3、场中才能够被磁化。4、根据工程上用途的不同，铁磁性材料可分为几类？试述它们的特点和用途。答：根据工程上用途的不同，铁磁材料一般可分为软磁性材料、硬磁性材料和矩磁性材料三大类。软磁性材料易磁化易退磁，适用于制作各种电机、电器的铁芯；硬磁性材料不易磁化，一经磁化不易退磁，适用于制作各种形式的人造磁体；矩磁性材料磁化过程中只有正、负两种饱和值，具有记忆性，因此适用于制作各种存储器记忆元件的磁芯。5、什么是磁滞损耗？什么是涡流损耗？何谓不变损耗和可变损耗？答：铁芯上的热能损耗称为铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。磁滞损耗是铁芯中的磁畴在交变磁场中反复翻转过程中碰撞和摩擦造成的热量损失；涡流

4、损耗是整块铁芯在交变磁场作用下产生的旋涡状感应电流造成的热量损失。根据主磁通原理，只要电源电压有效值和电源频率不变，磁路中的主磁通最大值就会基本不变，因此铁损耗也基本不变，所以通常把铁损称为不变损耗；而线圈中的铜损耗与负载电流的平方成正比，当负载变化时铜损耗随之变化，因此称为可变损耗。176、电机、电器的铁芯通常为什么做成闭合的？如果铁芯回路中存在间隙，对电机、电器有何影响？答：为了在小电流下获得强磁场，电机、电器的铁芯通常做成闭合的磁路，以避免空气隙上的较大磁阻。如果电机、电器的铁芯回路中存在间隙，为了保证产生一定的磁场使电机、电器正常工作，需要增大电流，结果电机、电器的绝缘要求也

5、要相应增大，造成电机、电器体积增大等不利因素。7、欲制作一个220/110V的小型变压器，能否原边绕2匝，副边绕1匝？为什么？答：如果在变压器的原边绕2匝、副边绕1匝，看起来也符合变比条件，但是，变换一定的电压时，根据主磁通原理可知，电压有效值和频率不变时，磁路中的磁通最大值始终保持不变。而根据磁路欧姆定律又可知，磁阻一定时，磁通与IN成正比，如果匝数太少，必然造成电流严重增大，而电流太大时对绝缘的要求及导线截面要求都难以实现。因此，不能在变压器原边绕2匝、副边绕1匝。实际设计时，为了减小线圈电流，一般都是增加线圈的匝数。8、已知变压器原边额定电压为工频交流220V，为使铁心不致饱和

6、，规定铁心中工作磁通的最大值不能超过0.001Wb，问变压器铁心上原边线圈至少应绕多少匝？答：根据主磁通原理：U=4.44fN1Φm可得N1=220/4.44×50×0.001=991匝9、一个交流电磁铁，额定值为工频220V，现不慎接在了220V的直流电源上，会不会烧坏？为什么？若接于220V、50Hz的交流电源上又如何？答：额定值为工频220V的交流电磁铁，若不慎接在220V的直流电源上会因过流而烧损。原因是：直流电路中，电磁铁对直流电流的阻碍作用仅为线圈的铜耗电阻，此值小小于交流阻抗值，因此造成电流大大于工频交流电流。接于220V、50Hz的工频交流电源上，该电磁铁正常工作。1

7、0、变压器能否变换直流电压？为什么？若不慎将一台额定电压为110/36V的小容量变压器的原边接到110V的直流电源上，副边会产生什么情况？原边呢？答：变压器是依据互感原理工作的，直流电压不产生互感，因此无法实现变换。若不慎将额定值为110/36V的小容量变压器的原边接到110V的直流电源上，副边无输出，原边则由于过流而烧损。11、变压器运行中有哪些基本损耗？其可变损耗指得什么？不变损耗又是指得什么？答：变压器运行中有铁耗和铜耗，由于铁耗在电源电压不变情况下