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1、《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課后習(xí)題答案第1章電與電與磁11、鐵磁材料具有哪三種性質(zhì)?答:鐵磁材料具有“高導(dǎo)磁率”、“磁飽和”以及“磁滯和剩磁”等三種性質(zhì)。12、為什么通電線圈套在鐵心上,它所產(chǎn)生的磁通會顯著增加?答:通電線圈未套在鐵心上時(shí),其產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過的磁路主要是空氣隙,磁阻很大,因此磁通一般較小。當(dāng)通電線圈套在鐵心上時(shí),磁通所經(jīng)過的磁路有很大的一段是由鐵磁材料組成的,磁路的磁阻顯著下降,所以它所產(chǎn)生的磁通會顯著增加。13、鐵磁材料在
2、交變磁化時(shí),為什么會產(chǎn)生磁滯和渦流損耗?直流電磁鐵的鐵心為什么是由整塊鑄鐵制成的?答:①由于鐵磁材料有磁滯和剩磁的性質(zhì),需要一定的外界提供一定的能量來克服磁滯和剩磁的作用實(shí)現(xiàn)交變磁化,因此交變磁化時(shí)會產(chǎn)生磁滯損耗。交變磁化的磁通將在鐵心中感應(yīng)電動勢,而由于鐵磁材料本身具有一定的導(dǎo)電能力,感應(yīng)的電動勢將在鐵心中形成渦流(以鐵心中心軸線為圓心的同心環(huán)形電流),渦流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的損耗就是渦流損耗。②直流電磁鐵產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的
3、直流磁通,直流磁通不會產(chǎn)生渦流損耗,因此沒有必要象交流電磁鐵那樣采用硅鋼片制造,為了使制造工藝簡化,直流電磁鐵的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。14、標(biāo)出圖123中通電導(dǎo)體A、B和C所受電磁力的方向。答:參考書P.17頁,根據(jù)左手定則,通電導(dǎo)體A所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝螅煌妼?dǎo)體B所受電磁力的方向?yàn)閺淖笸?;通電?dǎo)體C有兩個(gè)導(dǎo)體,左下邊的導(dǎo)體所受電磁力的方向?yàn)閺淖笸?,右上邊?dǎo)體所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝螅魞蓚€(gè)導(dǎo)體是一個(gè)線圈的兩個(gè)邊,則
4、這個(gè)線圈將受到逆時(shí)針的電磁轉(zhuǎn)矩。15、應(yīng)用右手定則,確定圖124中的感應(yīng)電動勢方向或磁場方向(圖中箭頭表示導(dǎo)體運(yùn)動方向,?⊙表示感應(yīng)大多數(shù)方向)。答:(參考書P.17頁)①在圖(a)中磁場為左N右S,導(dǎo)體從上往下運(yùn)動,根據(jù)右手定則感應(yīng)電動勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外,即用⊙表示;②在圖(b)中磁場為右N左S,導(dǎo)體從下往上運(yùn)動,根據(jù)右手定則感應(yīng)電動勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外,即也用⊙表示;③圖(c)感應(yīng)電動勢的方向?yàn)?,是由外指向紙面,運(yùn)動
5、方向從下往上運(yùn)動,根據(jù)右手定則,作用兩邊的磁場應(yīng)該是左N右S;④圖(d)中磁場為右N左S,感應(yīng)電動勢為⊙,是由紙面指向外,導(dǎo)體運(yùn)動方向應(yīng)該是從下往上。16、什么是自感?如何確定自感電動勢的方向?在圖125所示的電路中,繪出開關(guān)SA閉合時(shí)自感電動勢的方向和開關(guān)打開時(shí)自感電動勢的方向。答:所謂自感,有兩層意思:一是指線圈的自感現(xiàn)象;二是指自感系數(shù)(反映線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力,即自感系數(shù)L的數(shù)值)。①當(dāng)線圈通入變化的電流時(shí),變化電流產(chǎn)生的磁
6、通也是變化的,變化磁通在線圈本身感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象,即由于自身電流在自身感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象,簡稱自感。②線有足夠的吸力,線圈的線阻應(yīng)較小,因而線徑較粗,匝數(shù)較少。若將其接到直流電路中,由于不能感應(yīng)出電勢,在相同大小的電壓下,將產(chǎn)生非常之大的電流(十幾甚或幾十倍于額定電流),這將使接觸器的線圈立即燒毀。19、交流接觸器為什么要用短路環(huán)?答:簡單地說,交流接觸器用短路環(huán)是為了避免銜鐵的振動。交流接觸器的線圈通過的是交流電流,在鐵心中
7、產(chǎn)生的是交變磁通。在一個(gè)周期內(nèi),交流電流和交變磁通都有兩個(gè)瞬時(shí)值為零的“過零點(diǎn)”。在“過零點(diǎn)”瞬間,鐵心產(chǎn)生的電磁吸力為零。而交流接觸器的銜鐵是靠反力彈簧釋放的,工作時(shí)銜鐵是靠電磁吸力克服反力彈簧作用力而吸合的,因此若不采用短路環(huán),在“過零點(diǎn)”銜鐵就會出現(xiàn)振動。短路環(huán)是用良導(dǎo)體焊接成的,將鐵心的一部分套住。接觸器工作時(shí)產(chǎn)生的交變磁通也通過被短路環(huán)套住的部分鐵心,且在短路環(huán)中感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生電流。短路環(huán)中的電流也會產(chǎn)生磁通,而且,接觸器線
8、圈產(chǎn)生的磁通為零時(shí)(變化率最大),短路環(huán)感應(yīng)的電動勢、產(chǎn)生的電流和磁通都達(dá)到最大,因此保證接觸器線圈電流“過零點(diǎn)”時(shí)鐵心產(chǎn)生的磁通和吸力不圍零,從而避免銜鐵的振動。也就是說,交流接觸器鐵心中的短路環(huán)是避免鐵心兩部分產(chǎn)生的磁通同時(shí)為零,從而避免銜鐵的振動的。110、交流接觸器為什么要用鋼片疊成?答:交流電磁鐵工作時(shí),線圈通入的是交流電流,在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通,交變磁通會在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。為了減少渦流損耗,鐵心的應(yīng)該由片間涂有絕緣材
9、料的硅鋼片疊壓而成。111、交流接觸器鐵心卡住為什么會燒毀線圈?(應(yīng)該說是“銜鐵卡住”較合適)答:交流電磁鐵是恒磁通型的,只要電源電壓和頻率不變,因?yàn)閁≈E=4.44NfΦ,其磁通基本不變,因此不管銜鐵是否吸合,電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不變。但是,銜鐵吸合前,磁路的磁阻大,線圈通過的電流大;銜鐵吸合后磁路的磁阻小,線圈通過的電流?。ㄒ?yàn)榇艅軮N=磁阻Φ,Φ不變而磁阻大,I就大;磁阻小,I就?。?。若接觸器工作時(shí)交流電磁鐵的銜鐵卡?。床荒?/p>
10、完全吸合),將使線圈一直保持較大的電流,產(chǎn)生的銅損耗增加,很容易使線圈因過熱而燒毀。112、直流接觸器鐵心為什么是整塊鑄鐵?為什么沒有短路環(huán)?答:直流接觸器線圈通入的是直流電源,在鐵心中產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的直流磁通,直流磁通不會在鐵心產(chǎn)生渦流損耗,因此沒有必要象交流接觸器鐵心那樣采用硅鋼片制造,為了使制造工藝簡化,直流接觸器的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。由于鐵心中產(chǎn)生的磁通直流磁通,沒有“過零點(diǎn)”,在工作時(shí)鐵心產(chǎn)生的吸力一
11、直保持恒定,因此沒有必要設(shè)置短路環(huán)來防止銜鐵的振動。第2章變壓器變壓器21、變壓器中主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同?在分析變壓器時(shí)是怎樣反映它們的作用的?答:主磁通:沿鐵心閉合,同時(shí)與原、副邊繞組交鏈,并在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動勢。它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介,是變壓器的工作磁通,占總磁通的絕大部分。無論空在還是運(yùn)行,只要變壓器的端電壓一定,主磁通都將不會改變,維持在一個(gè)恒定的值。在分析變壓器時(shí)常以勵(lì)磁電抗Xm反應(yīng)主磁通的作用。由于主磁
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