电路基本理论答案第16章.doc

1、16.1 答案 A.1 解：线圈电流： SRUI 磁通势： RNUNIF S 总磁阻： SSlR 0m 磁通： mRNI 由磁路欧姆定律计算气隙磁位差： SRNIRU 0m 答案 A.2 解：磁路平均半径为 cm5.22/)( 21 rrr 铁心平均长度 m10561.1)2( 1 rl 铁心截面积半径为： cm5.02/)( 23 rr 铁心截面积 2523 m10854.7 rS 铁心磁阻： H1 10163.310854.7104500 10561.1 657 10m SlRr修正后的 气隙截面积 2523 m101 7 1.8)( rS 气隙磁阻 H1 107 3 9.9101 7 1

2、.8104 100.1 657 30 SR 总磁阻 H1109 0 2.1210)7 3 9.91 6 3.3( 66mm RRR 答案 A.3 解：回路内磁通： Wb10062.110171.83.1 45 SB 铁心内磁感应强度： T 3 5 3.1108 5 4.7 100 6 2.1 54 SB 铁心内磁场强度： A / m101 5 3.21045 0 0 3 5 3.1 370 rBH 铁心的磁位差： A1.3 3 6105 6 1.1101 5 3.2 13m HlU 气隙的磁位差： A5.103410104 3.1 3700 BHU 由基尔霍夫磁位差定律得： A 6.1 3 7

3、 05.1 0 3 41.3 3 6m UUNI A371.110 6.1370 3 I 答案 A.4 解：若气隙长度增大一倍，气隙磁感强度不变，则气隙磁位差也增大一倍 。 即 A206925.10340 HU 铁心磁位差近似不变即： A 1.336m HlU 由基尔霍夫磁位差定律得： A1.2 4 0 5A)2 0 6 91.3 3 6()( m UUIIN 1 0 3 4 . 5 AA)6.1 3 7 01.2 4 0 5( IN A0 3 4.1A/5.1 0 3 4 NI 答案 A.5 解：（ 1）磁感应强度 T5.0m106 Wb103 244 SB 查基本磁化曲线（即书中图 A.1

4、4）得： mA 160H 由 NIHl 得 mA 2.1110 7.01 6 0 4 NHlI （ 2）若磁通增大一倍，则： W b100.6 4 ， T 0.1B 查曲线得： A/m380H mA 6.2610 7.03 8 0 4 NHlI （ 3）当 mA4.22I 时 mA 3 2 07.0 104.2210 34 lNIH 查曲线得： T9.0B ， W b104.51069.0 44 BS （ 4） T5.0B ，气隙的磁位差 A 3 9 810104 5.0 370 BH A 2.510398)107.0(160 3 HHlNI mA5110 A2.510 4 I 答案 A.6

5、解： T1103 10333 SB ， 不变， B 不变， mH 和 2H 近似不变。 由 2m HlHNI 得： A 318104 11002.02 72 HNI 磁通势 A 2 3 1 83 1 82 0 0 0 F 答案 A.7 解：由于磁路为对称磁路，可按气隙中心线将磁路分成相等的两个部分。在每一部分中 铁心的面积为： 244 m1081042 S ， 铁心的平均长度： m2 7 5.0mm2 7 55)2080(22)1021 0 0( l 铁心内磁感应强度 T1 2 5.1108 108.15.05.0 4 3 S B 查曲线 得： A/m530m H 气隙中磁场强度 A / m1

6、095.8H / m104 T1 2 5.1 5700 BBH A75.4 6 2 01051095.82 7 5.05 3 0 35m HlHNI 答案 A.8 解：在回路 l 中，由基尔霍夫磁位差定律得： HlININ 21 所以 mH 5 0 0)3 0 05 0 0(2.0 5.0)( 21 NNlIH 磁通 W b10205 0 010 42 HSBS Wb01.0 答案 A.9 解：铁心平均长度： m36.0cm36)28(2)26(2 l 铁心的有效截面积为： 2422 m 1052.592.0103102 S 设铁心内磁感应强度 T 0.1B 磁通 Wb1052.5 4 BS

7、查曲线得： A/m 380m H 气隙总长度 m 101 . 6cm 16.004.04 -3 气隙的面积为 2422 m100.6103102 S 气隙中的磁感应强度 T92.0m106 Wb1052.5 24- 4 SB 气隙中的磁场强度 A / m10321.7H / m104 T92.0 570 BH 磁通势 A2.13084.11718.136 106.110321.736.038035m HlHF 相对误差为 大于 3 %78.121 5 0 0 2.1 3 0 81 5 0 0 再设铁心内磁感应强度 T 1.1B ，查曲线得： A/m 500m H 磁通 Wb10072.61.1

8、 4 ， 气隙中的磁场强度 A / m100531.81.1 5 HH 磁通势 A5.1 4 6 8106.1100 5 3 1.836.05 0 0 35m HlHF 相对误差为 小于 3 %1.21 5 0 0 5.1 4 6 81 5 0 0 所以磁通 Wb100 7 2.6 4 答案 A.10 解：不计线圈电阻和漏磁，电压 m44.4 fNU 所以 W b103.33005044.4 22044.4 3m fNU T 11033 103.3 43mm SB 答案 A.11 解：不计线圈电阻和漏磁，电压 mm 44.444.4 fN SBfNU fNSUB 44.4m Bm 与电压 U

9、成正比，与频率 f 成反比。现电压 U 和频率 f 均增加一倍，故Bm 保持不变。 答案 A.12 解：磁路平均长度： cm50mm5 0 02)501 5 0(2)502 0 0( l 铁心截面积： 2322 m100.2105104 S 磁通最大值： Wb105.22 0 05044.4 1 1 144.4 3m fNU T25.1100.2 105.2 33mm SB , 查表得： A/cm6H A5.1200506 NHlI 答案 A.13 解：铁损 P 可以写成 fkfkP 221 其中 21fk 和 fk2 分别为涡流损耗和磁滞损耗，在 f=50Hz时均为 5.0 kW ， 1k和

10、 2k 为比例系数。 当 Hz50f 时 5.021 fk 2231 )Hz/(W2.0)Hz(2 5 0 0 W105.0 k 5.02 fk Hz/W10Hz50 W105.0 32 k当 Hz60f 时 kW32.160103 6 0 02.06060 221 kkP 答案 A.14 答：不能。当变压器工作在额定状态下，铁心已接近饱和，由 m44.4 fNU公式可知：当 f 从 400Hz变到 50Hz，且变压器输入电压有效值不变时，主磁通 m将显著增大，变压器工作在磁化曲线高度饱和段，励磁电流增大且波形严重畸变，因此电流的各次谐波也增大，影响变压器及电路中其它器件的正常工作。 在工频下

11、使用的变压器，通常采用硅钢片作铁心材料。当用于 400Hz 电源时，一方面其 HB 特性要发生变化，另一方面铁心的 涡流损耗（与频率平方成正比）明显增加。故为 50Hz电源设计的变压器不能用于 400Hz 电源作变压用。 答案 A.15 解：不计线圈漏磁时电感的计算公式（教材 .47）为 /m2RNL(1) 其中 为波形修正系数。题中铁心未饱和，因此取 1 。 磁阻 164730mH109 6 8.510410410 3.0 SlRr代入式（）得： 1 6 . 7 5 5 m HH10968.5 100 62 L 答案 A.16 解：由电感的计算公式/m2RNL /2l SN可知，电感与匝数平方成正比，与截面积成正比。现题中，从 cd 两端看，线圈匝数为 2N， 铁心等效横截面积为 S2 ，较从 ab 两端看均增加一倍 ， 因此 mH0.2822 abab2cd LLL