直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关
第四节电磁铁
![第四节电磁铁](https://img.taocdn.com/s3/m/02da5d7a02768e9951e738e5.png)
第四节电磁铁电磁铁是利用通电的铁心线圈所产生的强磁场来吸引铁磁物质(衔铁)动作的电器。
它广泛地应用在继电器、接触器及自动装置中。
电磁铁由励磁线圈、铁心和衔铁组成,其结构如图3-17所示。
工作时,电流通入励磁线圈产生磁场,使铁心和衔铁都被磁化,衔铁受到电磁力的作用与铁心吸合,而电磁铁的衔铁可带动其他机械零件或触点动作,实现各种控制和保护。
断电时,磁场消失,衔铁在弹性力的作用下释放。
当衔铁为被加工的工件时,则起到固定工件位置的作用,如磨床中常用的电磁吸盘。
因此电磁铁在生产上的应用非常广泛。
根据电磁铁线圈中所通过的电流不同,可分直流电磁铁和交流电磁铁两大类。
一、直流电磁铁1、直流电磁铁的吸力直流电磁铁的励磁电流是直流。
可以证明,直流电磁铁的衔铁所受吸力为式中B0——空气隙的磁感应强度(Wb/m2);S——空气隙磁场的截面积(m2);F——电磁铁的吸力(N)。
2、直流电磁铁特点直流电磁铁采用直流电流励磁,铁心中的磁通恒定,没有感应电动势产生,因而线圈的励磁电流由电源电压和线圈内阻决定。
如果电源电压和线圈内阻不变,则励磁电流不变,所以磁动势NI也不变。
因此直流电磁铁具有以下特点:·线圈中的直流励磁电流只取决于电源电压和线圈电阻,是不变的。
·直流电磁铁在衔铁吸合过程中气隙是逐渐变小的,磁路中磁阻也逐渐变小。
根据磁路欧姆定律(Φ=N I/Rm)可知,励磁电流不变时,磁通与磁阻成反比,在衔铁吸合过程中磁通逐渐变大,由此说明直流电磁铁的吸力F的大小与衔铁所处空间位置有关,电磁铁在起动(开始吸合)时的吸力,要比工作时(吸合后)的吸力小很多。
二、交流电磁铁当交流电磁铁的铁心线圈通入正弦交流电时,铁心中便产生交变磁通,线圈的端电压和铁心中磁通有以下关系式中f——外加励磁交流电的频率(Hz);N——铁心线圈的匝数;Φm——铁心中磁通的最大值(Wb);U——外加电源电压的有效值(V)。
从式中我们可看到,当电源频率和线圈匝数一定时,铁心中磁通的最大值与电源电压的有效值成正比。
磁路与磁路的欧姆定律
![磁路与磁路的欧姆定律](https://img.taocdn.com/s3/m/03e8e5b4d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c75.png)
1、什么是电路
知识回顾
电流流通的路径
2、电路欧姆定律、电阻定律?
3、磁感应强度的公式?
二、磁路
1、概念:磁通所通过的路径称为磁路。 有分支磁路
无分支磁路
2、磁路组成:线圈、铁芯物质做 成的芯子。
4.导磁 系数μ
描述导磁能力大小的物理量。通常使用相对导磁系数 r
r
0
无量纲
0
真空导磁系数
#
8-1
第一节 磁路的基本概念和定律
二、磁路的基本定律 安培环路定律 磁磁路欧路姆欧定姆律定律基尔霍夫定律 安培环路定律 磁路欧姆定律
安培环磁路与 安路定电培欧路律环姆类H磁路定似d路定,安律磁l欧律路培磁姆安也环I路定有培路欧各律环磁定种沿在姆路路律定任这定定欧律磁一闭律律姆路闭合磁定欧合路路律姆路径欧定径内姆律各,H定电的律流线的积代分数等和于包围 磁路欧姆定律
例题:铸钢圆环上绕有线圈800匝,通有2A电流,环
平均周长为0.5m,截面积3.25×10-4m2,求线
圈磁动势、磁阻和磁通。(硅钢片的磁导率 为7500H/m
Fm NI
Rm
l S
Fm Rm
几点说明:
1. 磁阻Rm 的大小取决于磁路的尺寸和材料的磁导率。
l Rm S
2. 很大,但不是常数,因此 Rm 也不是常数。所以磁
#
8-3 三、交流电磁铁
铁心
交流电磁铁也是一种电磁器件,结构 形式与直流电磁铁类似。在工业部 门应用极为广泛。如冶金工业中用 于提放钢材的电磁吊车;夹持工件 的电磁工作台;传递动力的电磁离 合器;液压传动中的电磁阀;交流 接触器及接触器等。
直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关课件
![直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关课件](https://img.taocdn.com/s3/m/b3ae3ca6760bf78a6529647d27284b73f24236b6.png)
直流电磁铁的吸力
直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。
33
交流电磁铁的吸力
交流电磁铁中磁场是交变的, 设
B0 Bm sin t
则吸力瞬时值为:
吸力的波形:
f
107 8π
B02 S0
107 8π
Bm2 S0
sin2
t
f Fm
Fm sin2 t
1 2
Fm
1 2
Fm
cos2
t
O
t
吸力平均值为:
漏磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端
的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计,
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
10
对二次侧,根据KVL:
E 2
R2 R2
II22
EjXσ22I2U2U 2
式中 R2 为二次绕组的电阻;
i1
u+– 1e+–σe+–11
一次侧接交流电源,
+
u1
–
e+–σe11+–
2 1
二次侧接负载。
N1
i2
+–e2e+–2u+–2 Z N2
dΦ 有载时, 铁心中
u1 i1 ( i1N1)
e1 N1
dt
dΦ
主磁通 是由 一次、二次绕
1
e2 N 2 dt
组磁通势共同 产生的合成磁
eσ1
Lσ1
di1 dt
i2 ( i2N2)
3.电流互感器 实现用低量程的电流表测量大电流
i1 (被测电流)
R 使用注意事项:
N1 (匝数少)
维修电工初级练习题及参考答案
![维修电工初级练习题及参考答案](https://img.taocdn.com/s3/m/61cf3c5f4b7302768e9951e79b89680203d86bdb.png)
维修电工初级练习题及参考答案一、单选题(共80题,每题1分,共80分)1、过流继电器的整定值一般为电动机额定电流的()倍。
A、1.4~2B、1.5~2C、1.7~2D、1.6~2正确答案:C2、三相异步电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组和()三部分组成。
A、磁铁B、线圈C、机座D、转子正确答案:C3、电气图包括系统图和框图、()、接线图和接线表。
A、统图B、电路图C、接地图D、电力图正确答案:B4、过电流继电器主要用于重载或频繁启动的场合,作为电动机和主电路的()保护。
A、断相和过载B、短路和断相C、短路和过载D、断路和过载正确答案:C5、各接地设备的接地线与接地干线相连时,应采取()。
A、串联方式B、并联方式C、混接方式D、串并联均可正确答案:B6、在接触网及带电体()m范围内,使用发电机、空压机、搅拌机等机电设备时,应有良好的接地装置。
A、4.5B、5C、4D、5.5正确答案:B7、三极管放大电路中,大容量电容相当于(),直流电源可认为()。
A、开路短路B、短路断路C、短路短路D、短路开路正确答案:C8、需要()启动电动机时,应选用接触器控制。
A、间歇性B、频繁C、单次D、偶尔正确答案:B9、电阻器的选择参数不包括()。
A、额定功率B、电阻值C、额定电压D、容许误差正确答案:C10、带电灭火时不能使用()进行灭火。
A、四氯化碳灭火剂B、二氧化碳灭火剂C、泡沫灭火剂D、干粉灭火剂正确答案:C11、实际电压源的端电压随着负载电流()而()。
A、增大增大B、减小增大C、减小减小D、增大减小正确答案:D12、直流电磁铁的吸力与线圈内()有关。
A、电阻B、电容C、电流D、电压正确答案:C13、室内吊灯及日光灯的内部连接导线其截面积应不小于()mm2。
A、0.75B、0.55C、0.25D、0.45正确答案:A14、在有触电危险的场所使用手持电动工具,宜采用()V的安全电压。
A、42B、18C、22D、36正确答案:A15、从业人员在职业活动中应遵循的内在的道德准则不包括()。
电工学少学时第五章详解
![电工学少学时第五章详解](https://img.taocdn.com/s3/m/041c2000195f312b3169a5d2.png)
(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。
由于 不是常数,其随励磁电流而变,磁路欧姆定律
不能直接用来计算,只能用于定性分析;
(4)在电路中,当 E=0时,I=0;但在磁路中,由于有
剩磁,当 F=0 时, 不为零;
5.2 电磁铁
衔铁
铁心
铁心
励磁 线圈
铁心
励磁 线圈
衔铁
励磁 线圈
衔铁
电磁铁的种类: 直流电磁铁、交流电磁铁。
铁心
励磁 线圈
衔铁
一、直流电磁铁
1. 直流铁心线圈电路
U → I → NI →
(1) 电压与电流的关系
I=
U R
(2) 线圈的功率: P = R I 2
+U- I
Φ
S
f
N
N
S
一、直流电磁铁
+U-
I
2. 电磁吸力
第5章 变压器
第5章 变压器
5.1 磁路 5.2 电磁铁 5.3 变压器的工作原理 5.4 变压器的基本结构 5.5 三相变压器 5.6 仪用互感器 5.7 自耦变压器 5.8 三绕组变压器 5.9 绕组的极性
5.1 磁路
5.1 磁场的基本物理量
1、磁感应强度B : 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
zz是漏磁阻抗是漏磁阻抗根据电磁感应定律根据电磁感应定律有效值有效值由于线圈电阻由于线圈电阻rr和感抗和感抗x或漏磁通或漏磁通较小其较小其电压降也较小与主磁电动势电压降也较小与主磁电动势e相比可忽略故有相比可忽略故有mm是是铁心中磁感应强度的最大值单位铁心中磁感应强度的最大值单位t是铁心截面积单位是铁心截面积单位m功率视在功率
电机与电气控制技术基础
![电机与电气控制技术基础](https://img.taocdn.com/s3/m/7ff9d32cbd64783e09122b65.png)
④ 利用式(15-2)求出磁动势IN。
15.1.2 铁心线圈与电磁铁
1.铁心线圈的电磁关系
铁心线圈的电磁关系有两种,一种是用直流来励磁,另一种是用交流励磁。直流励磁的铁心线圈,磁通恒定、电流I的大小只与线圈电阻R有关,功率损耗也只有I 2R,即所谓铜损。而交流铁心线圈的电磁关系与功率损耗等是比较复杂的。它也是变压器与交流电机的基础。
磁饱和性即磁性材料的磁化磁场B(或Φ)随着外磁场H(或I)的增强,并非无限地增强,而是当全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场一致时,磁感应强度B不再增大,达到饱和值。亦即铁磁性材料的磁化曲线是非线性的,如图15-2所示。为了尽可能大地获得强磁场,一般电机铁心的磁感应强度常设计在曲线的拐点a附近。
下面以非匀磁路图15-4的分析与计算为例,介绍其求解磁动势的一般步骤。
① 由于各段磁路的截面不同,而磁通Φ相同,因此各段磁路中的磁感应强度Bi=Φ/Si,由此求得B 1、B 2、及B 0,其中计算B 0时的截面S 0 时,因δ很小,可以也取铁心截面S 2。
② 据各段磁路材料的磁化曲线B=f(H),查得与上述B i对应的磁场度H i。其中空气隙或其它非铁磁材料的磁场强度H 0=B 0/μ0=B 0/4π×10-7(A/m)可以直接计算。
[牛顿] (15-11)
由式(15-11)可知,吸力在零与最大值Fm之间脉动(图15-8)。因而衔铁以两倍电源频率在颤动,引起噪音,同时触头容易损坏。为了消除这种现象,可在磁极的部分端面上套一个分磁坏(图15-9)。于是在分磁坏(或称短路环)中便产生感应电流,以阻碍磁通的变化,使在磁极两部分中的磁通Φ1与Φ2之间产生一相位差,因而磁极各部分的吸力也就不会同时降为零,这就消除了衔铁的颤动,当然也就除去了噪音。
电磁学基础知识
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3.2.2 磁饱和性
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着
外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定
程度时,磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与
在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同,或磁场
强度不等)中,总磁动势等于各段磁位差之和。
NIHL
总磁动势
I
例:
N
l0
N IHIH0l0
l
电磁学基础知识
3.3.4 磁路的欧姆定律
对于均匀磁路
NIHL BL L I S
N
S L
令: R m
L
S
Rm 称为磁阻
l 为磁路的平均长度; S 为磁路的截面积; 为磁导率。
基本定律
磁阻
磁感应 强度
基尔霍夫定律
F Rm
Rm
l S
Φ B
S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
电流 强度
IE R
R l S
JI S
电磁学基础知识
基尔霍夫定律
E I U 0
3.4 交流铁心线圈电
3.4 .1路电磁关
i
主系磁通 :通过铁心闭合的 +
– e
磁通。 与i不是线性关系。 u 漏磁通:经过空气或其 –
具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁,磁滞回线接 近矩形,稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记 忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体 等。
3.3 磁路基本定律
3.3.1 磁路的概念
在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做 成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它 物质的磁导率高的多,磁通的绝大部分经过铁心形成 闭合通路。
磁路计算
![磁路计算](https://img.taocdn.com/s3/m/4f2f110579563c1ec5da71a1.png)
6.4 交流铁心线圈电路
励磁电流:在磁路中用来产生磁通的电流
励磁电流
直流 ------- 直流磁路 交流 ------- 交流磁路
磁路分析
直流磁路 交流磁路
一. 直流磁路的分析
直流磁路的特点: I U (R 为线圈的电阻)
U一定 I 一定
R
Φ
(线圈中没有反电动势)
I
磁动势 F=IN 一定
U
L
di dt
2.电压电流关系
交流激励
i
线圈中产生感应电势
Φ
电路方程:
Φ和Φ 产生
的感应电势
Φ
u uR (el ) (e )
u
e
L
e
Ri N dΦ
dtБайду номын сангаас
Φ :主磁通
Φ :漏磁通
u 一般情况下 R 很小
u N dΦ
dt
i
Φ
Φ
u N dΦ
dt
u
e
L
e
假设 Φm sint
则 u NΦm cost
根据使用电源类型分为: 直流电磁铁:用直流电源励磁;
交流电磁铁:用交流电源励磁。
2. 基本结构
电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成,常见的
结构如图所示。
铁心
铁心
F
F
线圈
F 线圈
衔铁
衔铁 线圈
衔铁
F
铁心
有时是机械零件 、
工件充当衔铁
3. 电磁铁吸力的计算
电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的
磁感应强度B0的平方成正比。基本公式如下:
解
磁路的平均长度为 l=((10+15)/2) =39.2cm
电工单选题
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1 将一段均匀的阻值为R的导线均匀拉长到原来的两倍,其阻值为( )。
1/4R 1/2R 2R 4R D2 交流接触器工作中最主要的发热部件是()。
线圈铁心触头导线B3 交流接触器线圈电压过低将导致()。
线圈电流显著增加线圈电流显著减小铁心电流显著增加铁心电流显著减小 A4 角频率ω与频率f之间的关系为()。
ω=2πf ω=1/f ω=πf ω=f A5 钎焊分立电子元件应使用的电烙铁是()。
25W 75W 100W 150WA6 钎焊钢件应使用的焊剂是()。
松香松香酒精溶液焊膏盐酸D7 钎焊焊好后焊头应该()。
慢慢提起迅速提起可快可慢由焊件大小决定B8 钎焊弱电元件时,焊头上的含锡量()。
多一些好少一些好可多可少以满足一个焊点为宜 D9 钎焊时,焊头停留时间应()。
长一些好短一些好长短都行由焊件大小决定 D10 热继电器在电动机控制线路中不能作()。
短路保护过载保护缺相保护电流不平衡运行保护 A11 热继电器中的双金属片弯曲是由于()。
机械强度不同热膨胀系数不同温差效应受到外力的作用 B12 热继电器作电动机的保护时,适用于()。
重载间断工作时的过载保护频繁启动过载保护轻载启动连续工作过载保护任何负载、任何工作制的过载保护 C 13 日光灯管在抽成真空后充入少量汞和适量的惰性气体()。
氖气氩气氧气氙气 B14 熔体的熔断时间()。
与电流成正比与电流成反比与电流的平方成正比与电流的平方成反比 A15 润滑脂一般应占轴承室容积的()。
10%左右40%左右80%左右1 B16 若单相桥式整流电路中有一只二极管已断路,则该电路()。
不能工作仍能正常工作输出电压下降输出电压上升 C17 直流电动机的主磁极产生的磁场是()。
恒定磁场旋转磁场脉动磁场匀强磁场 A18 直流电动机换向器的作用是使电枢获得()。
单向电流单向转矩恒定转矩旋转磁场 B19 制造变压器铁心的材料应选()。
软磁材料硬磁材料矩磁材料顺磁材料A20 制造扬声器磁钢的材料应选()。
直流电机习题
![直流电机习题](https://img.taocdn.com/s3/m/9184b0be3b3567ec112d8ab5.png)
项目一一、选择1、直流电动机在串电阻调速过程中,若负载转矩保持不变,则保持不变。
A:输入功率, B:输出功率,C:电磁功率, D:电机的效率。
2、一台串励直流电动机运行时励磁绕组突然断开,则。
A:电机转速升到危险的高速, B:保险丝熔断C:上面情况都不会发生。
3、一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法是。
A:改变原动机的转向B:改变励磁绕组的接法C:既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法4、起动直流电动机时,磁路回路应电源。
A;与电枢回路同时接入 B:比电枢回路先接入C:比电枢回路后接入5、在直流电机中,电枢的作用是_______。
A:将交流电变为直流电 B:实现直流电能和机械能之间的转换C:在气隙中产生主磁通 D:将直流电流变为交流电流6、直流电机的调速方法中,适合恒转矩负载并且低速时稳定性较好的是_____。
A:弱磁调速 B:降压调速C:串电阻调速 D:变频调速7、直流电机的调速方法中,适合恒转矩负载并且低速时稳定性较好的是_____。
A:弱磁调速 B:降压调速C:串电阻调速 D:变频调速8直流电机U=240V,Ea=220V,则此电机为()。
A、电动机状态;B、发电机状态9直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了( )。
A.增加起动转矩B.限制起动电流C.增加主磁通D.减少起动时间10并励直流发电机的额定输出功率P N等于( )A.U N I NηNB.U N I N/ηNC.U N I ND.U N I a11.交流电动机中,电动势的方向与电枢电流方向______,直流发电机中,电动势的方向与电枢电流的方向______。
( )A. 相同,相同B. 相同,相反C. 相反,相同D. 相反,相反12.直流电机磁极和电枢的铁心选材应是( )。
A、电枢用硅钢片,磁极用整块铸钢B、电枢用整块铸钢,磁极用钢板冲片叠成C、电枢用硅钢片,磁极用钢板冲片叠成D、因是直流无铁损,故两者均可用整块铸钢13、直流并励电动机的电势平衡方程式可写成__ _____。
维修电工题库选择(多选)高级
![维修电工题库选择(多选)高级](https://img.taocdn.com/s3/m/4cf3baab58fafab068dc02b7.png)
1、在RLC 串联电路中,已知R=30Ω, L=254Hm ,C=80μF 。
电源电压)30314sin(2202︒+⨯=t u ,求:电路的复功( B,D )。
A 、968︒∠7B 、968︒∠53C 、、+2、一三相对称负载,联成Y 形接到三相对称电源上,现测得U 相电流为10A ,则U 相、V 相、W 相的线电流的解析式为( B,D ) (A)。
A 、i V =102sin ωtB 、i W =102sin(ωt+120°)C 、i W =102sin ωtD 、i V =102sin(ωt-120°)下图所示电路的复阻抗为( A,D )Ω。
#A 、 6-j6B 、 6+j10C 、26︒∠45D 、 26︒-∠453、由R=100Ω,x c = 318Ω,串联接在f=50HZ ,U=220V 电源上,电路的电流是(A,B )。
A 、0.66︒∠5.72AB 、A Z U I ︒-∠︒∠==••5.723330220 C 、A Z U I ︒∠︒∠==••5.723330220 D 、0.66A;4、在RLC 串联电路中,已知R=6Ω,x L =10Ω ,x C =2Ω ,f=50Hz ,电压为120︒∠0V ,则电路的电流为(B,C )。
A 、212AB 、12︒-∠53AC 、)53314sin(212︒-=t i AD 、12cos53°A5、RLC 串联电路发生串联谐振时,下列描述正确的是( A,D )。
A 、 阻抗角等于零B 、 电压与电流反相C 、 电路表现为感性《D 、 电路表现为纯电阻性6、若等效电导22X R R g +=与电纳22X R X b +=并联,则其等效复阻抗为( A,B )。
A 、jb g Z -=1 B 、R+jxC 、jbg Z +=1 D 、R-jx7、三相四线制中,三相不对称负载供电特点有( A,B,C,D )。
A 、各相负载所承受的电压为对称的电源相电压,与负载是否对称无关B 、各线电流等于相应的各负载的相电流C 、中线电流等于三个负载电流的相量和!D 、中性线的作用:使三相电路能够成为互不影响的独立电路,无论各相负载如何变动都不影响各相电压8、三相负载对称指的是( A ,D )。
电工技术基础 王英 课后题答案第 章
![电工技术基础 王英 课后题答案第 章](https://img.taocdn.com/s3/m/e608e9b57c1cfad6185fa721.png)
(a) 增大
(b) 减小 (c) 保持不变
分析:直流电磁铁U = IR ,而交流电磁铁的U = IR + (−eL ) + (−eσ ) ,即同样的电压,交流
对于均匀磁路
磁路欧姆定律的数学表 达式。
Rm 与磁通Φ 成反比,表 现了对磁通 Φ 的阻碍作用,
称为磁阻。
基本物理量 磁路 电路
磁阻 Rm
电阻 R
磁路与电路的对应关系 定律
磁路
欧姆定律:Φ = F Rm
磁通 Φ
∑ 电流 i 磁路的基尔霍夫第一定律: Φ = 0
磁压降 Hl 电压 u
磁动势 F 电动势 E
3
图 7-1 铁磁性物质的磁滞回线图 图 7-2 软磁和硬磁材料的磁滞回线 图 7-3 矩磁材料的磁滞回线
磁化曲线 不同的磁性材料,其磁滞回线和磁化曲线也不同。图 7-4 给出了三种常用磁 性材料的磁化曲线。
图 7-4 磁化曲线 a-铸铁 b-铸钢 c-硅钢片
7.1.3 直流磁路
1.基本概念
直流磁路由直流电励磁,励磁线圈中的电流取决于外施电压和线圈电阻,即 I = U 。 R
分析:交流铁心的分析切入点为U ≈ 4.44 fNΦm = 4.44 fNBmS ,励磁电压和频率均减半,
B 不变,同时根据安培环路定律 Hl = IN = B l ,I 不变,所以铜损耗也不变,又由于励磁 μ
电流的频率减半,与频率相关的铁损耗会随之减小。
答案:(c ), (b )
5、交流铁心线圈,如果励磁电压不变,而频率减半,则铜损 PCu 将( )。
当外加电压 U、电路参数 R 一定时,线圈中电流不变;当磁路中气隙改变时,磁阻 Rm 改变, 根据 Φ = IN ,磁通 Φ 改变。直流磁路的磁通不随时间而变化,故其主要损耗为线圈电阻
电气控制与PLC应用-陈建明(第三版)习题解答
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第1章 常用低压控制电器习题与思考题1. 何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?答:不同的电磁机构,有不同的吸力特性。
电磁机构动作时,其气隙δ是变化的,22F B Φ∝∝。
对于直流电磁机构:其励磁电流的大小与气隙无关,衔铁动作过程中为恒磁动势工作,根据磁路定律/1/m m IN R R Φ=∝,式中R m 为气隙磁阻,则222m 1/1/F R Φδ∝∝∝,电磁吸力随气隙的减少而增加,所以吸力特性比较陡峭。
对于交流电磁机构:设线圈外加电压U 不变,交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗,若电阻忽略不计,则 4.44U E f N Φ≈=,/(4.44)U fN Φ=,当电压频率f 、线圈匝数N 、外加电压U 为常数时,气隙磁通Φ也为常数,即励磁电流与气隙成正比,衔铁动作过程中为恒磁通工作,但考虑到漏磁通的影响,其电磁吸力随气隙的减少略有增加,所以吸力特性比较平坦。
为了保证衔铁能牢固吸合,反作用力特性必须与吸力特性配合好。
在整个吸合过程中,吸力都必须大于反作用力,即吸力特性高于反力特性,但不能过大或过小,吸力过大时,动、静1-直流电磁铁吸力特性;2-交流电磁铁吸力特性;3-反力特性答案图1 F/Iδ触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大,会使触头和衔铁发生弹跳,导致触头的熔焊或烧毁,影响电器的机械寿命;吸力过小时,会使衔铁运动速度降低,难以满足高操作频率的要求。
因此,吸力特性与反力特性必须配合得当,才有助于电器性能的改善。
在实际应用中,可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性,使之与吸力特性有良好配合,参见答案图1所示。
2.单相交流电磁机构为什么要设置短路环?它的作用是什么?三相交流电磁铁要否装设短路环?答:由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的,故当磁通过零时,电磁吸力也为零,吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大,当吸力大于反力时,衔铁又被吸合。
电气工程学概论19章习题答案
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第十九章习题参考解答19.1 有a 、b 、c 三个几何尺寸相同的环形磁路,均绕有N 匝线圈,线圈通入相同直流电流。
磁路a 由铸铁材料构成,磁路b 由铸钢材料构成,磁路c 由铸铁材料构成但留有一小段气隙,试问:(1) 磁路a 与磁路b 中的磁感应强度是否相等?磁场强度是否相等?(2) 磁路c 铁心中的磁场强度与气隙中的磁场强度是否相等?磁感应强度是否相等? (3) 沿三个磁路的中心线闭合环路对磁场强度的积分值各为何值?它们是否相等?答:(1)磁感应强度a b B B ≠,磁场强度a b H H =(因为/H NI l =)(2)磁路C 中,磁感应强度SB CC φ=,各处相等;铁心磁场强度CCC B H μ=,气隙磁场强度00μCB H =;不相等。
(3)沿三个磁路对磁场强度的积分值均为:NI l d H =⎰,它们完全相等。
19.2 如题19.2图所示磁路,保持励磁电流的频率和电压不变,试问:(1)励磁匝数不变,磁路的截面增大一倍,励磁电流有何变化? (2)励磁线圈匝数增加一倍,铁心中的磁通有何变化? (3)匝数不变,衔铁拉开一个空气隙δ,励磁电流如何变化? 答:(1)交流电磁铁S fNB fN U m m 44.444.4==φ,当f 、U 、N 一定时,Φm 一定; 当S 增大一倍时,磁阻SlR m μ=减少一倍; 因为磁动势m m m R NI F φ==,所以励磁电流i(2)当f、U 一定时,N 增加一倍,Φm 减小一倍;(3)当f 、U 、N 一定时,Φm 一定;衔铁拉开一个空气隙δ,磁阻R m 迅速增大,磁动势m m m R NI F φ==亦增大,所以,励磁电流i 迅速增大。
题19.2图 (a)UUU题19.1图题19.2图 (b)19.3 上述磁路如用直流电励磁,保持励磁电压和线圈匝数不变,当磁路的截面增大一倍,试问:(1) 铁心的磁通有何变化?(2)若磁路的铁心与衔铁之间原有较大的空气隙,磁通的变化与问(1)有何异同?答:(1)直流电磁铁m m m R NI F φ==,当U 、N 一定时,励磁电流I 、磁动势F m 一定; 当S 增大一倍时,磁阻SlR m μ=减少一倍;磁通Φm(2)磁路磁阻等于铁心磁阻1m R 和空气气隙磁阻0m R 之和,即10m m m R R R +=,空气隙磁阻0m R >>1m R ,有气隙时,S 增大,导致m R 变化很小,所以磁通Φm 增加量很小,几乎不变。
电工基础第5章 磁路和交流铁心线圈电路B
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磁路和交流铁心线圈电路
5.1 磁路及其主要物理量 5.2 铁磁材料和磁路欧姆定律 5.3 交流铁心线圈电路 5.4 电磁铁
5.1 磁路及其主要物理量
磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路 磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。 与电路一样,也是电工学课程所研究的基本对象。 与电路一样,也是电工学课程所研究的基本对象。 磁路:磁通相对集中通过的路径。 磁路:磁通相对集中通过的路径。
B Br——剩磁感应强度(剩磁) 剩磁感应强度( 剩磁感应强度 剩磁) HC——矫顽磁力 矫顽磁力 Br HC Hm H
–Hm – HC
磁路的分析方法
1. 磁通连续性原理
∫A B ⋅ dA = 0
通过任意闭合面的磁通量总为零。 通过任意闭合面的磁通量总为零。即穿入闭合面的 磁力线,必同时穿出该闭合面。 磁力线,必同时穿出该闭合面。 2. 安培环路定律
1. 高导磁性 磁性物质的磁导率µ 磁性物质的磁导率µ >> µ 0 ,两者之比可达数百至 数万。 数万。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中, 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中, 例如电机、 例如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁 心。这样通入不大的励磁电流,便可产生足够大的磁 这样通入不大的励磁电流, 通和磁感应强度。 通和磁感应强度。 铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高得 因此磁通的绝大部分经过铁心而形成一个闭合通路。 多,因此磁通的绝大部分经过铁心而形成一个闭合通路。 这种大量磁通集中通过的路径,既主磁通通过的路径称 这种大量磁通集中通过的路径, 磁路。 为磁路。 由于电机、 由于电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都有铁 心所构成的磁路,这样一来, 心所构成的磁路,这样一来,研究电流与它所产生磁场 的问题便可简化为磁路的分析与计算了。 的问题便可简化为磁路的分析与计算了。
船舶电气设备及系统试题及答案 800选择题
![船舶电气设备及系统试题及答案 800选择题](https://img.taocdn.com/s3/m/fe97dcdfed630b1c58eeb56a.png)
《船舶电气设备及系统》试题及答案(总共800题)第一章、磁路1 — 1、磁势的单位是 :A、伏特B、安培C、欧姆D、韦伯1 — 2、正常工作时,若增加铁磁材料的励磁电流,其磁导率通常。
A、减小B、不变C、增大较多D、增大不多1 — 3、永久磁铁是利用铁磁材料的特性制造的。
A、高导磁B、磁饱和C、磁滞D、剩磁1 — 4、和可以使铁磁材料的剩磁消失。
A、高温;振动B、高温;压力C、低温;振动 D、低温;压力1 - 5、材料的磁滞回线形状近似为矩形.A、软磁B、硬磁C、矩磁D、非铁磁1 — 6、带铁心的线圈在交流电路中,铁芯对线圈的性能影响为:使线圈增大.A、电路的电阻B、电路的感抗C、电路的功率D、磁路的磁阻1 - 7、铁磁材料的磁阻与磁路的长度成比,截面成比。
A、正;反B、正;正C、反;反D、反;正1 — 8、磁通在国际单位制SI中的单位为: 。
A、WbB、MX C、A/m D、H/m1 - 9、磁通密度在国际单位制SI中的单位为: .A、WbB、GS C、T D、H/m1 — 10、磁感应强度即为。
A、磁通B、磁场强度C、磁通密度D、磁导率1 - 11、铁磁材料的磁导率μ与真空的磁导率μ0关系。
A、μ<<μ0B、μ=μ0C、μ>〉μ0D、μ〈μ01 — 12、经过相同的磁化后又将磁场去除时,软磁、硬磁、矩磁材料三者的剩磁大小关系为。
A、软〉矩〉硬B、矩〉硬〉软C、硬>软〉矩D、软=硬=矩1 — 13、单相电磁铁中,在铁芯端部装一短路环的目的。
A、增加强度B、增加吸力C、消除振动D、消除剩磁1 — 14、交流电器的铁心通常采用硅钢片迭压而成,其目的是。
A、减小涡流损耗B、减小磁滞损耗C、增大剩磁 D、增大磁通量1 — 15、由于磁材料的损耗较小,交流电机、电器常用其作为铁心制作材料.A、软;磁滞B、软;涡流C、硬;磁滞D、硬;涡流1 — 16、各种交流电机、电器通常在线圈中放有铁心,这是基于铁磁材料的特性.A、磁饱和B、良导电C、高导磁D、磁滞1 - 17、铁心线圈通以交流电后,铁心会发热,这是由于引起的热效应。
电工技术基础试题
![电工技术基础试题](https://img.taocdn.com/s3/m/ecea59f54693daef5ef73d43.png)
电工技术基础试题(一)一、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.电路如题1图所示,电流I 等于( )A.-4AB.0C.4AD.8A2.电路如题2图所示,开关S 开打时,A 点电位等于( )A.1VB.4VC.8VD.16V3.正弦电流的有效值为2A ,初相角Ψi =-30°,下列表示式中正确的是( )A.i=2sin(A )30t ︒-ωB.2I m = /-300 AD. 2I =/-30A 4.电路如题4图所示,已知X L =3Ω,X c =1Ω,U=10V ,则U L 等于( )A.7.5VB.15VC.16VD.20V5.电路如题5图所示,t=0时开关S 闭合。
S 闭合前电容C 无初始储能,S 闭合后设i c(0+)的大小满足灯L的额定电流,则灯L亮暗的变化规律是( )A.一直亮B.一直暗C.先亮后暗D.先暗后亮6.直流电磁铁线圈中的电流数值取决于( )A.电源电压和线圈电感的大小B.电源电压和线圈电阻的大小C.磁路中气隙的大小D.电源电压和铁心截面积的大小7.交流铁心线圈电路如题7图所示。
保持电源电压的有效值U、频率f不变。
当开关S自位置“1”合向“2”之后,磁通最大值Φm将( )A.变小B.变大C.不变D.不定8.单相变压器如题8图所示。
它有两个一次绕组1-2和3-4,每个绕组额定电压为110V。
二次绕组5-6额定电压为9V,二次绕组7-8额定电压为3V。
现要求变压器一次绕组接至220V电源上,二次绕组输出电压为12V,则一、二次绕组的连接方法应为( )A.一次绕组2、3相接,其余两端接负载二次绕组6、8相接,其余两端接负载B.一次绕组2、3相接,其余两端接负载二次绕组6、7相接,其余两端接负载C.一次绕组2、4相接,其余两端接负载二次绕组6、8相接,其余两端接负载D.一次绕组2、4相接,其余两端接负载二次绕组6、7相接,其余两端接负载9.一台单相变压器,额定容量S N=50kvA,额定电压10kV/230V,满载时二次电压220V。
低压电器试卷-
![低压电器试卷-](https://img.taocdn.com/s3/m/3cea8ead941ea76e58fa046d.png)
低压电器试卷-1一·填空题1、低压电器按照它的职能不同可分为( )和( )两类。
由此可知,交流接触器属于( )类电器,熔断器属于( )类电器。
2、接触器可分为( )和( )两类,它们都是由( )和( )两个主要部分组成,利用电磁铁的( )而动作。
接触器( )失压保护功能。
3、HZ10-100/3是( )开关的型号。
型号中“100”表示额定( ),“3”表示( )。
4、用热继电器对电动机进行保护,其整定电流值应由( )来确定。
热继电器可以用来防止电动机因( )而损坏,( )用来对电动机进行失压保护。
5、可以用中间继电器来( )控制回路的数目。
中间继电器是把一个输入信号变成为( )的继电器。
6、磁力启动器通常由( )、( )、( )等部分组成。
7、自动空气开关在电路发生( )、( )和( )等故障时,能自动切断故障电路。
采用自动空气开关可对电动机实行( )保护,因而可以避免电动机因( )而引起的故障。
8、刀开关又简称( ),刀开关在分断有负载电路时,其触刀与静夹座间会立即产生( )。
9、中间继电器的结构和原理和( )相同,故也称为( )继电器。
其各对触头允许通过的电流是( )的,额定电流一般为( )。
10、JW2型行程开关是一种具有( )快速动作的( )开关。
11、气囊式时间继电器要调整其延时时间可改变( )的大小,进气快则( ),反之则( )。
12、电流继电器的吸引线圈应( )在主电路中。
欠电流继电器在主电路通过正常工作电流时,动铁心已经被( ),当主电路的电流( )其整定电流时,动铁心才被( )。
电流继电器的文字符号是( )。
13、电动机的正反转控制电路,其实就是( )与( )电路的组合。
但在任何时候只允许其中一组电路工作,因此必须进行( ),以防止电源( )。
14、“JR16-20/3D”是表示( )继电器,“20”表示额定( ),“3”表示( ),“D”表示( )。
它可以用来对( )接法的电动机进行有效的保护。
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中主磁通是
由一次、二次
1
e2 N 2 dt
绕组磁通势共 同产生的合成
eσ1
Lσ1
di1 dt
i2 ( i2N2)
2
磁通。 eσ2 Lσ2
d i2 dt
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2. 电压变换(设加正弦交流电压)
(1) 一次、二次侧主磁通感应电动势
主磁通按正弦规律变化,设为 msin t, 则
常用接法:
Y / Y0 : 三相配电变压器
低压绕组接法
Y / Δ : 动力供电系统(井下照明)
Y0 / Δ : 高压、超高压供电系统
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1) 三相变压器Y/Y0联结
+Βιβλιοθήκη + U1U1
U1
–3
V2 – W3
u1 +
U1
–3 K
w1
v1
+
U2 –
U1 K
线电压之比:
U1 U2
3 UP1 UP1 K 3 UP2 UP2
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2) 三相变压器Y0/联结
U1 +
U1
+
U P1
U1 3
–
w1
– V1 W1
线电压之比:
u1
+
U2 UP2
–
U1 3K
v1
U1 3UP1 3 UP1 3K
U2
UP2
UP2
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3. 电流变换 (一次、二次侧电流关系)
e1
N1
d
dt
N1
d dt
(
msin
t)
N1 mcos t
E1msin(t 90)
有效值:
E1
E1m 2
2fN 1m
2
E1 4.44 fm N1
同 理: e2 E2msin(t 90) E2 4.44 fm N2
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(2) 一次、二次侧电压
变压器一次侧等效电路如图
根据KVL:
U1
R1 R1
II11
Eσ1 j X1
I1 E1E1
I1 R1
+ ––
U1 E1 E1
– ++
式中 R1 为一次侧绕组的电阻;
X1=L1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗,由漏
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计,
结论: 变压器一次侧的等效阻抗模,为二次
侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。
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例1: 如图,交流信号源的电动 势 E= 120V,内阻 R 0=800, 负载为扬声器,其等效电阻为
RL=8。要求: (1)当RL折算到
原边的等效电阻 RL 时R,0
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可得磁势平衡式:i1N1 i2 N2 i0 N1
有载磁势
空载磁势
或:i1N1 i0 N1 i2 N2
1.提供产生m的磁势
2.提供用于补偿 i2 N2作用
的磁势
一般情况下:I0 (2~3)%I1N 很小可忽略。
所以 i1N1 i2 N2 或 I1 N1 I2 N 2
U1
V1
W1
高压绕组: U1、 V1 、W1 : 首端 U2、 V2 、W2 : 尾端
Uu12
Vv12
Ww12
低压绕组: u1、v1 、w1: 首端 u2
v2
w2
u2、v2 、w2: 尾端
(2) 三相变压器的联结方式 高压绕组接法
联结方式:Y / Y 、Y / Y0 、Y0 / Y 、Y / Δ 、Y0 / Δ
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1. 电磁关系 (1) 空载运行情况
i0
+
u1
一次侧接交流电源,–
e+–σe11+–
1
二次侧开路。
N1
i2 0
++
e2 u20
–– N2
u1 i0 ( i0N1)
1
eσ1
Lσ1
di0 dt
dΦ e1 N1 dt
dΦ e2 N 2 dt
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
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对二次侧,根据KVL:
E2
R2 R2
II22
EjXσ22I2U2U2
式中 R2 为二次绕组的电阻;
i1
u+– 1e+–σe+–11
i2 +–ee+–22u+–2
X2=L2 为二次绕组的感抗; N1
N2
U2 为二次绕组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U20 E2 N2
K为变比(匝比)
结论:改变匝数比,就能改变输出电压。
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三相电压的变换
(1) 三相变压器的结构
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变压器的结构
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变压器的分类
电力变压器 (输配电用)
按用途分 仪用变压器 电压互感器 电流互感器
整流变压器
三相变压器 按相数分
单相变压器 按制造方式 壳式
心式
变压器符号
6.3 变压器
一、概述
变压器是一种常见的电气设备,在电力系统和电 子线路中应用广泛。 变压器的主要功能有:
变电压:电力系统 变电流:电流互感器 变阻抗:电子线路中的阻抗匹配
在能量传输过程中,当输送功率P =UI cos 及 负载功率因数cos 一定时:
U I P = I²Rl 电能损耗小 I S 节省金属材料(经济)
有载运行
Z2
I2
U2 Z2
不论变压器空载还是
有载,一次绕组上的阻
+
u–1
–i1
e1
+
抗压降均可忽略,故有
Φ
N1 N2
i2
++
e2 u2 |Z|
––
U1 E1 4 .44 f m N1
当U1、 f 不变,则 m 基本不变,近于常数。
即:铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和
有载时基本是恒定的。
空载:i0 N1 m 有载:i1 N1 i2 N2 m
所以 I1N1 I2N2
IN 1
1 2
INK
2
1
结论:一次、二次侧电流与匝数成反比。
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4. 阻抗变换
I1
I2
I1
+
+
+
U1
Z U2
U1 Z
–
– –
由图可知: Z U 2
I2
Z U1 KU2 K 2 U2 K 2 Z
I1
I2 K
I2
Z U1 I1
Z K2 Z
空载时, 铁心中主
磁通是
由一次绕 组磁通势 产生的。
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1. 电磁关系
(2) 带负载运行情况 i1
+
u1
一次侧接交流电源, –
e+–σe11+–
2
1
二次侧接负载。
N1
i2
+–e2e+–2u+–2 Z N2
dΦ 有载时,铁心
u1 i1 ( i1N1)
e1 N1
dt