船舶電氣設(shè)備系統(tǒng)

1、《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課后習(xí)題答案第1章電與電與磁11、鐵磁材料具有哪三種性質(zhì)？答：鐵磁材料具有“高導(dǎo)磁率”、“磁飽和”以及“磁滯和剩磁”等三種性質(zhì)。12、為什么通電線圈套在鐵心上，它所產(chǎn)生的磁通會(huì)顯著增加？答：通電線圈未套在鐵心上時(shí)，其產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過的磁路主要是空氣隙，磁阻很大，因此磁通一般較小。當(dāng)通電線圈套在鐵心上時(shí)，磁通所經(jīng)過的磁路有很大的一段是由鐵磁材料組成的，磁路的磁阻顯著下降，所以它所產(chǎn)生的磁通會(huì)顯著增加。13、鐵磁材料在

2、交變磁化時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗？直流電磁鐵的鐵心為什么是由整塊鑄鐵制成的？答：①由于鐵磁材料有磁滯和剩磁的性質(zhì)，需要一定的外界提供一定的能量來克服磁滯和剩磁的作用實(shí)現(xiàn)交變磁化，因此交變磁化時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗。交變磁化的磁通將在鐵心中感應(yīng)電動(dòng)勢，而由于鐵磁材料本身具有一定的導(dǎo)電能力，感應(yīng)的電動(dòng)勢將在鐵心中形成渦流（以鐵心中心軸線為圓心的同心環(huán)形電流），渦流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的損耗就是渦流損耗。②直流電磁鐵產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的

3、直流磁通，直流磁通不會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，因此沒有必要象交流電磁鐵那樣采用硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流電磁鐵的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。14、標(biāo)出圖123中通電導(dǎo)體A、B和C所受電磁力的方向。答：參考書P.17頁，根據(jù)左手定則，通電導(dǎo)體A所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝螅煌妼?dǎo)體B所受電磁力的方向?yàn)閺淖笸?；通電?dǎo)體C有兩個(gè)導(dǎo)體，左下邊的導(dǎo)體所受電磁力的方向?yàn)閺淖笸遥疑线厡?dǎo)體所受電磁力的方向?yàn)閺挠彝?，若兩個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)線圈的兩個(gè)邊，則

4、這個(gè)線圈將受到逆時(shí)針的電磁轉(zhuǎn)矩。15、應(yīng)用右手定則，確定圖124中的感應(yīng)電動(dòng)勢方向或磁場方向（圖中箭頭表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向，?⊙表示感應(yīng)大多數(shù)方向）。答：（參考書P.17頁）①在圖(a)中磁場為左N右S，導(dǎo)體從上往下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外，即用⊙表示；②在圖(b)中磁場為右N左S，導(dǎo)體從下往上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外，即也用⊙表示；③圖(c)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)?，是由外指向紙面，運(yùn)動(dòng)

5、方向從下往上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，作用兩邊的磁場應(yīng)該是左N右S；④圖(d)中磁場為右N左S，感應(yīng)電動(dòng)勢為⊙，是由紙面指向外，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該是從下往上。16、什么是自感？如何確定自感電動(dòng)勢的方向？在圖125所示的電路中，繪出開關(guān)SA閉合時(shí)自感電動(dòng)勢的方向和開關(guān)打開時(shí)自感電動(dòng)勢的方向。答：所謂自感，有兩層意思：一是指線圈的自感現(xiàn)象；二是指自感系數(shù)（反映線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的能力，即自感系數(shù)L的數(shù)值）。①當(dāng)線圈通入變化的電流時(shí)，變化電流產(chǎn)生的磁

6、通也是變化的，變化磁通在線圈本身感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，即由于自身電流在自身感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，簡稱自感。②線圈的匝數(shù)與磁路導(dǎo)磁能力不同時(shí)，即使電流的大小和變化率相同，感應(yīng)的自感電動(dòng)勢將是不同的，反映線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢能力的參數(shù)為自感系數(shù)L，簡稱自感。在自感現(xiàn)象中感應(yīng)的自感電動(dòng)勢方向與阻礙磁通變化的方向符合右手螺旋定則，即感電動(dòng)勢總是力圖阻礙磁通和電流變化的。根據(jù)右手螺旋定則，在圖125所示的電路中，當(dāng)SA閉合時(shí)，線圈中的電流i將按

7、圖中所示方向增加，產(chǎn)生的磁通在從下往上的方向上增加，因此自感電動(dòng)勢的方向是線圈的上端為正，下端為負(fù)。當(dāng)SA打開時(shí)，線圈中的電流i將按路環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢，產(chǎn)生電流。短路環(huán)中的電流也會(huì)產(chǎn)生磁通，而且，接觸器線圈產(chǎn)生的磁通為零時(shí)（變化率最大），短路環(huán)感應(yīng)的電動(dòng)勢、產(chǎn)生的電流和磁通都達(dá)到最大，因此保證接觸器線圈電流“過零點(diǎn)”時(shí)鐵心產(chǎn)生的磁通和吸力不圍零，從而避免銜鐵的振動(dòng)。也就是說，交流接觸器鐵心中的短路環(huán)是避免鐵心兩部分產(chǎn)生的磁通同時(shí)為零，從而

8、避免銜鐵的振動(dòng)的。110、交流接觸器為什么要用鋼片疊成？答：交流電磁鐵工作時(shí)，線圈通入的是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通，交變磁通會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該由片間涂有絕緣材料的硅鋼片疊壓而成。111、交流接觸器鐵心卡住為什么會(huì)燒毀線圈？（應(yīng)該說是“銜鐵卡住”較合適）答：交流電磁鐵是恒磁通型的，只要電源電壓和頻率不變，因?yàn)閁≈E=4.44NfΦ，其磁通基本不變，因此不管銜鐵是否吸合，電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不

9、變。但是，銜鐵吸合前，磁路的磁阻大，線圈通過的電流大；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，線圈通過的電流小（因?yàn)榇艅軮N=磁阻Φ，Φ不變而磁阻大，I就大；磁阻小，I就?。?。若接觸器工作時(shí)交流電磁鐵的銜鐵卡?。床荒芡耆希?，將使線圈一直保持較大的電流，產(chǎn)生的銅損耗增加，很容易使線圈因過熱而燒毀。112、直流接觸器鐵心為什么是整塊鑄鐵？為什么沒有短路環(huán)？答：直流接觸器線圈通入的是直流電源，在鐵心中產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的直流磁通，直流磁通

10、不會(huì)在鐵心產(chǎn)生渦流損耗，因此沒有必要象交流接觸器鐵心那樣采用硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流接觸器的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。由于鐵心中產(chǎn)生的磁通直流磁通，沒有“過零點(diǎn)”，在工作時(shí)鐵心產(chǎn)生的吸力一直保持恒定，因此沒有必要設(shè)置短路環(huán)來防止銜鐵的振動(dòng)。第2章變壓器變壓器21、變壓器中主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？在分析變壓器時(shí)是怎樣反映它們的作用的？答：主磁通：沿鐵心閉合，同時(shí)與原、副邊繞組交鏈，并在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢。

11、它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介，是變壓器的工作磁通，占總磁通的絕大部分。無論空在還是運(yùn)行，只要變壓器的端電壓一定，主磁通都將不會(huì)改變，維持在一個(gè)恒定的值。在分析變壓器時(shí)常以勵(lì)磁電抗Xm反應(yīng)主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非線性的，故Xm不是常數(shù)，隨著鐵心飽和程度的提高而減小。漏磁通：主要沿非鐵磁材料閉合，僅與原邊繞組或者副邊繞組交鏈，在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢，起漏抗壓降的作用，在數(shù)量上遠(yuǎn)小于主磁通。由于漏磁通主要沿非鐵磁物質(zhì)閉合，所經(jīng)磁路是線

12、性的，它與所交鏈繞組的電流成正比。在分析變壓器時(shí)，以漏抗Xσ反映漏磁通的作用。由于磁路基本上是線性的，故Xσ壓基本上為常數(shù)。主磁通由原邊繞組和副邊繞組磁通勢共同產(chǎn)生，漏磁通僅由原邊或副邊繞組磁通勢單獨(dú)產(chǎn)生。22、感應(yīng)電動(dòng)勢的量值與哪些因素有關(guān)？勵(lì)磁阻抗Zm的物理意義如何？Xm的大小與哪些因素有關(guān)？答：①根據(jù)“4.44公式”（即E=4.44fNΦm），影響變壓器繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢量值（即幅值大小）的因素有：繞組的匝數(shù)、電源的頻率和與繞組交鏈