模电习题2解析.docx

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模电习题2解析

《电器学》自测试卷

（一）

一、填空题（每题4分，共40分）

1、电器触头接触电阻的大小与_________________________，________________，_________________________和_____________因素有关。

2、交流电弧的零休期是指________________________________________。

3、稳定燃烧的直流电弧，其电弧压降由_______________和_____________组成。

电弧电流增大时，电弧压降将_______________，。

4、单相交流电动力的_______________随时间变化，从_______________变到，其方向_________时间变化。

5、对触头材料电气性能的要求有，，和。

6、发热体对流散热散出功率的大小与_______________，______________和___________有关。

7、交流串联电磁铁的线圈电流极及磁势_________________________工作气隙的大小而变化，磁通和磁链_________________________工作气隙而变化。

其结构特点是导磁体由_________________________制成，线圈形状_________________________。

8、直流电磁铁的吸合运动时间指______________________，其大小与___________、_______________和_______________有关。

9、电磁铁的静吸力特性指_____________________________。

电磁铁的工作气隙值越大，其电磁吸力越_______________。

10、交流并联电磁铁的磁路计算中，漏磁系数是________与________比值，工作气隙也越大，漏磁系数越_______________。

二、问答题（每题12分，共36分）

1、电器触头分断直流电感性电路时产生的电弧，与分断纯电路产生的电弧相比较，哪一个电弧较难熄灭？

为什么？

直流电弧与交流电弧相比较，哪一个电弧容易熄灭？

为什么？

2、同一个电器在长期工作制或短时工作制下，若允许温升相同，其发热功率是否相同？

为什么？

何谓短时工作制的功率过载系数和电流过载系数？

3、电器触头的电磨损原因有哪些？

为减少触头电磨损应采取什么措施？

触头的超程与触头磨损有什么关系？

三、分析题（14分）

在交流电磁铁的磁路计算中，其分磁环也是一个磁抗，试说明其原因。

分磁环磁抗的大小与什么有关？

四、计算题（10分）

已知一三相高压隔离开关通过三相对称短路冲击电流icj=50kA，其三相闸刀在一个平面内平行布置。

A相与B相、B相与C相的中心线间距均为S=0.5米。

闸到长度均为L=2米，截面系数λ=1.05，求闸刀所受最大电动力为多少？

《电器学》自测试卷

（二）

一、填空题（每题3分，共30分）

1、电器学的理论范畴为理论、理论、理论和理论。

2、按电压高低、结构工艺，电器分为电器、电器、电器、电器。

3、电动力的计算方法有和。

4、触头电磨损分为两种：

磨损和磨损。

5、磁路的基尔霍夫第一定律是指。

6、触头工作时，有两种不同情况下产生和熔焊，一种是另一种是。

7、常用的触头材料分为三类：

材料、材料和材料。

8、常用的磁导计算方法有：

法、法、法、法。

9、电磁系统的特性主要有特性，特性，特性和特性。

10、接触电阻分为两类：

电阻和电阻。

二、简答题（共26分）

1、写出电器发热的热平衡方程，并解释其物理含义。

（8分）

2、弧长不变的交流电弧，在稳定燃烧时为什么燃弧尖峰总是高于熄弧尖峰？

（8分）

3、交流电感性负载电路中的电弧与电阻性负载电路中电弧相比，哪一种电弧更难熄灭，为什么？

（10分）

三、分析题（每题10分，共24分）

1、有一个交流并联电磁铁，铁心极面附近装有分磁环，通电后衔铁在吸合位置正常工作一段时间后，衔铁的振动及噪声加大，试分析可能的原因。

2、试说明用漏磁系数法计算复杂磁路的原理，为什么要采用归算漏磁导？

何谓漏磁系数及其计算方法？

四、计算题（20分）

1、某断路器的动触头和静触头均由镀锡的铜制成，接触力为210N，接触形式为线接触，求接触电阻的大小？

（已知kj=140）（8分）

2、有一线圈，内径为102mm，外径为200mm，高为102mm。

线圈导线直径为1mm，导线全长为10m，电阻率为ρ20℃=0.2×10-4Ω·m，散热系数为KT＝15W/℃·m2（假定线圈内表面合外表面散热系数相同），线圈允许温升ζw＝65℃,温度系数α＝0.0041/℃，求允许通过的电流。

（12分）

《电器学》自测试卷（三）

一、填空题（每题3分，共18分）

1、电器是对电能的产生，输送和应用起______________，______________，______________，变换与切换及调节作用的电气器具。

2、用比奥—沙瓦定律求两不等长、平行导体间电动力的一般公式为：

F=_。

3、交流电弧的熄灭条件为。

4、触头的热稳定性是指。

5、电磁铁的反力特性是指。

在工作气隙值减小时，反力。

6、交流电磁铁吸力的大小随时间，吸力的方向随时间变化。

没有分磁环时，其吸力最大值的计算的公式为。

（若用代号，应说明其意义）

二、问答题（每题12分，共36分）

1、何谓“近阴极效应”？

它对熄灭何种电弧有作用？

2、什么是“金属陶冶材料”？

它有何优、缺点？

3、什么叫磁路？

何谓电磁铁的主磁通和漏磁通？

画图表示直流电磁铁的主磁通和漏磁通。

三、分析题（每题12分，共24分）

1、试分析电弧电压对交流电路电流的影响？

2、为什么继电器触头多数采用点接触的形式、而少采用面接触形式？

四、计算题（共22分）

1、已知两平行导体，L1=10米，L2＝8米，两导体两端长度各相差a=1米，两导体间距s＝0.1米，通过直流I1＝I2=10000A,求L1,L2所受的电动力F1,、F2各是多少？

（15分）

2、当短时工作制的通电时间为T/2时，某电器的发热温升已达长期工作制的稳定温升，求此电器在短时工作制的电流过载系数？

（7分）

《电器学》自测试卷（四）

一、填空题（每题4分，共36分）

1、单相电流电动力的______________随时间变化，从______________变到_____________,其方向______________随时间变化。

2、直流电弧的静伏安特性是指。

3、在电弧燃烧的时候，输入弧隙的功率等于的乘积。

当输入弧隙的功率_______弧隙散失的功率，电弧电流变大；当输入弧隙的功率______弧隙散失的功率，电弧趋于熄灭。

4、电器触头产生磨损的原因有和。

为减少电磨损可以采取的措施有和。

5、热时间常数的物理意义为_____________与______________之比。

电器的热时间常数越大，发热时温度上升越____，冷却时温度下降越________。

6、磁路基尔霍夫第一定律是指，其数学表达式为_________________。

7、直流磁路计算中，漏磁系数的定义是____________与_________之比，工作气隙值越大，漏磁系数越_________。

8、某直流串联电磁铁，若线圈电流和尺寸不变，只减少线圈匝数，其工作气隙磁通将__________，其电磁吸力将。

9、用能量平衡法求电磁铁的吸力，常用于工作气隙值____________的时候，而用麦克斯维尔公式计算电磁铁的吸力，常用于工作气隙值_______、且工作气隙中磁场分布______________的电磁铁。

二、问答题（共40分）

1、影响交流电弧熄灭的电路参数有哪些？

并说明各参数对熄灭电弧的影响？

（12分）

2、影响电器触头接触电阻的因素有哪些？

要减少接触电阻可以采取哪些措施？

（7分）

3、若已知一个铜导体的直径（L）和电阻系数（ρ），通以电流进行温升实验。

如欲求出其综合散热系数KT，应如何进行测量和计算？

（8分）

4、单相交流电磁铁的吸力有何特点？

为什么会产生振动和噪声？

用什么方法可以消除其振动和噪声？

为什么？

（13分）

三、分析题（共14分）

有一个交流并联电磁铁，铁心极面附近装有分磁环，通电压在衔铁吸合位置正常工作一段时间后，衔铁的振动和噪声明显增大，试分析可能的原因，并说明理由。

四、计算（共10分）

两截面为50*5mm2的矩形载流母线，母线轴间距为70mm，当它作如图1的a和b两种布置时，试比较分析两种情况下，它所受电动力大小和电动稳定性。

矩形截面导体的截面因数曲线如图2。

（矩形截面抗弯截面模量WZ=b*h2/6,Wy=H*B2/6）。

a宽边相对布置b窄边相对布置

图1矩形导体

图2抗弯截面模量图

《电器学》自测试卷（五）

一、填空题（每题3分,共30分）

1、电器是指对电能的产生、输送和应用起、、_____、变换与切换以及调节作用的电气器具。

2、两平行导体通以方向相同的电流时，将产生相互的电动力；通以方向相反的电流时，将产生相互的电动力。

3、用比奥－沙瓦定律求两不等长、平行布置的导体间电动力F的一般表达式为：

F=__。

4、研究电弧的目的是。

5、热击穿是指；电器的热稳定电流是指。

6、交流电弧的熄灭条件为：

在零休期间，。

7、磁路的基尔霍夫第二定律是指。

8、电器散热的基本方式有，和。

9、国家标准中规定电器有四种工作制，它们是、、和。

10、常用的触头材料分为三类：

材料、材料和材料。

二、简答题（每题9分，共27分）

1、自由电子的平均自由行程对于间隙的击穿电压有何影响？

影响的主要因素有哪些?

2、弧长不变的交流电弧在稳定燃烧时,为什么燃弧尖峰总是高于熄弧尖峰？

3、什么叫“近阴极效应”？

它对熄灭何种电弧起重要作用？

三、分析题（共23分）

1、利用图解法分析直流电弧的熄灭原理，并列举可以帮助熄灭直流电弧的措施（至少三种）。

（13分）

2、用图解的方法解释为什么短时工作制有过载能力？

其过载能力用何值表示？

（10分）

四、计算题（共20分）

1、某配电设备中三相母线直列布置，长度为2.5m，二排中心距0.35m。

设短路冲击电流为80kA（峰值），求中间相最大电动力。

（9分）

2、有一额定电流I=400A的交流接触器，触头为双断点桥式，触头材料为银，其

，触头接触压降

，连接导电板的截面

。

导电板材料为铜，其热态电阻率为（100℃时）

，散热系数

。

试计算触头的最高温升。

（11）

《电器学》自测试卷（六）

一、填空题（每题3分，共30分）

1、两平行导体通过方向相同的电流时，将产生相互____________的电动力，通过方向相反的电流时，将产生相互______________的电动力。

2、金属电极表面发射电子的方式有______________、______________、______________和______________。

3、交流电弧的近阴极效应是。

4、电器触头接触电阻的大小与、_____________和______________因素有关。

5、电器短时工作制的功率过载系数是,电流过载系数是。

6、电磁铁的磁路是。

主磁通是指，漏磁通是指。

7、磁路计算的基本规律是。

直流磁路导磁体的磁阻是的比值。

8、电器散热的基本方式有____________、__________和____________。

散热系数的物理意义是。

9、电磁铁的反力指,反力特性是指。

10、交流电磁铁极面附近装分磁环以后，工作气隙磁通分为________磁通和___________磁通，两个磁通的吸力，故可以______________衔铁的振动和噪声。

二、问答题（共46分）

1、直流电弧稳定燃烧及熄灭的条件是什么？

试举两个熄灭直流电弧的方法。

（10分）

2、电器触头在闭合过程中的振动有何危害？

为减少触头在闭合过程中的振动。

应采取什么措施？

（10分）

3、何谓直流电磁铁磁路的漏磁系数？

如何计算？

何谓直流电磁铁磁路的等效磁导？

如何计算？

（13分）

4、何谓直流电磁铁的释放时间？

释放时间由哪两部分组成？

若要增加释放时间，可以采取什么措施？

（13分）

三、分析题（共14分）

今有额定电压相同的直流电磁铁和交流电磁铁各一个，在额定电压下，前者接入交流电源，后者接入直流电源，问它们能否正常工作？

为什么？

四、计算题（共10分）

如图所示两个平行导体，AB长L1=15米,CD长L2=5米，a=5米，s=2米，截面系数Ƴ=1,通过交流单相短路电流，其周期分量有效值I”=15000A，求导体AB和CD所受最大电动力为多少牛顿？

（电路衰减系数R/L=22.3秒）

《电器学》自测试卷（七）

一、填空题（每题4分，共32分）

1、计算导体电动力所用回路系数（Kc）与和有关；所用截面系数（λ）的大小与和有关。

2、气体游离是指，去游离是指。

3、熄灭电弧的方法有、和_____________有关。

4、电器触头的开距是指，超程是指；初压力是指，终压力是指。

5、电器触头的熔焊与、、和有关。

6、电器在发热过程中的热量平衡关系为，达到稳定温升时的热量平衡关系为，在通过短路时发热时，计算导体温度所采用的热量平衡关系为。

7、计算直流电磁铁磁路时，等效漏磁导（λed）是指，其计算公式为（若用符号请说明其意义）。

8、交流并联电磁铁的磁链工作气隙值的大小变化，线圈电流及磁铁磁势工作气隙值的大小变化；磁通的相位磁势的相位，分磁环在磁路中为。

二、问答题（共38分）

1、电动力对电器有什么危害？

电器中如何利用电动力，试举一例说明之。

（10分）

2、何谓交流电弧的伏安特性、零休期、介质恢复强度及弧隙恢复电压？

（10分）

3、何谓电器的热稳定性及热稳定电流？

如何校核电器导体的热稳定性?

若其热稳定性达不到要求应采取哪些措施？

（8分）

4、电器触头在闭合过程中的振动是怎样产生的？

有何危害？

为减小触头在闭合过程中的振动应采取什么措施？

（10分）

三、分析题（共10分）

交流电磁铁的吸合触动时间及释放触动时间有何特点？

交流电磁铁能否做成延时动作电磁铁？

为什么？

四、计算题（共20分）

1、两平行导体AB和CD，AB长l1=15m，CD长l2=5m，两导体的下端点B、D间距离a=5m，导体间间距S=2m，截面系数λ=1，电路参数R/L=22.31/s。

当通过周期分量有效值为15*103A的单相交流短路电流时，求导体AB与CD所受最大电动力为多少？

（12分）

2、一圆铜导线，直径d=10mm，长度l=1m，零度时铜的电阻系数ρ0=

1.65*10-8Ω·m，电阻温度系数α0=1/2351/℃；散热系数KT=13W/m2·℃；周围环境温度θ0=40℃，长期通300A直流电流，求此导线的稳定温升为多少？

（导线两端可以不计入散热面积）（8分）

《电器学》自测试卷（八）

一、填空题（每题3分,共30分）

1、电器的短时工作制是，其功率过载倍数（KP1）计算公式是，其电流过载倍数（Ki1）计算公式是。

2、三相对称交流电流产生的电动力，其和随时间变化。

若三相导体为直列平行布置，相导体所受电动力最大。

3、稳定燃烧的直流电弧，其电弧压降由、和组成。

4、交流电弧的介质恢复强度（Ujf）是指，由和组成。

5、接触电阻是指，它由和组成；

6、直流电磁铁是指___________的电磁铁，交流电磁铁是指的电磁铁；并联电磁铁是指的电磁。

7、用磁场分割法求气隙磁导的原理是。

8、交流磁路中导磁体的磁阻Rm为的比值，磁抗Xm的关系为的比值，复磁阻（Zm）为的比值。

9、电磁铁的静态吸力特性是指。

可以用函数式来表示。

10、电磁铁的吸合时间（tx）大小与、、及有关。

二、问答题（共48分）

1、用于反复短时工作制的电器为什么比长期工作制可以提高负载能力？

其功率过载系数及电流过载系数如何计算？

（12分）

2、何谓电器的电动稳定性？

如何表示？

如何校核电器的电动稳定性？

（10分）

3、电器分断交流电路产生的电弧，为什么比直流电路产生的电弧容易熄灭？

（14分）

4、交流电弧电流过零后，弧隙的剩余电阻Rs的大小对弧隙恢复电压特性及介质恢复强度特性有什么影响？

（12分）

三、计算题（共22分）

1、已知一个圆形导体，直径d=3mm，长度l=100mm，摄氏零度时的电阻系数ρ0=0.2*10-6Ω·m，电阻温度系数α0=0.0004/0C，极限允许温度θ=1000C，周围环境温度θ0=400C，散热系数KT=13W/m2·0C，求允许通过的最大直流电流为多少？

（10分）

2、两平行导体AB和CD分别通过直流电流I1=104A和I2=8*103A，AB长l1=12m，CD长l2=8m，导体间间距d=1m，两导体下端点B与D之间间距a=2m，Kc=1，求两平行导体所受电动力F1和F2为多少？

（12分）

《电器学》自测试卷（九）

一、填空题（每题3分，共24分）

1、电器的电动稳定性是指_______________，电动稳定电流是指。

2、两个平行导体，若通以方向相同的电流则产生的电动力；若通以方向相反方向的电流，则产生的电动力。

3、交流电弧的熄灭条件是。

4、触头收缩电动力是由于产生的。

若触头收缩电动力大于其接触压力，将使触头。

5、金属陶冶触头材料由和两类材料组成，其优点为。

6、电器通电后温度上升期间，其热平衡关系式为。

当温度达到稳定状态时，其热平衡关系式为_______________。

7、电器的热稳定性是指。

热稳定电流是指。

8、直流电磁铁磁通的方向与电流的方向符合定则，磁势的方向与磁通的方向。

二、问答题（共37分）

1、电器中的电动力对电器有什么好处与危害？

试各举二个例子加以说明。

（每题12分）

2、电器触头的接触电阻是怎样产生的？

影响接触电阻的因素是什么？

（每题12分）

3、电器的极限允许温度和极限允许温升是根据什么原则制订的？

长期工作制电器的稳定温升与极限允许温升有什么关系？

为什么？

（每题13分）

三、综合分析题：

（16分）

试分析直流电磁铁、交流并联电磁铁、交流串联电磁铁在磁势、磁通、磁链及结构方面有何不同之处？

四、计算题（共23分）

1、如一电器的触头材料为银—银，Kj=0.06，接触压力F＝98N，线接触，求其接触电阻Rj=?

若通过电流I=1000A，求接触电压降Uj=?

（10分）

2、一绕在绝缘铁心上的直流电压线圈，Ue=110V，质量M=0.28kg，通额定电流时其稳定温升为55℃，线圈热电阻R=133Ω，线圈比热容C＝415W•s/kg•℃，求t=0、ζ0=5℃时，通额定电流1分钟后,线圈的平均温度。

（13分）

《电器学》自测试卷（十）

一、填空题（每题4分，共40分）

1、短路冲击电流是指,电器的动稳定电流应___________于可能通过该电器的短路冲击电流。

2、若电器触头开断电路时，被开断的电流于最小生弧电流，开断电路后，加在触头间隙的电压于最小生弧电压，则触头间将产生电弧。

3、交流电弧的近阴极效应是指。

4、触头的热稳定性是,触头通过短路电流时，其接触电压降应___________________________于触头材料开始熔化的接触电压降。

5、电器的反复短时工作制是指。

其功率过载系数计算公式为，电流过载系数的计算公式为。

6、电器发热的热源有、和。

7、电磁铁的磁路是指，主磁通是指，漏磁通是指_______________。

8、恒磁链电磁铁的磁链随工作气隙的大小变化。

其等效漏磁导按原则与______________等效。

9、电磁铁的静吸力特性是指。

在电磁铁吸合过程中，静吸力特性应_______于反力特性，在电磁铁释放过程中，静吸力特性应于反力特性。

10、电磁铁的吸合时间是指由时间和时间组成。

二、问答题（共40分）

1、何谓电器的发热时间常数？

其大小对电器的发热及冷却过程有何影响？

在电器的温升试验中如何测定电器的发热时间常数？

（15分）

2、交流并联电磁铁在衔铁打开位置及工作气隙值较大时的磁路计算与衔铁闭合位置的磁路计算有何不同之处？

何谓磁抗？

交流磁路计算中为什么有磁抗？

（15分）

3、试比较直流电磁铁、交流串联电磁铁及交流并联电磁铁在结构上和性能上各有何特点？

（10分）

三、计算题（每题10分，共20分）

1、有一个圆柱形导体直径d=3mm，长度l=100mm，摄氏零度时电阻系数ρ0=0.1*10-6Ω·m，电阻温度系数α0=0.004/0C,通过直流电流长期工作的稳定温升τw=600C,周围环境温度θ0=400C,，散热系数KT=14W/m2·0C，求通过的电流为多少安培？

2、两平行导体AB和CD，分别长l1=15m和l2=5m，两导体下端点B与D的距离a=5m，两导体间距s=2m，截面系数λ=1，电路衰减系数R/L=22.31/s，通过交流单相短路电流，其周期分量有效值I”=15*103A，求导体AB及CD所受最大电动力为多少牛顿？