发布时间 : 星期日 文章电机学课后习题解答（配王秀和、孙雨萍编）更新完毕开始阅读3f66b376f56527d3240c844769eae009581ba2df
《电机学》作业题解
（适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》）
1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？
答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。
1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采用硅钢片？
答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。
1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？
解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。
磁路段1长度和截面积：l1?2??0.05?0.2?0.025??0.55m，
A1?0.05?0.15?0.0075m2；
Rm1?l10.55??5.836?104Awb ?7uA11000?4??10?0.0075磁路段2长度和截面积：l2?0.15?2?0.075?0.30m，
A2?0.05?0.10?0.005m2；
Rm2?l20.30??4.775?104Awb ?7uA21000?4??10?0.005磁路段1长度和截面积：l3?0.15?2?0.075?0.30m，
A3?0.05?0.05?0.0025m2；
Rm3?l30.30??9.549?104Awb ?7uA31000?4??10?0.0025总磁阻：
Rm?Rm1+Rm2+Rm3?(5.836?4.775?9.549)?104?2.016?105Awb
磁动势：F??Rm?0.003?2.016?105?604.8A 励磁电流：i?F604.8??1.512A N400
0.1m i 0.2m0.05m0.15m ?0.15m 400匝 在此电流下，铁心各部分的磁通密度分别为：
B1?0.15m
?A1?0.03?0.4T 0.00750.03?0.6T 0.050.03?1.2T 0.0025B2??A2?B3??A3?2-5 变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率主要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗？为什么？
答：做空载试验时，变压器的二次侧是开路的，所以变压器输入的功率消耗在一次测的电阻和激磁（励磁）支路电阻上，空载时，变压器的一次侧电流仅为额定负载时的百分之几，加之一次侧电阻远远小于激磁电阻，所以输入功率主要消耗在激磁电阻上。所以，可以认为空载损耗就是铁耗。
短路试验时，二次侧短路，一次侧所加电压很小，铁心损耗忽略
不计，输入功率主要消耗在一、二次测的绕组电阻上，可以认为短路损耗就是绕组的铜耗。
在一、二侧分别做同一试验，如空载试验在额定的电压下；短路试验在额定的短路电流下，在一、二次测消耗的功率是一样的。
2-8 一台三相变压器的额定容量为SN?3200kV?A,额定电压为35kV/10.5kV，一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：
(1)这台变压器一、二次侧的额定电压、相电压及额定线电流； （2）若负载的功率因数为0.85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载？输出的无功功率又是多少？
解：（1）一、二次侧的额定电压：U1N?35kV；U1N?10.5kV。额定相电压：U1Nφ?I1N?SN3U1NU1N3?20.21kV；U2Nφ?U1N?10.5kV。额定线电流：
SN3200?1033200?103??52.78A；I2N???175.95A。 333?35?103U2N3?10.5?10（2）这台变压器额定运行时能带的有功负载：
P?SNcos??3200?0.85?2720kW；输出的无功功率是：
Q?SNsin??3200?sin(cos?10.85)?1685.7kVar。
2-12 一台三相变压器，SN?750kV?A，U1NU2N?10000V400V，一、二次绕组分别为星形、三角形联结。在低压侧做空载试验，数据为 U20?400V，I20?65A，p0?3.7kW。在高压侧做短路试验，测出数
?，X1??X2??，求变压器据为 U1k?450V，I1k?35A，pk?7.5kW。R1?R2参数（实际值和标幺值）。
解：变压器的变比为：k?100003?14.434； 400