磁路电机学习题汇编文档格式.docx
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B，B，C，C，B，A
2.★若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻。
A
3.★在电机和变压器铁心材料周围的气隙中磁场。
存在B：
不存在C：
不好确定
4.磁路计算时如果存在多个磁动势，则对磁路可应用叠加原理。
线形B：
非线性C：
所有的
5.★铁心叠片越厚，其损耗。
越大B：
越小C：
不变
三、判断
1.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。
（）
对。
2.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。
错。
3.在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。
4.★若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。
5.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。
6.★恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。
7.磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。
8.★铁心叠片越厚，其损耗越大。
四、简答
1.电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？
答：
电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。
2.★磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？
它们的大小与那些因素有关？
磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。
它与交变频率f成正比，与磁密幅值
的α次方成正比。
涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时，在铁心中产生感应电势，再由于这个感应电势引起电流（涡流）而产生的电损耗。
它与交变频率f的平方和
的平方成正比。
3.什么是软磁材料？
什么是硬磁材料？
铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:
软磁材料和硬磁材料。
磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。
这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。
常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。
磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。
电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。
4.磁路的磁阻如何计算？
磁阻的单位是什么？
，其中：
µ
为材料的磁导率；
l为材料的导磁长度；
A为材料的导磁面积。
磁阻的单位为
。
5.★说明磁路和电路的不同点。
1）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；
2）自然界中无对磁通绝缘的材料；
3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象；
4）含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。
6．★说明直流磁路和交流磁路的不同点。
1）直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时间交变进而会在激磁线圈内产生感应电动势；
2）直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；
3）交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。
7．基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？
磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？
起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的B=f（H）曲线；
基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。
二者区别不大。
磁路计算时用的是基本磁化曲线。
8．路的基本定律有哪几条？
当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？
有：
安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律；
不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。
9．★在下图中，当给线圈外加正弦电压u1时，线圈内为什么会感应出电势？
当电流i1增加和减小时，分别算出感应电势的实际方向。
在W1中外加u1时在
W1中产生交变电流i1，i1在W1中产生交变磁通ф，ф通过W2在W2中和W1中均产生感应电势е2和e1，当i1增加时e1从b到a，е2从d到c，当i1减少时e1从a到b，е2从c到d。
五、计算
1.★下图是两根无限长的平行轴电线，P点与两线在同一平面内，当导体中通以直流电流I时，求P点的磁场强度和磁通密度的大小和r1方向。
解：
对于线性介质，迭加原理适用，A在P处产生磁场强度
＝
B在P出产生的磁场强度
由于
与
方向相同，如图所示
则
+
感应强度
＝
（
）
2.★上图中，当两电线分别通以直流电流（同向）I和异向电流I时，求每根导线单位长度上所受之电磁力，并画出受力方向。
由于两根导体内通以同样大小的电流I，现在考虑其大小时，它们受力是相同的。
一根导体在另一根导体处产生磁感应强度B＝
）
所以每根导体单位长度受力f=BI=
力的方向是通同向电流时相吸，通异向电流相斥。
3.在下图中，如果电流
在铁心中建立的磁通是Ф＝
Sin
t，副线圈匝数是
，试求副线圈内感应电势有效值的计算公式。
解：
副线圈中感应电势的瞬时值
Cos
t
感应电势
的有效值计算公式为：
=
4.★★有一单匝矩形线圈与一无限长导体同在一平面内，如下图所示。
试分别求出下列条件下线圈内的感应电势：
（1）导体内通以直流电流I，线圈以速度ν从左向右移动：
（2）电流
=
t，线圈不动：
（3）电流
t，线圈以速度ν从左向右移动。
（1）导体内通以电流I时离导体x远处的磁密为
B＝
所以，当线圈以速度ν从左向右移动时感应电势大小为
e＝－
＝－
＝－
㏑
（2）当线圈不动时，电流是
t时，
ф=
=
Sin
所以
t，线圈以速度ν从左向右移动时
ф=
所以，
[
+㏑
t]
5.★★对于下图，如果铁心用
硅钢片迭成，截面积
㎡,铁心的平均长度
＝0.4m，，空气隙
m，线圈的匝数为600匝，试求产生磁通
韦时所需的励磁磁势和励磁电流。
在铁心迭片中的磁密为
＝11/12.25＝0.9（T）
根据
硅钢片磁化曲线查出
＝306（A/m）
在铁心内部的磁位降
*
＝306*0.4＝122.4（A）
在空气隙处，当不考虑气隙的边缘效应时
（T）
＝7.15
（A/m）
故
＝357.5（A）
则励磁磁势F＝
＝357.5+122.4＝479.9安匝
励磁电流
（A）
6.★★磁路结构如下图所示，欲在气隙中建立
韦伯的磁通，需要多大的磁势？
当在气隙处不考虑边缘效应时，各处的磁密B＝
硅钢片磁路长度
（mm）
铸钢磁路长度
查磁化曲线：
（A/mm）
（A/mm）
空气之中：
故：
各段磁路上的磁位降
（A）
则：
F＝
＝1110+229.9+389.0＝1728.9（A）
故需要总磁势1728.9安匝。
7.★★一铁环的平均半径为0.3米，铁环的横截面积为一直径等于0.05米的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中电流为5安时，在铁心中产生的磁通为0.003韦伯，试求线圈应有匝数。
铁环所用材料为铸钢。
铁环中磁路平均长度
（m）
圆环的截面积S＝
铁环内的磁感应强度
查磁化曲线得磁感应强度H＝3180（A）
F＝H
线圈应有的匝数为W＝
（匝）
8.★★设上题铁心中的磁通减少一半，线圈匝数仍同上题中所求之值，问此时线圈中应流过多少电流？
如果线圈中的电流为4安，线圈的匝数不变，铁心磁通应是多少？
在上题中磁通减少一半时磁密
查磁化曲线得出磁场强度
＝646（A/m）
（安/匝）
故此时线圈内应流过电流
（安）
当线圈中电流为4安时磁势
（安匝）
设
所产生的磁通为0.0027韦，则：
查磁化曲线得磁场强度
假设值小了，使
比
小了很多，现重新假设
韦，
则
在
中采用插值得
产生得磁通
＝0.002878（韦）
9.★★设有100匝长方形线圈，如下图所示，线圈的尺寸为a＝0.1米，b＝0.2米，线圈在均匀磁场中围绕着连接长边中点的轴线以均匀转速n＝1000转/分旋转，均匀磁场的磁通密度
试写出线圈中感应电势的时间表达式，算出感应电势的最大值和有效值，并说明出现最大值时的位置。
线圈转动角速度
故在t秒时刻线圈中的感应的电势
所以
＝168Sin104.9t（v）
感应电势的最大值
感应电势的有效值E＝
（v）
出现感应电势最大值时，线圈平面与磁力线平行。
10.★★设上题中磁场为一交变磁场，交变频率为50Hz，磁场的最大磁通密度
，
（1）设线圈不转动，线圈平面与磁力线垂直时，求线圈中感应电势的表达式；
（2）设线圈不转动，线圈平面与磁力线成60度夹角，求线圈中感应电势的表达式；
（3）设线圈以n＝1000r/m的速度旋转，且当线圈平面垂直于磁力线时磁通达最大值，求线圈中感应电势的表达式，说明电势波形。
（1）通过线圈的磁通
所以，线圈中的感应电势
（2）当线圈不动，与磁力线成60度夹角时
（3）当线圈以n＝1000r/m转动时，
所以线圈中的感应电势
＝167.8Cos209.3t－335.2Cos419t（v）
11.★★线圈尺寸如上图所示，a＝0.1m，b＝0.2m，位于均匀恒定磁场中，磁通密度B＝0.8T。
设线圈中通以10安电流，试求：
（1）当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边受力多大？
作用方向如何？
作用在该线圈上的转矩多大？
（2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边受力多大？
（3）线圈受力后要转动，试求线圈在不同位置时转矩表达式。
（1）当线圈平面与磁力线垂直时，线圈两条长边所受之力（每边受力）
两条短边所受之力为
此时，各边作用力或同时指向框外或同时指向框内，线圈受力不产生转矩。
（2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈中只有短边受力，其大小仍为0.8（N），
故其产生的转矩为
此时转矩最大，方向是绕轴转动。
（3）在不同位置时，如果取线圈与磁场等位面的夹角为θ,则：
在θ角处仍仅有短边受力才能产生力矩。
短
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