磁 路
一、填空:
1. 磁通恒定的磁路称为 ,磁通随时间变化的磁路称为 。 答:直流磁路,交流磁路。
2. 电机和变压器常用的铁心材料为 。 答:软磁材料。
3. 铁磁材料的磁导率 非铁磁材料的磁导率。 答:远大于。
4. 在磁路中与电路中的电势源作用相同的物理量是 。 答:磁动势。
5. ★★当外加电压大小不变而铁心磁路中的气隙增大时,对直流磁路,则磁通 ,电
感 ,电流 ;对交流磁路,则磁通 ,电感 ,电流 。
答:减小,减小,不变;不变,减小,增大。
二、选择填空
1. ★★恒压直流铁心磁路中,如果增大空气气隙。则磁通 ;电感 ;电流 ;如
果是恒压交流铁心磁路,则空气气隙增大时,磁通 ;电感 ;电流 。 A:增加 B:减小 C:基本不变 答:B,B,C,C,B,A
2. ★若硅钢片的叠片接缝增大,则其磁阻 。
A:增加 B:减小 C:基本不变 答:A
3. ★在电机和变压器铁心材料周围的气隙中 磁场。
A:存在 B:不存在 C:不好确定 答:A
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。
A:线形 B:非线性 C:所有的 答:A
5. ★铁心叠片越厚,其损耗 。
A:越大 B:越小 C:不变 答:A
三、判断
1. 电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。 ( ) 答:对。
2. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。 ( ) 答: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。 ( ) 答:对。
4. ★若硅钢片的接缝增大,则其磁阻增加。 ( ) 答:对。
5. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。 ( ) 答:对。
6. ★恒压交流铁心磁路,则空气气隙增大时磁通不变。 ( ) 答:对。
7. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势,可应用叠加原理。 ( ) 答:错。
8. ★铁心叠片越厚,其损耗越大。 ( ) 答:对。
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?
答: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
Bn的α次方成正比。p?CfBV hhmm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
2pe?Ce?2f2BmV
Bm的平方成正比。
3. 什么是软磁材料?什么是硬磁材料?
答: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? 答:Rm?l,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?A的单位为A/Wb。
5. ★说明磁路和电路的不同点。
答: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。
答: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?
答: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?
答: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。
答:在W1中外加u1时在 W1中产生交变电流i1,
1
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e,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
H=API2?r1=BP
B在P出产生的磁场强度
HI2?r2
由于
HAP与
HBP方向相同,如图所示