船舶电气系统习题及答案

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1、《船舶电气设备及系统》习题参考答案习题参考答案第一章磁路（5题）1-1.一环形铁心，平均路径长度为36cm，横截面为3cm2,上绕400的线圈。当励磁电流为1.4A时，铁心中的磁通为1.4´10-3Wb。试求：（1）磁路的磁阻；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率。[400´103A/Wb；0.003H/m，2400]解：①.Rm=F/Φ=IW/Φ=1.4´400/(1.4´10-3)=400000=400´103（A/Wb）；②.μ=l/(S´Rm)=0.36/(0.0003´400´103)=0.003（H/m）；③.μr

2、=μ/μ0=0.003/（4π´10-7）=2387.3241。答：（1）磁路的磁阻为：400´103A/Wb；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率分别为：0.003H/m和2400。（答毕#）1-2.为了说明铁磁材料的磁导率随磁化状态而变化的情况，根据硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）试计算：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T时，其磁导率和相对磁导率各为多少？说明磁导率与饱和程度有什么关系？[3.8´10-3H/m；3040；1.7´10-3H/m,1360；0.4´10-3H/m，320]解：①.由硅钢片的B-H曲线

3、（图1-2-3）查得：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T时，磁场强度分别为：0.2´103A/m、0.7´103A/M和4.25´103A/m。根据μ=B/H和μr=μ/μ0，其磁导率和相对磁导率各为：4´10-3H/m、1.7´10-3H/m、0.4´10-3H/m和3180、1364、300（近似值，计算结果：0.004、0.0017、0.000376和3183.0989、1364.1852、299.5858）；②.由上述计算可知：硅钢片的磁导率随着饱和程度的增加而急剧减小[要得到0.8T的磁密，只需要磁场强度为：

4、0.2´103A/m；而要得到1.6T的磁密，就需要磁场强度为：4.25´103A/m。也就是说，磁路已经处于非常饱和的状态]。（答毕#）1-3.一矩形框铸钢铁心磁路，铁心横截面4cm2，磁通平均路径长度36cm，励磁线圈为252匝，产生磁通0.40mWb。试计算：（1）线圈中的励磁电流；（2）若在磁路中横截切开一个δ=1mm的气隙，并使磁通仍保持不变，求此时气隙的磁场强度H0和励磁电路I。[1A；800´103A/m，4.16A]解：①.要产生磁通0.40mWb，则铁心磁密B=Φ/s=0.4´10-3/0.0004=1T。

5、由硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）查得：当磁密为1T时，磁场强度H为：0.7´103A/M。励磁电流I=F/N=（H´l）/N=（0.7´103´0.36）/252=1（A）。②.若在磁路中横截切开一个δ=1mm的气隙，并使磁通仍保持不变，此时气隙的磁场强度H0=B/μ0=1/（4π´10-7）=795774.7155③.励磁电流I=F/N=（H´l+H0´δ）/N≈（0.7´103´0.36+800´103´0.001）/252≈4.16（A）。（答毕#）1-4.CJO-2013编制：许顺隆时间：2002年8月25日《船

6、舶电气设备及系统》习题参考答案型交流接触器，线圈的额定电压为220V，3300匝，线径0.21mm，现欲将其改为接380V电源的线圈，为保证其磁通最大值及其导线的电流密度与改制前相同。试计算改制后的线圈匝数和导线直径。[5700匝；0.16mm]解：①.由于U≈E=4.44fNΦm，为保证磁通最大值相同，改制后的匝数N1=U1´N/U=380´3300/220=5700（匝）。②.改制前后的磁势不变，所以电流I1=I´N/N1，电流密度=I/s=I/（πD2）保持相同，则线径D1=D´（I1/I）1/2=D´（N/N1）1/

7、2=0.21´（3300/5700）1/2=0.1598≈0.16（MM）。（答毕#）1-5.一铁心线圈接直流电源，测得线圈直流电流后算得线圈电阻为1.75Ω；当将其接到U=120V，50HZ的交流电源上时，测得线圈的交流电流为2A，功率为70W。试计算：（1）线圈电阻消的耗功率；（2）铁损功率：（3）铁心线圈电路的功率因数。[7W；63W；0.29]解：①.线圈电阻消的耗功率（线圈铜损）：ΔPcu=I2R=22´1.75=7（W）②.其接到交流电源上时线圈的损耗包含线圈铜损和铁心损耗。∴铁损功率：ΔPFe=P-ΔPcu=7

8、0–7=63（W）③.线圈电路功率因数：cosφ=P/（U´I）=70/（120´2）=0.2917≈0.29（答毕#）第二章变压器（8题）2-1.变压器的原副绕组匝数比k=2，原边电压为220V，副边接5Ω负载，计算变压器的输出功率以及原副边的电流。[2.42kw；11A/22A]解：①