电工技术第7章课后习题及详细解答

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜电工技术第7章课后习题及详细解答篇一：电工技术第7章(李中发版)课后习题及详细解答第7章磁路与变压器7.1某磁路气隙长的磁阻和磁动势。分析由磁路的欧姆定律，，其中解磁通Φ为：磁阻Rm为：（1/H）磁动势F为：7.2有一匝数（A）的线圈，绕在由硅钢片制成的闭合铁心上，磁路平均长度为，，截面积，气隙中的磁感应强度，求气隙中可知，欲求磁动势F，必须先求出磁阻Rm和磁通Φ，而为空气的磁导率，H/m。（Wb）截面积，励磁电流，求：（1）磁路磁通；精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜（2）铁心改为铸钢，保持磁通不变，所需励磁电流I为多少？分析第（1）小题中，因为磁通，故欲求磁通Φ，必须先求出磁感应强度B，，所以得先求出磁场强度H。H可由均匀磁路的安培环路定律求出，求出H后即可从磁化曲线上查出B。第（2）小题中，磁通不变，则磁感应强度不变，由于磁性材料变为铸钢，故磁场强度不同。根据B从磁化曲线上查出H后，即可由安培环路定律求出所需的励磁电流I。解（1）根据安培环路定律，得磁场强度H为：（A/m）A/m时硅钢片的磁感应强度B为：（T）（Wb）T，在图7.1上查出对应于在图7.1上查出当磁通Φ为：（2）因为磁通不变，故磁感应强度也不变，为T时铸钢的磁场强度H为：（A/m）所需的励磁电流I为：（A）可见，要得到相等的磁感应强度，在线圈匝数一定的情况下，采用磁导率高的磁性材料所需的励磁电流小。7.3如果上题的铁心（由硅钢片叠成）中有一长度为且与铁精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜心柱垂直的气隙，忽略气隙中磁通的边缘效应，问线圈中的电流必须多大才可使铁心中的磁感应强度保持上题中的数值？分析本题的磁路是由不同材料的几段组成的，安培环路定律的形式为。其中气隙中的磁场强度可由公式求出，而铁心（硅钢片）中的磁场强度可根据B从磁化曲线上查出（上题已求出）。解因为磁感应强度保持上题中的数值不变，为T，由上题的计算结果可知硅钢片中对应的磁场强度H为：（A/m）气隙中的磁场强度为：（A/m）所需的励磁电流I为：（A）可见，当磁路中含有空气隙时，由于空气隙的磁阻很大，磁动势差不多都用在空气隙上。要得到相等的磁感应强度，在线圈匝数一定的情况下，必须增大励磁电流。7.4一个环形螺线管的外径，内径，匝数，励磁电流，试分别求媒质为空气、铸钢、硅钢片时的磁感应强度和磁通。分析根据环形螺线管的外径和内径求出磁路的平均长度后，即可由安培环路定律求出磁场强度。当媒质为空气时，由公式曲线上查出磁感应强度。最后由公式解磁路平均长度为：计算磁感应强度，当媒质为铸钢或硅钢片时，从磁化精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜计算磁通。（m）根据安培环路定律，得磁场强度H为：（A/m）磁路截面积为：（m2）当媒质为空气时，磁感应强度和磁通分别为：（T）（Wb）当媒质为铸钢时，由A/m在图7.1上查出铸钢的磁感应强度为：（T）其磁通为：（Wb）当媒质为硅钢片时，由A/m在图7.1上查出硅钢片的磁感应强度为：（T）其磁通为：（Wb）7.5为什么交流铁心线圈的铁心要用硅钢片叠成？用整块铸钢有什么不好？精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜分析本题有两个问题，每个问题又牵涉到制造交流铁心线圈的铁心所用到的材料以及材料的形状两个方面，回答时注意不要遗漏。解交流铁心线圈的功率损耗中的铁损是主磁通在铁心中交变时所产生的磁滞损耗和涡流损耗，它与铁心材料以及材料的形状有关。磁滞损耗是由于铁心在反复磁化过程中，磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化而使铁心发热引起的损耗，它与铁心磁滞回线包围的面积成正比。为了减少磁滞损耗，应选用磁滞回线狭小的磁性材料制造铁心。硅钢是交流铁心的理想材料，其磁滞损耗较小。涡流损耗是由于交变磁通在铁心中产生涡旋状的感应电流（涡流）而使铁心发热引起的损耗，它与涡流的大小有关，涡流越大，损耗越大。工程中常用两种方法减少涡流损耗：一是增大铁心材料的电阻率，在钢中渗硅既保持了良好的导磁性，又使电阻率大为提高；二是用片型铁心，片间涂上绝缘漆，用这种硅钢片叠成的铁心代替整块铁心，既增加了涡流路径，又增加涡流电阻，使涡流损耗大大减少。综上所述，交流铁心线圈的铁心用硅钢片叠成既可减少磁滞损耗，又可减少涡流损耗。用整块铸钢时的磁滞损耗和涡流损耗都较大，因此不好。7.6有一个用硅钢片叠成的铁心线圈，精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜，，线圈直流电阻Ω，求铁损和功率因数。分析交流铁心线圈电路的有功功率为流I和线圈电阻R的关系为。，，消耗有功功率与线圈电，其中铜损解由，得功率因数为：由，得铁损为：（W）7.7有一交流铁心线圈，接在的电压是多少？的正弦电源上，在铁心中得到磁通的最大值为。现在此铁心上再绕一个匝数为200匝的线圈，当此线圈开路时，其两端分析交流铁心线圈的电压U与铁心中磁通最大值Φm的关系为解由，得此线圈两端的电压为：。（V）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜7.8一个铁心线圈的电阻为2Ω，漏磁通略去不计。将它接到110V的正弦电源时，测得电流为3A、功率为80W，求铁损、功率因数以及线圈的等效电阻和感抗。分析交流铁心线圈的等效电阻R0包括线圈的电阻R和与铁损相应的等效电阻；等效感抗X0包括漏抗和反映无功损耗大小的感抗。解由，得功率因数为：功率因数角为：线圈的等效电阻为：（Ω）线圈的等效感抗为：（Ω）铜损为：（W）铁损为：（W），所以，所以，或：（W）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜7.9一铁心线圈接在电压为100V、频率为50Hz的正弦电源上，其电流为5A、功率因数为0.7。若将此线圈中的铁心抽出，再接在上述电源上，则线圈中电流为10A、功率因数为0.05。求：（1）此线圈具有铁心时的铜损和铁损；（2）铁心线圈等效电路的参数R、R0和X0（漏磁通忽略不计）。分析线圈有铁心时既有铜损又有铁损，故；将铁心抽出后就只有铜损没有铁损，故。由以上两式可以求出R和R0，进而可求出线圈具有铁心时的铜损和铁损。由于漏磁通忽略不计，故反映无功损耗大小的感抗为解将铁心抽出后。，所以：（Ω）线圈具有铁心时，所以：（Ω）线圈具有铁心时的铜损为：（W）铁损为：（W）反映无功损耗大小的感抗为：精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜（Ω）7.10有一台变压器，原绕组接线端为A、B，副绕组接线端为C、D，现测出某瞬间电流从A流进，该瞬间感应电流从D流出，试确定原、副绕组的同极性端。分析变压器同极性端的判别方法有两种：一是根据原、副绕组电压的瞬时极性判别，当原绕组某一端的瞬时电位相对于另一端为正时，同时在副绕组也会有这样一个对应端，其瞬时电位相对于另一端为正，这种电位瞬时极性相同的两个对应端为同极性端；二是根据两绕组中的磁通方向判断，当电流分别从原、副绕组的某端流入（或流出）时，根据右手螺旋法则判别，如果两绕组建立的磁通方向一致，则两端为同极性端。第二种方法需要知道变压器两个绕组的绕制方向，由于本题不知道变压器两个绕组的绕制方向，故只能采用第一种方法。解由题意可知，当原绕组A端的瞬时电位相对于B端为正时，同时副绕组C端的瞬时电位相对于D为正，所以A、C两端为同极性端。同理，B、D两端也为同极性端。篇二：电工技术第6章(李中发版)课后习题及详细解答第6章一阶动态电路分析6.1如图6.3所示电路，在开关S断开前已处于稳态，试求开关S断开后瞬间电压uC和电流iC、i1、i2的初始值。分析先在时的等效电路中求精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜，因为时电路已处于稳态，电路中各处的电流和电压都是常数，电容中的电流时的等效电路中求代替。解画出压为：、和，所以这时电容C可看作开路。然后在，这时电容C可用电压为的恒压源时电容两端的电时的等效电路，如图6.4（a）所示。根据分压公式，得（V）根据换路定理，时电容两端的电压为：（V）在瞬间，电容C可用电压为V的恒压源代替，由此可画出时的电流i2为：（A）根据欧姆定律，得时的电流i1为：（A）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜根据KCL，得时的电流iC为：（A）时的等效电路，如图6.4（b）所示。由于4Ω电阻支路已断开，故图6.3习题6.1的图图6.4习题6.1解答用图6.2如图6.5所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，试求开关S闭合后瞬间电压uL和电流iL、i1、i2的初始值。分析先在时的等效电路中求，因为时电路已处于稳态，电路中各处的电流和电压都是常数，电感两端的电压时的等效电路中求解画出为：、和，所以这时电感L可看作短路。然后在，这时电感L可用电流为的恒流源代替。时电感中的电流时的等效电路，如图6.6（a）所示。根据欧姆定律，得（A）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜根据换路定理，时电感中的电流为：（A）图6.5习题6.2的图图6.6习题6.2解答用图在瞬间，电感可用电流为A的恒流源代替，由此可画出时电感两端的电压为：（V）时的等效电路，如图6.6（b）所示。根据欧姆定律，得根据分流公式，得时的电流i1和i2分别为：（A）6.3如图6.7所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，试求开关S闭合后瞬间电压uC、uL和电流iL、iC、i的初始值。分析先在时的等效电路中求和，因为时电路已处于稳态，电路，、的中各处的电流和电压都是常数，电容中的电流所以这时电容C可看作开路，电感L可看作短路。然后在和，精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜这时电容C可用电压为恒流源代替。，电感两端的电压时的等效电路中求的恒压源代替，电感L可用电流为解画出时的等效电路，如图6.8（a）所示。由于时电容所在支路和电感所在支路均开路，所以这时电容两端的电压和电感中的电流分别为：（V）（A）图6.7习题6.3的图图6.8习题6.3解答用图根据换路定理，时电容两端的电压和电感中的电流分别为：（V）（A）在瞬间，电容C可用电压为V的恒压源代替，电感可用电流为时的等效电路，如图6.8（b）A的恒流源代替（开路），由此可画出所示。根据欧姆定律，得时的电流iC和i分别为：（A）根据KVL，得精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜时电感两端的电压为：（V）6.4如图6.9所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，并且电容没有初始储能，试求开关S闭合后瞬间电压uC、uL和电流iL、iC、i的初始值。分析如果换路前电路电容或电感没有初始储能，意味着换路前的电容电压为0或电感电流为0。根据换路定理，有或路中电容C可看作短路，电感L可看作开路。解因为，因此，在的等效电时电路已处于稳态，所以这时电容C可看作开路，电感L可看作短路，由此可画出时的等效电路，如图6.10（a）所示。由于电容没有初始储能，所以这时电容两端的电压为：（V）根据欧姆定律，得时电感中的电流为：（A）根据换路定理，时电容两端的电压和电感中的电流分别为：（V）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜（A）在瞬间，电容C可用电压为V的恒压源代替（短接），电感可用电流为时的等效电路，如图6.10（b）所示。A的恒流源代替，由此可画出根据弥尔曼公式，得时电感两端的电压为：（V）根据欧姆定律，得时的电流iC和i分别为：（A）（A）图6.9习题6.4的图图6.10习题6.4解答用图6.5在如图6.11所示电路中，mA，Ω，Ω，（1）将电路中除电容元件以外的部分用戴微南定理或诺顿定理化简；（2）求电路的时间常数；（3）列出求电容电压uC的微分方程。μF。分析本题要求将电路化简后求出时间常数，并列出微分方程，精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜并不要求对微分方程求解。任何一个复杂的一阶电路，总可以用戴微南定理或诺顿定理将其等效为一个简单的RC电路或RL电路。等效的方法是：将电路中的储能元件断开，得一有源二端网络，求出该有源二端网络的开路电压及其除源后的等效电阻便得戴微南等效电路，求出该有源二端网络的短路电流及其除