《电机学》学习指导及习题解答.pdf

第 1 章 导论
电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？
解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。
电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小.
电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体
稀土钴
钕铁硼
变压器：冷轧硅钢片。

磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？
解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，
消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率 f，磁通密度 B，材料，体
积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生
叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与
磁场交变频率 f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。

变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？
解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 。
E = fNφm
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的 eT 与磁密 B，运动速度 v，导体长度 l，
匝数 N 有关。

自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个
绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变
数，随什么原因变化？
d
Ψ L
解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。e =−
L dt
di
对空心线圈：ψ = Li 所以 eL=−
L L dt
Ψ N φ 2 μA
自感： LLN
LNiN==iii = ∧=∧mm∧m = l
所以，L 的大小与匝数平方、磁导率 µ、磁路截面积 A、磁路平均长度 l 有关。
闭合铁心 µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为 µ0 是常数，所以木
质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
在图 中，若一次绕组外加正弦电压 u1、绕组电阻 R1、电流 i1 时，问
（1）绕组内为什么会感应出电动势？
（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向；
（3）写出一次侧电压平衡方程式；
（4）当电流