邓允主编《电工电子技术及应用(第二版)》第三章习题详解.pdf

1 电工电子技术及应用 第二版 电工电子技术及应用 第二版 邓 邓 允主编 化学工业出版社允主编 化学工业出版社 2011 年 年 思考题与习题详解 第三章 磁路与变压器 思考题与习题详解 第三章 磁路与变压器 3 1 有两个形状 大小和匝数完全相同的环形螺线管 一个用硬纸板作管中介 质 一个用铁心作介质 当两个线圈通以大小相等的电流时 两线圈中的 B H 值是否相等 为什么 解 因为磁感应强度 B 与周围介质有关 而磁场强度 H 与周围介质无关 所 以 用硬纸板作管中介质和用铁芯作管中介质的两个环形螺线管的 B 不相同 H 相同 因为磁通 与磁感应强度 B 成正比 所以两个螺线管的 不相同 3 2 有一匀强磁场 磁感应强度 B 0 13 T 磁感线垂直穿过 S 10 cm 2的平面 介质的相对磁导率 r 3000 求磁场强度和穿过平面的磁通 解 磁场强度 5 103 4 3000 13 0 B H 安培 米 磁通 BS GsTB 3 4 103 1 10 13 0 13 0 232 1010mcmS WbBS3 110103 1 33 3 3 真空中一根长度 l 10 cm 的直导线 通过的电流 I 5 A 置于磁感应强度 B 0 5 T 的磁场中 且电流方向与磁场方向垂直 问直导线受到的电磁力为多大 解 NBIlF25 01 055 0 3 4 为什么变压器和电动机的铁心采用硅钢片叠成 而不做成一个整块 永久 磁铁的铁心为什么又不用硅钢片叠成 解 变压器和电动机的铁芯采用一片片的硅钢片叠成 目的是为了减少铁芯中 的感应电动势产生的涡流 降低损耗 同时 硅钢片的片与片之间进行绝缘 便于散 2 热 永久磁铁将铁磁物质 铁芯 处于强磁场中 使铁芯中的磁畴成固定方向排列从 而具有磁性 因此 铁芯的整体性越强 固定方向的磁畴将越多 铁芯的磁性也将越 大 3 5 真空中有一长度 l 1 m 的通电螺线管 线圈的匝数 N 1000 要求在线圈中 心产生 B 0 5 T 的磁感应强度 问线圈中通过的电流应为多少 解 根据 l NI B 0 398 1000104 15 0 7 0 A N Bl I 3 6 图题 3 6 所示为某直流铁心线圈 铁心构成一均匀磁路 材料为硅钢片 其中心线长度 l 50 mm 截面积 S 16 mm 2 线圈匝数 N 500 若要使铁心产生 1 52 10 5 M X的磁通 试求线圈中的励磁电流 如果保持磁通不变 改用铸钢作铁心材料 线圈中的励磁电流又是多少 图题 3 6 解 95 1016 101052 1 6 85 S B 因为 NIHL 所以 N LB N HL I 由于铁芯通常由硅钢片叠成 其相以磁导率 r 为 7000 10000 取 8000 则01 010480008000 7 00 r 3 所以095 0 500 1050 01 0 95 3 N LB N HL I A 95 mA 3 7 一台 220V 110V 的单相变压器 原边加额定电压 220V 时 测得一次绕组电 阻为 10 试问一次侧电流是否等于 22A 解 不是 22A 因为变压器接交流电 电流 2 2 2 2 10 220220 LL XXR Z U I 3 8 一台 220V 110V 的单相变压器 N1 2000 匝 N2 1000 匝 变比 K N1 N2 2 有人为省线 将一次绕组 二次绕组匝数减为 20 匝和 10 匝 变压器能否正常工作 为什么 解 变压器不能正常工作 因为变压器二次绕组匝数太少 其电流将增加 超过其额定值 变压器将因通过 的电流过大而烧坏 3 9 变压器能否变换直流电压 如果将额定电压为 220V 的变压器接到 220V 直 流电源上 会出现什么结果 解 变压器不能变换直流电压 这是因为当变压器的原边绕组通入直流电流 在磁路中只能产生恒定磁场 而恒定磁场不能在副边绕组中感应电动势 所以变压器 不能用来变换直流电压 将额定电压为 220V 的变压器接到 220V 直流电源上 会导致 初级绕组线圈短路的现象 如果是容量小的变压器会被烧毁 如果是大容量的变压器 的话 会损坏直流电源 3 10 为了安全 机床上用电为 36V 它是将 220V 交流电压降压得到的 已知变 压器一次绕组匝数 N1 1100 匝 求二次绕组匝数 若用此变压器给 40W 的白炽灯供电 问一次绕组电流 I1 二次绕组电流 I2为多少 解 根据 2 1 2 1 N N U U 4 180 220 110036 1 12 2 U NU N 匝 根据 UIP 1 1 36 40 2 2 2 A U P I 故 18 01 1 1100 180 2 1 2 1 AI N N I 3 11 一台 SN 10KVA U1N U2N 3300 220V 的单相照明变压器 现要在二次绕组 两端接 60W 220V 的白炽灯 要求白炽灯在额定状态下工作 问最多可接多少盏 一 次绕组 二次绕组电流为多少 解 因为 NNNNN IUIUS 2211 03 3 3300 1010 3 1 1 N N N U S I A 所以45 45 220 1010 3 2 2 N N N U S I A 一盏白炽灯的额定电流为273 0 220 60 N N U P I 由于变压器二次侧的额定电流为 45 45A 一盏白炽灯的额定电流为 0 273A 因此 能够接入白炽灯的数量为166 27 0 45 45 盏 3 12 一台 200 5A 的电流互感器 测得二次绕组电流 I2为 3 6A 求被测电流为 多少 解 因为 6 35 200I 所以144 I A 5 3 13 选择题 每题只有一个正确答案 1 下列哪种材料不是铁磁材料 A 铁 B 铜 C 钴 D 镍 2 适合于制作永久磁铁的铁磁材料是 A 软磁材料 B 硬磁材料 C 矩磁材料 D 不能确定 3 下列哪项不是变压器的功能 A 变换电压 B 变换电流 C 变换功率 D 变换阻抗 4 三相变压器的额定电压和额定电流是指 A 相电压和相电流 B 线电压和线电流 C 线电压和相电流 D 相电压和线电流 5 变压器的铁芯采用相互绝缘的薄硅钢片制造 主要目的是