《船舶电气设备及系统》1-4课后习题答案要点.docx

《船舶电气设备及系统》课后****题答案
第1章电与磁
1-1、铁磁材料具有哪三种性质？
答：铁磁材料具有“高导磁率”、“磁饱和”以及“磁滞和剩磁”等三种性质。
1-2、为什么通电线圈套在铁心上，它所产生的磁通会显著增加？
答：通电线圈未套在铁心上时， 其产生的磁通所经过的磁路主要是空气隙，磁阻很大，
因此磁通一般较小。当通电线圈套在铁心上时，磁通所经过的磁路有很大的一段是由铁磁材 料组成的，磁路的磁阻显著下降，所以它所产生的磁通会显著增加。
1-3、铁磁材料在交变磁化时， 为什么会产生磁滞和涡流损耗？直流电磁铁的铁心为什么是由 整块铸铁制成的？
答：①由于铁磁材料有磁滞和剩磁的性质，需要一定的外界提供一定的能量来克服磁滞 和剩磁的作用实现交变磁化，因此交变磁化时会产生磁滞损耗。交变磁化的磁通将在铁心中 感应电动势，而由于铁磁材料本身具有一定的导电能力，感应的电动势将在铁心中形成涡流 （以铁心中心轴线为圆心的同心环形电流） ，涡流在导体上产生的损耗就是涡流损耗。 ②直流
电磁铁产生的磁通是大小和方向都恒定不变的直流磁通，直流磁通不会产生涡流损耗，因此 没有必要象交流电磁铁那样采用硅钢片制造，为了使制造工艺简化，直流电磁铁的铁心就常 常采用整块铸铁制成。
1-4、标出图1-23中通电导体A B和C所受电磁力的方向。
答：，根据左手定则，通电导体 A所受电磁力的方向为从右往左；通电导 体B所受电磁力的方向为从左往右；通电导体 C有两个导体，左下边的导体所受电磁力的方 向为从左往右，右上边导体所受电磁力的方向为从右往左， 若两个导体是一个线圈的两个边， 则这个线圈将受到逆时针的电磁转矩。
1-5、应用右手定则，确定图 1-24中的感应电动势方向或磁场方向（图中箭头表示导体运动
方向，表示感应大多数方向）。
答：（）①在图（a）中磁场为左N右S,导体从上往下运动，根据右手定则 感应电动势的方向应该为由纸面指向外，即用。表示；②在图 （b）中磁场为右N左S,导体从
下往上运动，根据右手定则感应电动势的方向应该为由纸面指向外，即也用。表示；③图 （c）
感应电动势的方向为 是由外指向纸面，运动方向从下往上运动，根据右手定则，作用两
边的磁场应该是左 N右S;④图（d）中磁场为右N左S,感应电动势为。，是由纸面指向外， 导体运动方向应该是从下往上。
1-6、什么是自感？如何确定自感电动势的方向？在图 1-25所示的电路中，绘出开关SA闭合
时自感电动势的方向和开关打开时自感电动势的方向。
答：所谓自感，有两层意思：一是指线圈的自感现象；二是指自感系数（反映线圈产生 自感电动势的能力，即自感系数 L的数值）。
①当线圈通入变化的电流时，变化电流产生的磁通也是变化的，变化磁通在线圈本身感 应电动势的现象称为自感现象，即由于自身电流在自身感应电动势的现象，简称自感。②线 圈的匝数与磁路导磁能力不同时，即使电流的大小和变化率相同，感应的自感电动势将是不
同的，反映线圈产生自感电动势能力的参数为自感系数 L ，简称自感。
在自感现象中感应的自感电动势方向与阻碍磁通变化的方向符合右手螺旋定则，即感电
动势总是力图阻碍磁通和电流变化的。根据右手螺旋定则，在图 1-25 所示的电路中，当 SA
闭合时，线圈中的电流 i 将按图中所示方向增加，产生的磁通在从下往上的方向上增加，因
此自感电动势的方向是线圈的上端为正，下端为负。当 SA 打开时，线圈中的电流 i 将按图中
所示方向减少，产生的磁通在从下往上的方向上减少，因此自感电动势的方向是线圈的上端
为负，下端为正。
1-7 、交、直流接触器有什么不同点？（注：本题主要指交、直流接触器的电磁机构）
答 ：交、直流接触器的不同点基本上体现在交、直流电磁铁的不同点上，即，它们的电
磁机构的不同点上。交、直流接触器电磁机构的主要不同点有：①铁心构造不同，②线圈结
构不同，③工作原理方面存在差异。具体如下：
铁心构造方面的不同：交流电磁铁的铁心由钢片叠压而成，且一般有短路环；直流电磁
铁的铁心一般由整块铸铁制成，且不设短路环。交流电磁铁为了减少涡流损耗，铁心的应该
由片间涂有绝缘材料的硅钢片叠压而成。 此外为了避免铁心中因磁通过零而出现的吸力为零，
从而出现衔铁振动现象，交流电磁铁的铁心一般设有短路环。而直流电磁铁因为稳定运行时
不会产生涡流损耗，为了简化工艺等，铁心通常由整块铸铁制成。直流电磁铁铁心产生的吸
力恒定不变，因此不需要设置短路环。
线圈结构方面的不同：交流电磁铁线圈是带骨架的“矮胖形”线圈，线径粗，匝数少；
直流电磁铁线圈是不带骨架的“细长形”线圈，线径细，匝数多。交流电磁铁工作时铁心会
产