附录1： - - 思考题与习题的解答

附录:

第1章 思考题及答案

1-1 变压器的电动势的产生原理是哪一个定律？说明其原理。

答：变压器的电动势的产生原理是法拉第电磁感应定律，即设N匝线圈处在磁场中，它所交链的磁链??N??,当磁链?发生变化时，会产生电场，并在线圈内产生感应电动势。即：

e??Nd?d??? dtdt1-2 根据功能与用途，电机可以分为哪几类？

答：根据功能与用途电机可以分为：动力电机和控制电机。动力电机又分为：静止的电机（变压器）和旋转电机（直流电机和交流电机）。控制电机是信号转换和信号传递的装置，容量和体积一般都比较小，在自动控制系统中常用于检测、放大、执行和校正等元件。

静止电机：变压器

动力电机

电机

旋转电机

交流电机

控制电机

1-3 一个电力拖动系统的组成有哪些组成部分，各部分的作用是什么？

答：电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源等组成。

电源电动机传动机构生产机械直流电机

生产机械是执行某一生产任务的机械设备，是电力拖动的对象；电源给动力机构——电动机以及控制设备提供电能，电动机把电能转换为机械能，通过传动机构经过中间变速或变换运动方式后，拖动生产机械工作；控制设备是由各种控制电机、电器、电子元

第 1 页 共 68 页

控制设备

件及控制计算机组成，用以控制电动机的运动，实现对生产机械运动的自动控制。

1-4 电机中涉及到哪些基本电磁定律？试说明它们在电机中的主要作用。

答：全电流定律：电生磁的定律，实现电磁转换；电磁感应定律：磁生电的定律，电磁转换；电磁力定律：电磁产生运动的定律，电动机原理。

1-5 如果感应电势的正方向与磁通的正方向符合左手螺旋关系，则电磁感应定律应写成

e?Nd?，试说明原因。 dt答：应为电磁感应定律的描述是感应电动势的正方向与磁通方向符合右手螺旋关系

d?，即电动势总是阻碍磁通的变换。因此当感应电动势的正方向与磁通方dtd?向符合右左手螺旋关系时，则产生的感应电动势为：e?N。

dt时：e??N第1章 练习题题解及答案

1-1 在求取感应电动势时，式eL??Ldid?d?、式eL??、式eL??N,以及e?Blvdtdtdt等式中，哪一个式子具有普遍的形式？这些式子分别适用什么条件？ 解：式eL??d?是普遍的形式，此时是在感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手dt螺旋关系条件下； 式eL??Ldi适用于自感电动势，表示由于线圈中电流i的变化使由i产生的交链该线圈dt的磁链发生变化时所产生的电动势；

d?适用于线圈所有N匝的磁通相同，均为?时，即??N?的情况； dt式e?Blv适用于运动电动势，且B、l、v三者相互垂直，且符合右手定则。

式eL??N1-2 在下图中，所示的磁路中，线圈N1,N2中通入直流电流I1,I2,试问： 1） 电流方向如图所示时，该磁路的总磁动势为多少？ 2） N2中电流I2反向时，总磁动势又为多少？

3） 若在图中a，b处切开，形成一空气气隙?，总总磁动势又为多少？

第 2 页 共 68 页

??I1e1N1N2I2

解： 1）该磁路的总磁动势为：F1?I1N1?I2N2

2）此时磁路的总磁动势为：F2?I1N1?I2N2 3）此时磁路的总磁动势为：F3?I1N1?I2N2。

1-3 下图中，当电流i2产生的磁通?按正弦规律变化（即：???Msin?t??Msin2?ft）时，求其在N1线圈上产生的感应电动势e1，各参数参考方向如图所示。

?i2e1N1N2

解：由于感应电动势e1与磁通?的参考方向为不为右手螺旋关系，根据法拉第电磁感应定律得感应电动势为：

第 3 页 共 68 页

e1?N1d(?msin?t)d??N1?N1??m??cos?tdtdt

?E1Mcos?t?2?E1?sin(?t?900)可见感应电动势的幅值为：E1M??N1?m? 有效值为：E1?E1m2??N1?m2?2?fN1?m2?4.44fN1?m

1-4 当线圈N1中的电流i1减小时，标出线圈N1和N2产生的感应电动势e1和e2的实际方向。

i1u1N1N2

解：根据右手螺旋定则，得由i1产生的磁通?方向如下图所示，由电磁感应定律，根据磁通?，感应电动势e1和e2的参考正方向与磁通磁通?方向满足右手螺旋关系，如图所示，且：e1??N1d?d?，e2??N2，由于i1减小，因此其产生的磁与即为图中的参考一dtdt?致（见图中虚线方向）。

i1u1e1N1N2e2

第 4 页 共 68 页