电工学第八章习题课课件讲解
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7、磁动势平衡方程式
?
?
?
N1 I1? N 2 I 2 ? N1 I 0
8、变压器的电压变比
ku
?
U1 U 20
?
N1 N2
9、变压器的电流变比
ki ?
1 ku
?
I1 I2
?
N2 N1
10、变压器的阻抗变换
Z1
?
k
2 u
Z
2
11、变压器的铁损耗（不变损耗）
? PFe ? ? Ph ? ? PCu
12、变压器的铜损耗（可变损耗）
220 V
，则其额定电流 I1N 和 I 2 N
各是多少？
答： 1）二次侧额定电压是空载时电压 230V。
2）
I1N
?
50 10
? 5A
3）
I2N
?
50 ? 10 3 227 .3 A 220
9、（ P.176/ 题8-10 ）
已知信号源的内电阻 R0 ? 10k?
，用输出变压器带一个电阻为 R L ? 3 . 2 ?
相等，达到阻抗匹配，那么
N2 ： N3 应是多少？
答： ? ( N 1 ) 2 ? 16 ? ( N 1 ) 2 ? 4
N2
N3
1 N ? 1N 2
3N
2N
? N 2 ? 2 :1 N3
11、P.176/ 题8-12
有一线圈匝数 N ? 1000
匝，绕在由铸钢制成的闭合铁心上，铁心
截面积 S ? 20cm2 ，平均长度
的扬声器，为使扬声器获得最大的功率，输 出变压器的匝数比应该是多少？
答： k ? N1 ? R0
N2
RL
? 10 ? 1000 ? 55.9 3.2
10、（P.176/题8-11）
输出变压器一次侧匝数为 N1 ，二次绕组
有匝数为N2和N3两个抽头。将 16 ?
的负载接 N2抽头，或将
4?
的负载接 N3抽头，它们换算到一次侧的阻抗
已知交流电磁铁，当 U和f一定，则 ? m
一定，又由
IN ??
Rm
当衔铁未吸合时， Rm大，导致励磁电流
增大，以致烧毁电磁铁的励磁线圈。
2）当衔铁未吸合时， Rm大，? m 小，吸力小。
6、（P.176/题8-7） 有一台变压器为 220V/110V的一次和二次电
压，匝数为 N1=2000匝，N2=1000 匝，有人为
答：
1 ）不能，因直流电流产生的恒定磁通不 能在变压器的二次绕组产生感应电势和电流。
2 ）因没有感应电势平衡外加电压，使 励磁电流过大， 烧毁一次绕组。
5、（ P.176/ 题8-6 ） 1）交流电磁铁接通电源后，如果衔铁长时
间不能吸合，会怎样？ 2）如果是直流电磁铁，
又将如何？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答： 1）由式 U ? 4.44 fN? m
答：
结果是绕组和铁心发热，烧毁变压器。由
U ? 4.44 fN? m
可知当f、N不变时U增大、 ? m
增大，铁损耗增大；同时励磁电流也增大， 铜损耗增大。
8、（ P.176/ 题8-9 ）
一台单相变压器的额定容量 SN ? 50kV ?A
，额定电压为 10 kN / 230 V ，满载时二次电压为
一定，
Rm ? , ?
?
IN ? ) Rm ?
4）电源电压大小不变，铁心中气隙增加；
答： B 一定； ? I
5）电源电压增大，其他不变。
答： B 大； ? I 。
4、（ P.176/ 题8-5 ） 变压器能否用来传递直流功率？为什么？如 把变压器一次侧接到与交流额定电压相等的直流 电源上，将会怎样？
l ? 50cm ，在铁心中产生磁通
? ? 0.002Wb ，线圈中应通入多大的直流？
如铁心有一段空气隙， 长度为 L0 ? 0.2cm
，保持铁心中磁感应强度不变的话，应通入多
大的直流？
s
答：
由
?
?
?l IN
可求。
12、（ P.176/ 题8-13 ）
有一铸钢制成的均匀环形铁心线圈如图所示，其 截面积S=2cm2,平均长度l=40cm，线圈匝数 N=800 匝，要求磁通 ? =2? 10-4 Wb，铸钢的B-H曲线数据见 下表。求线圈中电流 I。
了节省铜钱，将匝数减少为 400匝和200匝，可行
否？
答： 不行，由式
U ? 4.44 fN? m
可知，当U和f一定时， N与 ? m
成反比，减少匝数 N将使 ? m
增大，铁损耗（与 B2成正比）增大，铁心发热。
7、（ P.176/ 题8-8 ）
有台电压为110V/36V 的变压器，有人想得 到二次电压 72V,把它接到同频率 220V电源上， 结果如何？为什么？
? 不小，铁心热。
2、 （P.176/题8-2） 一个铁心线圈，当铁心的磁路平均长度不变， 截面积变大，下述情况励磁电流怎样变化？
1）直流励磁； 2）交流励磁，励磁电压不变。
答： 1） I 0 不变
I0 ?
2）
( ? m 一定时
? U 定， ? IN ? )
Rm ?
3、（ P.176/ 题8-3 ） 交流铁心线圈在下面情况下，其磁感
? PCu
?
?
I
2 1
R1
?
I
2 2
R
2
13、变压器的总损耗
? P ? ? PFe ? ? PCu
14、变压器的效率
? ? P2 ?
P 2 ? 100 %
P1 P 2 ? ? P
15、变压器的输入电功率
P1 ? U 1 I 1 cos ? 1
课堂练习（讨论题）
1、 （P.176/题8-1） 1）在电压相等情况下，交流铁心线 圈误接到直流电源上会怎样？ 2）直流铁心线圈误接到交流电源上 又会怎样？ 答： 1）线圈烧毁；2）励磁电流小，
第八章 铁芯线圈与变压器 习题课
学习要点 磁路问题是局限在一定路径内的磁 场问题。应深入理解磁场的基本物理量 与磁路的基本定律的内在关系。并能在 解决铁心线圈，直、交流电磁铁和变压 器等电磁器件的问题中正确运用。
1、磁路的欧姆定律
? ? Fm ? NI
Rm
l
?S
Rm
?
l ?S
2、磁路的磁通定律
?? ? 0
3、磁路的磁压降定律
?? R m ? ? NI
?? l ? ? NI
4、直流电磁铁电磁吸力
F
?
4
B
2 0
S
0
?
10 5 ( N )
B0是气隙中的磁感应强度
5、交流电磁铁一周期平均电磁吸力
F
?
2
B
2 m
S
0
?
10 5 ( N )
Bm是气隙中的磁感应强度最大值
6、电压平衡方程式
U ? E ? 4 .44 fN ? m
应强度和线圈中电流怎样变化？ 1 ）电源电压大小和频率不变，线圈
匝数增加；
答： U ? 4.44 fN? m B ? , I ? ;
2）电源电压大小不变，频率减小；
答： B ? , I ? (? ? m ? , Rm 一定， IN ? )
3）电源电压大小不变，铁心截面减小；
答： B ? (? ? m 一定）， I ? (? ? m
?
?
?
N1 I1? N 2 I 2 ? N1 I 0
8、变压器的电压变比
ku
?
U1 U 20
?
N1 N2
9、变压器的电流变比
ki ?
1 ku
?
I1 I2
?
N2 N1
10、变压器的阻抗变换
Z1
?
k
2 u
Z
2
11、变压器的铁损耗（不变损耗）
? PFe ? ? Ph ? ? PCu
12、变压器的铜损耗（可变损耗）
220 V
，则其额定电流 I1N 和 I 2 N
各是多少？
答： 1）二次侧额定电压是空载时电压 230V。
2）
I1N
?
50 10
? 5A
3）
I2N
?
50 ? 10 3 227 .3 A 220
9、（ P.176/ 题8-10 ）
已知信号源的内电阻 R0 ? 10k?
，用输出变压器带一个电阻为 R L ? 3 . 2 ?
相等，达到阻抗匹配，那么
N2 ： N3 应是多少？
答： ? ( N 1 ) 2 ? 16 ? ( N 1 ) 2 ? 4
N2
N3
1 N ? 1N 2
3N
2N
? N 2 ? 2 :1 N3
11、P.176/ 题8-12
有一线圈匝数 N ? 1000
匝，绕在由铸钢制成的闭合铁心上，铁心
截面积 S ? 20cm2 ，平均长度
的扬声器，为使扬声器获得最大的功率，输 出变压器的匝数比应该是多少？
答： k ? N1 ? R0
N2
RL
? 10 ? 1000 ? 55.9 3.2
10、（P.176/题8-11）
输出变压器一次侧匝数为 N1 ，二次绕组
有匝数为N2和N3两个抽头。将 16 ?
的负载接 N2抽头，或将
4?
的负载接 N3抽头，它们换算到一次侧的阻抗
已知交流电磁铁，当 U和f一定，则 ? m
一定，又由
IN ??
Rm
当衔铁未吸合时， Rm大，导致励磁电流
增大，以致烧毁电磁铁的励磁线圈。
2）当衔铁未吸合时， Rm大，? m 小，吸力小。
6、（P.176/题8-7） 有一台变压器为 220V/110V的一次和二次电
压，匝数为 N1=2000匝，N2=1000 匝，有人为
答：
1 ）不能，因直流电流产生的恒定磁通不 能在变压器的二次绕组产生感应电势和电流。
2 ）因没有感应电势平衡外加电压，使 励磁电流过大， 烧毁一次绕组。
5、（ P.176/ 题8-6 ） 1）交流电磁铁接通电源后，如果衔铁长时
间不能吸合，会怎样？ 2）如果是直流电磁铁，
又将如何？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答： 1）由式 U ? 4.44 fN? m
答：
结果是绕组和铁心发热，烧毁变压器。由
U ? 4.44 fN? m
可知当f、N不变时U增大、 ? m
增大，铁损耗增大；同时励磁电流也增大， 铜损耗增大。
8、（ P.176/ 题8-9 ）
一台单相变压器的额定容量 SN ? 50kV ?A
，额定电压为 10 kN / 230 V ，满载时二次电压为
一定，
Rm ? , ?
?
IN ? ) Rm ?
4）电源电压大小不变，铁心中气隙增加；
答： B 一定； ? I
5）电源电压增大，其他不变。
答： B 大； ? I 。
4、（ P.176/ 题8-5 ） 变压器能否用来传递直流功率？为什么？如 把变压器一次侧接到与交流额定电压相等的直流 电源上，将会怎样？
l ? 50cm ，在铁心中产生磁通
? ? 0.002Wb ，线圈中应通入多大的直流？
如铁心有一段空气隙， 长度为 L0 ? 0.2cm
，保持铁心中磁感应强度不变的话，应通入多
大的直流？
s
答：
由
?
?
?l IN
可求。
12、（ P.176/ 题8-13 ）
有一铸钢制成的均匀环形铁心线圈如图所示，其 截面积S=2cm2,平均长度l=40cm，线圈匝数 N=800 匝，要求磁通 ? =2? 10-4 Wb，铸钢的B-H曲线数据见 下表。求线圈中电流 I。
了节省铜钱，将匝数减少为 400匝和200匝，可行
否？
答： 不行，由式
U ? 4.44 fN? m
可知，当U和f一定时， N与 ? m
成反比，减少匝数 N将使 ? m
增大，铁损耗（与 B2成正比）增大，铁心发热。
7、（ P.176/ 题8-8 ）
有台电压为110V/36V 的变压器，有人想得 到二次电压 72V,把它接到同频率 220V电源上， 结果如何？为什么？
? 不小，铁心热。
2、 （P.176/题8-2） 一个铁心线圈，当铁心的磁路平均长度不变， 截面积变大，下述情况励磁电流怎样变化？
1）直流励磁； 2）交流励磁，励磁电压不变。
答： 1） I 0 不变
I0 ?
2）
( ? m 一定时
? U 定， ? IN ? )
Rm ?
3、（ P.176/ 题8-3 ） 交流铁心线圈在下面情况下，其磁感
? PCu
?
?
I
2 1
R1
?
I
2 2
R
2
13、变压器的总损耗
? P ? ? PFe ? ? PCu
14、变压器的效率
? ? P2 ?
P 2 ? 100 %
P1 P 2 ? ? P
15、变压器的输入电功率
P1 ? U 1 I 1 cos ? 1
课堂练习（讨论题）
1、 （P.176/题8-1） 1）在电压相等情况下，交流铁心线 圈误接到直流电源上会怎样？ 2）直流铁心线圈误接到交流电源上 又会怎样？ 答： 1）线圈烧毁；2）励磁电流小，
第八章 铁芯线圈与变压器 习题课
学习要点 磁路问题是局限在一定路径内的磁 场问题。应深入理解磁场的基本物理量 与磁路的基本定律的内在关系。并能在 解决铁心线圈，直、交流电磁铁和变压 器等电磁器件的问题中正确运用。
1、磁路的欧姆定律
? ? Fm ? NI
Rm
l
?S
Rm
?
l ?S
2、磁路的磁通定律
?? ? 0
3、磁路的磁压降定律
?? R m ? ? NI
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4、直流电磁铁电磁吸力
F
?
4
B
2 0
S
0
?
10 5 ( N )
B0是气隙中的磁感应强度
5、交流电磁铁一周期平均电磁吸力
F
?
2
B
2 m
S
0
?
10 5 ( N )
Bm是气隙中的磁感应强度最大值
6、电压平衡方程式
U ? E ? 4 .44 fN ? m
应强度和线圈中电流怎样变化？ 1 ）电源电压大小和频率不变，线圈
匝数增加；
答： U ? 4.44 fN? m B ? , I ? ;
2）电源电压大小不变，频率减小；
答： B ? , I ? (? ? m ? , Rm 一定， IN ? )
3）电源电压大小不变，铁心截面减小；
答： B ? (? ? m 一定）， I ? (? ? m