电工基础5章磁场和磁路习题解读
电磁学第五章习题课ppt课件.ppt
6
电磁学
习题课
例2 (习题5-21) 两根足够长的平行直导线，横截面的半 径都是a=10mm，中心相距为d=20cm，载有大小相等方向 相反的电流I =20A，设两导线内部磁通量可忽略不计。 计算每单位长度的自感系数，
解 设通过两直导线间长为l
面积的磁通量为 Φm.
I dΦm
取如图所示的坐标系,面
（3）穿过导线环的磁通量为Φm，则
M
Φm I
0n π r2
第五章 随时间变化的电磁场 麦克斯韦方程
14
电磁学
例7 (习题5—4) 平行，B 正好充满转轮的区域， 如图所示，轮子和辐条都是只有 一根辐条的轮子在磁感强度 B的
均匀外磁场中转动，轮子与导体，
辐条长为R，轮子每秒转N圈。
两根导线a和b通过各自的刷子
πa
单位长度的自感系数为
L0
L
l
0
π
ln
d
a a
第五章 随时间变化的电磁场 麦克斯韦方程
8
电磁学
习题课
代入已知数据得
L0
4
π107 π
ln
20 1 1
1.2106
H
1.2μH
第五章 随时间变化的电磁场 麦克斯韦方程
9
电磁学
习题课
课堂练习
试论证：平行板电容器充电时，坡印廷矢量 S 指向电容器内
解 AB Blv1 21 4 8(V)
(B A)
CD Blv2 21 2 4(V)
(D C)
第五章 随时间变化的电磁场 麦克斯韦方程
5
电磁学
习题课
A C • • • • •
•
v1•
O v O • • • •
电工基础项目五 磁路与变压器
相关知识：
一、磁场 1．磁场
磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。磁体两端磁性最强的区域 叫做磁极，任何磁体都具有两个磁极，即北极N和南极S。磁体间的相 互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁 极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2．磁场的性质
磁场具有力的性质和能量性质。 3．磁场方向
三、铁磁物质的磁化
1．磁化 在磁场的作用下使铁磁性物质具有磁性的过程称为磁化。
2．被磁化的原因
(1)内因：铁磁性物质是由许多被称为磁畴的磁性小区域组成的，每一个磁 畴相当于一个小磁铁。 (2)外因：有外磁场的作用。
不同铁磁物质内部磁畴的数量不同。通常情况下，铁磁材料内部的磁畴排 列杂乱无章，其磁性相互抵消，因此对外不显示磁性。磁畴在外界磁场的作用 下，均发生归顺性转向，使得铁磁材料内部形成一个很强的附加磁场。如图53所示。显然，磁畴是由分子电流产生的。
(1) r略大于 1，称为顺磁性物质。如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁 性物质。
(2) r略小于 1，称为反磁性物质。如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁 性物质，又叫做抗磁性物质。
(3) r >> 1，且不是常数，称为铁磁性物质。如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质 都是铁磁性物质。
4．磁场强度
a)磁化前
b)磁化后
图5-3 铁磁物质的磁化
3. 磁化曲线
磁化曲线是用来描述铁磁性物质的磁化特性的。铁磁性物质的磁感应强 度 B 随磁场强度 H 变化的曲线，称为磁化曲线，也叫 B—H 曲线。如图5-4 所示。
(1)当 H 从零开始增加时，由于磁畴的惯性，B 增加缓慢，称为起始磁 化段。如图5-4中0 ~ 1 段。
为了有效地区别物质的导磁能力，引入一个参照标准----真空磁导率，
周绍敏《电工技术基础与技能》PPT——5 磁场和磁路
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《电工技术基础与技能》演示文稿
这个力矩使线圈绕 OO 转动，转动过程中，随着线圈平面与磁 感线之间夹角的改变，力臂在改变，磁力矩也在改变。
当线圈平面与磁感线平行时， 力臂最大，线圈受磁力矩最大； 当线圈平面与磁感线垂直时， 力臂为零，线圈受磁力矩也为零。
物质导磁性能的强弱用磁导率 来表示。 的单位是H/m (亨/米)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下， 值越大，磁 感应强度 B 越大，磁场越强； 值越小，磁感应强度 B 越小，磁场 越弱。 真空中的磁导率是一个常数，用 0 表示 0 = 4 107 H/m
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《电工技术基础与技能》演示文稿
三、电流的磁场
1．电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用
右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线 的环绕方向。
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《电工技术基础与技能》演示文稿
环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是：让右手
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《电工技术基础与技能》演示文稿
二、磁场对通电线圈的作用力矩
将一矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，如图 5-4 所示 线圈的顶边 ad 和底边 bc 所 受的磁场力 Fad 、Fbc 大小相等， 方向相反，在一条直线上，彼此 平衡；而作用在线圈两个侧边 ab 和 cd 上的磁场力 Fab、Fcd 虽然大 小相等，方向相反，但不在一条 直线上，产生了力矩，称为磁力 矩。
电工电子技术-第五章
• 任找一组绕组线圈接上1 .5 ～3 V电池，然后将其余各绕组线圈抽头分别接在直流毫伏表或 直流毫安表的正负接线柱上。接通电源的瞬间，表的指针会很快摆动一下，如果指针向正 方向偏转，则接电池正极的线头与接电表正极接线柱的端为同名端，如果指针反向偏转， 则接电池正极的端与接电表负接线柱的端为同名端。
图5-2 磁路
5 . 1 磁路及基本物理量
5 .1 .2 磁路的基本物理量 1. 磁感应强度 磁感应强度 是表示空间某点磁场强弱和方向的物理量，其大小可用通过垂直于磁场方向 的单位面积内磁力线数目来表示。由电流产生的磁场方向可用右手螺旋法则确定，国际单位 为特斯拉，简称特，符号 。
2. 磁通
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通 ，即
图5-10 变压器的外特性
当铁芯线圈中通有大小和方向变 化的电流时，铁芯就产生交变磁化，磁感应强度B随磁场 强度H变化的关系如下图所示。
图5-3 磁滞回线
5 .2 交流铁芯线圈
铁芯线圈可以通入直流电来励磁（如电磁铁），产生的磁通是恒定的，在线圈和铁芯中不会 感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流和线圈的电阻有关。
铁芯线圈通入交流电来励磁（变压器、交流电动机及各种交流电器的线圈都是由交流电
励磁的）。如图是交流铁芯线圈电路，线圈的匝数为 ，线圈的电阻为R，当在线圈两端加
上交流电压时，磁动势产生的磁通绝大部分通过铁芯而闭合，此外还有很少的一部分磁通经 过空气或其他非导磁介质而闭合，这部分磁通称为漏磁通 。
设电压、电流和磁通及感应电动势的参考方向如图中所示。由基尔霍夫电压定律有
5 .2 交流铁芯线圈
电工学 唐介 第5章 思考题及习题 解答 答案
第5章 变 压 器
5.2 (3) 两个匝数相同（N1= N2 ）的铁心线圈分别接 到电压相等（U1= U2）而频率不同（f1＞f2）的两个交流电 源上时，试分析两个线圈中的主磁通Φ1m 和Φ2m 的相对大 小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）。
5.4 (1) 在求变压器的电压比时，为什么一般都用空 载时一、二次绕组电压之比来计算？
空载时： U1≈E1，E2 = U20 = U2N ，而负载时： U1≈E1， E2≈U2 ，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电 压比精确度较高。
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第5章 变 压 器
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (3) 满载时变压器的电流等于额定电流，这是的 二次侧电压是否也等于额定电压？
5.4 (4) 阻抗变换的公式即式（5.4.11）是在忽略什么 因素的条件下得到的？
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第5章 变 压 器
5.2 (1) 额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小 相同的直流电压？
【答】 如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小 相等的直流电压会把线圈烧毁。这是因为交流铁心线圈 上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡 （U≈E），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。 如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应 电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上， 该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电 流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护 装置将动作跳闸。
电工技术基础与技能单元检测题_百度文库
第一章认识电路练习题一、是非题(1.5X20)1、电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。
（）2、蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转换成电能。
（）3、直流电路中，有电压的元件一定有电流。
（）4、电阻值大的导体，电阻率一定也大。
（）5、电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性电阻。
（）6、欧姆定律适用于任何电路和任何元件。
（）7、R=U/I中的R是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。
（）8、额定电压为220V的白炽灯接在110V电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。
（）9、在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与它产生的热量是相等的。
（）2210、公式P=UI=RI=U/ R 在任何条件下都是成立的。
（）二、选择题（2X20）请将正确的答案填在题后的答题卡中，否则无效。
1、下列设备中，一定是电源的为（）。
A.发电机B.冰箱C.蓄电池D.白炽灯2、通过一个电阻的电流是5A，经过4min，通过该电阻的一个截面的电荷量是( )。
A.20CB.50CC.1200CD.2000C3、一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（）。
A.增大B.减小C.不变D.不能确定4、相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3:5，横截面积之比为4:1，则其电阻之比为（）。
A.12:5B.3:20C.7:6D.20:35、某导体两端电压为100V，通过的电流为2A；当两端电压降为50V时，导体的电阻应为( )。
A.100ΩB. 25ΩC. 50ΩD. 06、通常电工术语“负荷大小”是指( )的大小。
A.等效电阻B.实际电功率C.实际电压D.负载电流7、一电阻元件，当其电流减为原来的一半时，其功率为原来的( )。
A.1/2B.2倍C.1/4D.4倍8、220V、40W白炽灯正常发光( )，消耗的电能为1KW·h。
A.20hB. 40hC. 45hD. 25h三、填充题1、电路是由、、和等组成的闭合回路。
磁场和磁路 练习题答案
电工技术基础与技能第五章磁场和磁路练习题班别：高二（）姓名：学号：成绩：一、是非题1、磁体上的两个极，一个称为N极，另一个称为S极，若把磁体截成两段，则一段为N极，另一段为S极。
（）2、磁感应强度是矢量，但磁场强度是标量，这是两者之间的根本区别。
（）3、通电导体周围的磁感应强度只取决于电流的大小及导体的形状，而与媒介质的性质无关。
（）4、在均匀介质中，磁场强度的大小与媒介质的性质无关。
（）5、通电导线在磁场中某处受到的力为零，则该处的磁感应强度一定为零。
（）6、两根靠得很近的平行直导线，若通以相同方向的电流，则他们相互吸引。
（）7、铁磁性物质的磁导率是一常数。
（）8、铁磁性物质在反复交变磁化过程中，H的变化总是滞后于B的变化，称为磁滞现象。
（）9、电磁铁的铁心是由软磁性材料制成的。
（）10、同一磁性材料，长度相同，截面积大则磁阻小。
（）二、选择题1、判定通电导线或通电线圈产生磁场的方向用（）。
A.右手定则B.右手螺旋法则C.左手定则D.楞次定律2、如5-21所示，两个完全一样的环形线圈相互垂直地放置，它们的圆心位于共同点O点，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度之比是( )。
:1 :1 :3、下列与磁导率无关的物理量是（）。
A.磁感应强度B.磁通C.磁场强度D.磁阻4、铁、钴、镍及其合金的相对磁导率是（）。
A.略小于1B.略大于1C.等于1D.远大于15、如5-22所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受磁场力的方向为( )。
A.垂直向上B.垂直向下C.水平向左D.水平向右6、在匀强磁场中，原来载流导线所受的磁场力为F，若电流增加到原来的两倍，而导线的长度减少一半，这时载流导线所受的磁场力为( )。
F F F7、如5-23所示，处在磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为( )。
A.垂直向上B.垂直向下C.水平向左D.水平向右8、空心线圈被插入铁心后( )。
电工学课件第5章
思考：
衔铁吸合前后的电磁吸力有什么不同？
分析：
衔铁吸合前后的电流不变，磁路的磁通势不变。
衔铁吸合前磁阻大于吸合后磁阻,
因而吸合前的磁通小于吸合后的磁通，
故吸合前的电磁吸力也小于吸合后的电磁吸力。
3. 结构特点
直流电磁铁的铁心一般用整块的钢铁制成，为加工方
便常做成圆柱形。
(二)交流电磁铁
1.交流铁心线圈电路
压
220V
器
器
▲ 输电距离、输电功率与输电电压的关系:
输电电压
110kV
220kV
500kV
输电功率
5×104 kW
(20 ~30)×104 kW
100×104 kW
输电距离
50 ~150km
200 ~ 400km
≥500km
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2）在电子线路中，变压器除了用作电源变压器外，
还可以变换阻抗，用来耦合电路，传递信号，实现
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铁心
Φ
+
+
u1
–
一次
绕组
绕组
变压器
–
N2
N1
单相变压器
一次绕组
二次绕组
由高导磁硅钢片叠成
铁心
Z
厚0.35mm 或 0.5mm
二次
绕组
变压器的电路
变压器的磁路
5.4 变压器的工作原理
Φ
+
+
u1
–
–
一次
绕组
Z
N2
N1
i1 ( i1 N1)
单相变压器
dΦ
e1 N 1
电工学导论 第五章
阻抗变换
i1
i2
+
+
u1 -
u2 -
Z
U1 KU 2 K 2 U 2
I1
1 K
I2
I2
i1
+
u1
Z'
Z' K2 Z
-
结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘
以变比的平方。
例题5.2
如下图：交流信号源的电动势E＝120V,内阻R0＝800 ，负载电阻RL＝8 （1）当RL折算到原边的等效电 阻为R0时，求匝数比和信号源输出功率；（2）当将负 载直接与信号源联接时，信号源输出多大功率？
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5.1.3 磁路及其基本定律
一、磁路
i
u1
s
u2
线圈
铁心
线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和 漏磁通S。
二、磁路的欧姆定律
对于环形线圈 NI Hl B l l
S
NI l
F Rm
S
磁路的 欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
Rm为磁阻 S为磁路的截面积
磁路与电路对照
I
U20：原边加额定电压、 副边开路时，副边的输 出电压。
三、变压器的损耗与效率
变压器的功率损耗包括铁心中的铁损Pfe和绕组
上的铜损Pcu。 变压器的效率：
P2
P2
P1 P2 PFe PCu
四、特殊变压器
A
自耦变压器
i1
U1 N1 K U2 N2 I1 N2 1 I2 N1 K
u1 N1 P
力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。
B F lI S
矢量
B的单位：特[斯拉]（T） 1T＝104Gs
《电工基础》项目5磁场与磁路
直流电磁铁
交流电磁铁
励磁电流恒定，与 励磁电流随空气隙
空气隙无关
的增大而增大
磁滞损耗和涡 流损耗
吸力
铁心结构
无
有
恒定不变
脉动变化
由整块铸钢或工程 由多层彼此绝缘的
纯铁制成
硅钢片叠成
模块小结
知识点连接
名称 磁通 磁感应强度 磁导率 磁场强度 磁动势 磁阻
符号 Φ B μ H Fm Rm
定义式
Φ=BS
任务一 认识电流的磁场 一、磁体、磁场与磁感线
不同磁体磁感线表述：
在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向均匀的 平行直线，这一区域称为均匀磁场。距离很近的两个 异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，就可以认为是 均匀磁场
任务一 认识电流的磁场 二、电流的磁场
直流电产生磁场现象
电流所产生磁场的方向可用右手螺旋定则（安培定则）来判断。
任务四 理解磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体作用
安培力及方向
通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称为 安培力，通电直导体在磁场内受到的力方向可用左手定 则来判断。
任务四 理解磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体作用
安培力及大小
把一段导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂 直时，电流所受到的电磁力最大，利用磁感应强度 的表达式，F可 BI得l 安培力大小：
线圈的长度，m；
任务三 理解磁通与磁感应强度
二、磁场强度
当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入相对磁导 率为ur的媒介体，则磁感应强度将真空中的ur倍，即：
B uru0
NI l
u
NI l
上式表明，磁场强度的数值只与电流的大小及导体的 形状有关，而与磁场媒介质的磁导率无关，也就是说， 在一定的电流值下，同一点的磁场强度不因磁场媒介 质的不同而改变，这给工程计算带来了很大的方便。 磁场强度也是一个矢量，在均匀介质中，它的方向和 磁感应强度的方向一致。
电工基础_5章磁场和磁路_习题
第五章磁场和磁路小结与习题池2013.11.251．通电导线的周围和磁铁的周围一样，存在着磁场。
磁场具有和的特性，它和电场一样是一种特殊物质。
磁场可以用来描述它的强弱和方向。
通电导线周围的磁场方向与电流方向之间的关系可用（也叫做）来判定。
对与通电指导线，用右手握住导线，让伸直的大拇指指向，那么弯曲的四指指向的方向。
2．B、Φ、μ、H为描述磁场的四个主要物理量。
（1）磁感应强度B是描述磁场的物理量，当通电导线与磁场方向垂直时，其大小为。
磁感应强度B的单位为（2）在匀强磁场中，通过与磁感线方向垂直的某一截面的磁感线的总数，叫做穿过这个面的磁通，即Φ=（3）磁导率μ是用来表示媒介质的物理量。
任一媒介质的磁导率与真空磁导率的比值叫做相对磁导率，即µr=（4）磁场强度为3．通电导线在磁场中要受到磁场力的作用，磁场力的方向可用确定，其大小为左手定则的内容为：通电线圈放在匀强磁场中将受到作用而转动，常用的电流表就是根据这一原理制作的。
4．铁磁性物质都能够磁化。
铁磁性物质在反复磁化过程中，有饱和、剩磁、磁滞现象，而且还有磁滞损耗。
所谓磁滞现象，就是；所谓剩磁现象，就是。
铁磁性物质的B随H而变化的曲线叫做磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能，磁滞回线的形状则常被用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。
5．磁通经过的闭合路径叫做。
磁路中的磁通、磁动势和磁阻之间的关系，可用磁路欧姆定律表示，即。
由于铁磁性物质的磁导率μ不是常数，所以，磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，只用于定性分析。
测试题1．判断题（1）磁体上的两个极，一个叫做N极，另一个叫做S极，若把磁体截成两段，则一段为N极，另一段为S极。
（）（2）磁感应强度是矢量，但磁场强度是标量，这是两者之间的根本区别。
（）（3）通电导线在磁场中某处受到的力为零，则该处的磁感应强度一定为零。
（）（4）两根靠得很近的平行直导线，若通以相同方向的电流，则它们互相吸引。
电工第五章 (第三版)
交流接触器的磁路
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。 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 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。
B
O 初始磁化曲线
H
B-H 磁化曲线的特征： B b B • Oa段：B 与H几乎成正比地增加； a • ab段： B 的增加缓慢下来； b点以后：B增加很少，达到饱和。 有磁性物质存在时，B 与 H不成 O 磁化曲线 H 正比，磁性物质的磁导率不是常 B, 数，随H而变。 有磁性物质存在时，与 I 不成 B 正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计 算上极为重要，其为非线性曲线， O 实际中通过实验得出。
3、功率损耗
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。 i 1. 铜损（Pcu） 在交流铁心线圈中, 线圈电阻R 上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2 + u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 2. 铁损（PFe） 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内 的功率损耗称铁损，用PFe 表示。 铁损由磁滞和涡流产生。
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。
磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。 磁感应强度B的大小:
※ 主磁通 漏磁通。
《电工基础》课后习题解答
12 I R1 6 A 2 I R 2 2 3 6V IU S 6 2 4 A U I S 3 2 12 18V
PR1 62 2 72W PR 2 22 3 12W P U S 12 4 48W PI S 18 2 36W
解
12 I 1 2A 24 6 图1－40 I2 2A 1 2 V c U cf U af U ba U cb 12 2 2 0 8V V d U df U dc U cb U ba U af 2 1 0 2 2 12 10V
1－16 图1－41（a）所示电路中电容C=10μF，电源电压u的波形如图（b） 所示。试绘出电容电流i的波形图。 解
在0 t 2ms 在2ms t 3ms iC du 20 0 10 106 0.1A 3 dt 2 10 du iC 0 dt
在3ms t 4ms du 20 20 6 iC 10 10 0.2 A 200mA dt (5 3) 103 du 在5ms t 6ms i C 0 dt t 6ms du 0 20 iC 10 106 0.1A 100mA 3 dt (8 6) 10
（b）IR、IUS、UIS参考方向如图（b）所示
IR IU S
6 2A 3 2 2 4A
PR 2 2 3 12W P U S 6 4 24W PI S 2 6 12W
U I S 6V
（c）IR1、IUS、UIS 、UR2参考方向如图（c）所示
1－19 求图1－43所示电路中的电压Uab。
图1－43
解 设电流I1参考方向如图所示
电路与磁路习题解答(2016最新)讲解
电路与磁路练习题解答20161-1有一只220V 、100W 的电灯泡，220V 是其 额定电压 ，100W 是其 额定电功率 。
1-2、生活中常说用了多少度电，是指消耗的 电能 。
电路中某点的电位是该点 与参考点 之间的电压。
1-3、已知U ab = —6V ，则a 点电位比 b 点电位 低6V 。
1-4、“220V ，60W”白炽灯额定电流为 0.27 Ａ，额定情形下的电阻为 807 Ω。
接至220V 电压的电源 上连续工作了100小时，共消耗电能 6 度。
1-5、图1所示电路中，U ab 与I 的关系为U ab = IR -Us 。
图2所示电路中，当开关S 闭合后，电流I= 1A 。
1-6、在图3所示电路中，a 点的电位φa = 6V 。
（24102-⨯=+⨯=I I a ϕ，而A I 42210++=，方向向左）1-7、一个12V 的理想电压源与4Ω电阻串联，可以等效为数值为_ 3A _的理想电流源与__4Ω _的电阻并联。
1-8、一个20A 的理想电流源与2Ω电阻并联组合，可以等效为数值为_40V_的理想电压源与_2Ω_的电阻串联组合。
1-9、“100Ω、1/4Ｗ”的碳膜电阻，允许通过的最大电流为_0.05_Ａ；允许承受的最高电压为_5_Ｖ。
1-10、通过5Ω电阻的电流Ｉ＝0.4Ａ，若该电阻的电压Ｕ和电流Ｉ取非关联参考方向，则Ｕ＝_-IR=-2_Ｖ。
1-11、图4电路中，图a 元件功率为_4_（2A×2V ）_Ｗ，_ 消耗 _（发出、消耗）电能；图b 元件功率为-（-2）V×2A=4Ｗ，_消耗_电能。
1-12、图5电路中，电压源的功率为_2A×10V=20_Ｗ，实为_消耗_（发出、消耗）电能的元件；电流源的功率为_-（2A×2Ω+10V ）×2A=-28_Ｗ，实为___发出__电能的元件。
1-13、图6电路中，Ｕac ＝_2A×5Ω+（-1A ）×5Ω=5_Ｖ，Ｕab ＝_2A×5Ω-3V=_7__Ｖ。
电工电子技术基础——习题解答
第1章习题1-1 判断题1．电荷的定向移动形成电流。
（√）2．直流电路中，电流总是从高电位流向低电位。
（√）3．电阻的体积越大，其额定的耗散功率越大。
（√）4．电阻的额定功率越大，它消耗的电能就越大。
（×）5．电阻串联时，各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。
（×）6．电流表必须串联在电路中应用，而电压表则必须并联在电路中应用。
（√）7．在选择电器时，电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。
（√）8．额定功率越大的电器，其消耗的电能一定多。
（×）9．电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。
（√）10．电容器和电阻器虽然结构不同，其实是同一类型的电气元件。
（×）11．电容器并联总电容量增加；电容器串联总电容量减小。
（√）12．对于同一个电容器，两端的电压越高其储存的电场能量越小。
（√）1-2 计算题1 一直流电流流过导体，已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？解：根据I=Q/t, 有（1）I=6000C/60s=100A（2）I=6000C/1s=6000A2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向，并问通过电流表A1和A2的电流是否相等？B、C、D各点的电位谁高谁低？图1-30 题2图解：因为A1、A2是串联关系，流过的电流相等；电位的排序为：B＞C＞D3 有两条长度为1 km 、截面积为2 mm 2的导线，一条是铝线，一条是铜线，这两条导线在常温下的电阻各为多少？要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同，铝导线的截面积应增加为多大？解：（1）铝导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100283.0S l R 铝铝ρ14.15Ω （2）铜导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100175.0S l R 铜铜ρ8.75Ω （3）铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为：2636mm 23.31073.810100283.0=⨯⨯⨯=--铝S 4 有两只灯泡，额定功率都为40 W ，一只额定电压为36V ，另一只额定电压为12V ，两只灯泡工作时的电阻各为多少？如果将两只灯泡串联后接于48V 的电源上，哪只灯泡的电压超过了额定电压？将会有什么现象发生？解：（1）工作电压为36VR =U 2/P =32.4Ω（2）工作电压为12VR =U 2/P =3.8Ω（3）串联接于48V 电源上两电阻之和为R =32.4+3.8=36.2Ω根据串联电阻分压公式有2.4348364.3211=⨯==U R R U V U 2=48-43.2=4.8V额定电压为36V 的灯泡过压，灯丝会烧断。
电工基础第5章 磁路和交流铁心线圈电路B
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。
《电工基础》练习及答案5磁场和磁路
《电工技术基础与技能》复习题5.磁场与磁路一、选择题:1.判断通电导线或通电线圈产生磁场的方向用( )A.左手定则B.右手定则C.右手螺旋定则D.楞次定律2.判断磁场对通电导线的作用力的方向用( )A.左手定则B.右手定则C.右手螺旋定则D.安培定则3.如图所示,两个完全一样的环形线圈相互垂直放置,它们的圆心位于共同点O,当通以相同大小的电流时,O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度之比就是( )A.2:1B.1:1C.2:1 D.1:2 4.铁、钴、镍及其合金的相对磁导率就是( )A.略小于1B.略大于1C.等于1D.远大于15.如图所示,直线电流与通电矩形线圈同在纸面内,线框所受磁场力的方向为( )A.垂直向上B.垂直向下C.水平向左D.水平向右6.如图所示,处在磁场中的载流导线,受到的磁场力的方向应为( )A.垂直向上B.垂直向下C.水平向左D.水平向右选择题3题 选择题5题 选择题6题7.在匀强磁场中,原来载流导线所受的磁场力为F,若电流增加到原来的两倍,而导线的长度减少一半,这时载流导线所受的磁场力为( )A.FB.2F C.F 2 D.F 4 8.如果线圈的形状、匝数与流过它的电流不变,只改变线圈中的媒质,则线圈内( )A.磁场强度不变,而磁感应强度变化;B.磁场强度变化,而磁感应强度不变;C.磁场强度与磁感应强度均不变化;D.磁场强度与磁感应强度均要改变。
9.下列说法正确的就是( )A.一段通电导线,在磁场某处受的磁场力大,则该处的磁感应强度就大;B.磁感线越密处,磁感应强度越大;C.通电导线在磁场中受到的力为零,则该处磁感应强度为零;D.在磁感应强度为B 的匀强磁场中,放入一面积为S 的线圈,则通过该线圈的磁通一定为Φ=BS10.两条导线互相垂直,但相隔一个小的距离,其中一条AB 就是固定的,另一条CD 可以自由活动,如右图所示,当按图所示方向给两条导线通入电流,则导线CD 将( )A.顺时针方向转动,同时靠近导线ABB CDAB.逆时针方向转动,同时靠近导线ABC.顺时针方向转动,同时离开导线ABD.逆时针方向转动,同时离开导线AB11.若一通电直导线在匀强磁场中受到的磁场力为最大,这时通电直导线与磁感线的夹角为( )。
电工学课件第5章
(１)高导磁性
磁性物质的高导磁性被广泛应用于变压器，电机等设 备。他们的磁场大多是通过线圈（绕在磁性材料铁心上） 的电流来产生的。 采用铁心后，在同样电流下，铁心中的磁通将大大增 强，而且使磁通绝大部分集中在铁心中。
铜损：线圈电阻 消耗的功率损耗。 使线圈发热
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铁损包括两部分：
1）磁滞损耗Ph ：由磁滞现象引 起的损耗。 磁性物质磁化一周消耗的能量与 磁滞回线的面积成正比。 2） 涡流损耗Pe ：涡流在铁心 中产生的损耗。 在交变磁场中铁心平面内产生 涡流状的感应电流。
B
H
Φ
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B ※ 减小铁损耗的方法：
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铁心
+
i1
N1
Φ
u2
N2
单相变压器
i2
+
Z
u1
–
–
一次 绕组
绕组 变压器 铁心
二次 绕组
一次绕组 二次绕组 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm
变压器的电路 变压器的磁路
5.4 变压器的工作原理
+
i1
N1
Φ
N2
单相变压器
dΦ e1 N 1 dt
e2 N 2
IN Φ Rm
（ Φ 随Rm变化）
交流磁路
U Φm 4.44 fN
（ U不变ห้องสมุดไป่ตู้， Φm 基本不变）
IN ΦRm
( I 随 Rm 变化）
(2) 功率:
视在功率: 无功功率: 有功功率:
最新《电工基础》练习及答案(-5.磁场和磁路)知识分享
《电工技术基础与技能》复习题 5．磁场和磁路一、选择题：1．判断通电导线或通电线圈产生磁场的方向用（ ）A ．左手定则B ．右手定则C ．右手螺旋定则D ．楞次定律2．判断磁场对通电导线的作用力的方向用（ ）A ．左手定则B ．右手定则C ．右手螺旋定则D ．安培定则3．如图所示，两个完全一样的环形线圈相互垂直放置，它们的圆心位于共同点O ，当通以相同大小的电流时，O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度之比是（ ）A ．2：1B ．1：1C ．2：1D ．1：24．铁、钴、镍及其合金的相对磁导率是（ ）A ．略小于1B ．略大于1C ．等于1D ．远大于15．如图所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受磁场力的方向为（ ）A ．垂直向上B ．垂直向下C ．水平向左D ．水平向右6．如图所示，处在磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为（ ）A ．垂直向上B ．垂直向下C ．水平向左D ．水平向右选择题3题 选择题5题 选择题6题7．在匀强磁场中，原来载流导线所受的磁场力为F ，若电流增加到原来的两倍，而导线的长度减少一半，这时载流导线所受的磁场力为（ ）A ．FB ．2F C ．F 2 D ．F 4 8．如果线圈的形状、匝数和流过它的电流不变，只改变线圈中的媒质，则线圈内（ ）A ．磁场强度不变，而磁感应强度变化；B ．磁场强度变化，而磁感应强度不变；C ．磁场强度和磁感应强度均不变化；D ．磁场强度和磁感应强度均要改变。
9．下列说法正确的是（ ）A ．一段通电导线，在磁场某处受的磁场力大，则该处的磁感应强度就大；B ．磁感线越密处，磁感应强度越大；C ．通电导线在磁场中受到的力为零，则该处磁感应强度为零；D ．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，放入一面积为S 的线圈，则通过该线圈的磁通一定为Φ=BS10．两条导线互相垂直，但相隔一个小的距离，其中一条AB 是固定的，另一条CD 可以自由活动，如右图所示，当按图所示方向给两条导线通入电流，则导线CD A将（）A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时靠近导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时离开导线AB11．若一通电直导线在匀强磁场中受到的磁场力为最大，这时通电直导线与磁感线的夹角为（）。
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第五章磁场和磁路小结与习题
1．通电导线的周围和磁铁的周围一样，存在着磁场。
磁场具有和的特性，它和电场一样是一种特殊物质。
磁场可以用来描述它的强弱和方向。
通电导线周围的磁场方向与电流方向之间的关系可用（也叫做）来判定。
对与通电指导线，用右手握住导线，让伸直的大拇指指向，那么弯曲的四指指向的方向。
2．B、Φ、μ、H为描述磁场的四个主要物理量。
（1）磁感应强度B是描述磁场的物理量，当通电导线与磁场方向垂直时，其大小为。
磁感应强度B的单位为
（2）在匀强磁场中，通过与磁感线方向垂直的某一截面的磁感线的总数，叫做穿过这个面的磁通，即Φ=
（3）磁导率μ是用来表示媒介质的物理量。
任一媒介质的磁导率与真空磁导率的比值叫做相对磁导率，即µr=
（4）磁场强度为
3．通电导线在磁场中要受到磁场力的作用，磁场力的方向可用确定，其大小为
左手定则的内容为：
通电线圈放在匀强磁场中将受到作用而转动，常用的电流表就是根据这一原理制作的。
4．铁磁性物质都能够磁化。
铁磁性物质在反复磁化过程中，有饱和、剩磁、磁滞现象，而且还有磁滞损耗。
所谓磁滞现象，就是；所谓剩磁现象，就是。
铁磁性物质的B随H而变化的曲线叫做磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能，磁滞回线的形状则常被用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。
5．磁通经过的闭合路径叫做。
磁路中的磁通、磁动势和磁阻之间的关系，可用磁路欧姆定律表示，即。
由于铁磁性物质的磁导率μ不是常数，所以，磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，只用于定性分析。
测试题
1．判断题
（1）磁体上的两个极，一个叫做N极，另一个叫做S极，若把磁体截成两段，则一段为N极，另一段为S极。
（）
（2）磁感应强度是矢量，但磁场强度是标量，这是两者之间的根本区别。
（）
（3）通电导线在磁场中某处受到的力为零，则该处的磁感应强度一定为零。
（）
（4）两根靠得很近的平行直导线，若通以相同方向的电流，则它们互相吸引。
（5）铁磁性物质的磁导率是一常数。
（）
（6）铁磁性物质在反复交变磁化过程中，H的变化总是滞后于B的变化，叫做磁滞现象。
（7）电磁铁的铁心是由软磁性材料制成的。
（）
2．选择题
（1）判定通电导线或通电线圈产生磁场的方向用（）。
A．右手定则 B．右手螺旋法则 C．左手定则 D．楞次定律
（2）如图所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受磁场力的方向为（）。
A．垂直向上 B．垂直向下 C．水平向左 D．水平向右
（2）在匀强磁场中，原来载流导线所受的磁场力为F，若电流增加到原来的两倍，这时载流导线所受的磁场力为（）。
A．F B．2F C．2F D．4F
（3）如图所示，处在磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为（）。
A．垂直向上 B．垂直向下 C．水平向左 D．水平向右
（4）空心线圈被插入铁心后（）。
A．磁性将大大增强 B．磁性将减弱 C．磁性基本不变 D．不能确定
（5）为减小剩磁，电磁线圈的铁心应采用（）。
A．硬磁性材料 B．非磁性材料 C．软磁性材料 D．矩磁性材料
3．填充题
（1）磁感线的方向：在磁体外部由指向；在磁体内部由指向。
（2）如果在磁场中每一点的磁感应强度大小，方向，这种磁场叫做匀强磁场。
在匀强磁场中，磁感线是一组。
（3）描述磁场的四个主要物理量是、、和；它们的符号分别是、、和；它们的国际单位分别是、、和。
（4）磁场间相互作用的规律是同名磁极相互，异名磁极相互。
（5）载流导线与磁场平行时，导线所受磁场力为；载流导线与磁场垂直时，导线所受磁场力为。
（6）铁磁性物质在磁化过程中，和的关系曲线叫做磁化曲线。
当反复改变励磁电流的大小和方向，所得闭合的B与H的关系曲线叫做。
（10）所谓磁滞现象，就是的变化总是落后于的变化；而当H为零时，B却不等于零，叫做现象。
3.简答题。
说明判断依据，以及判断方法。
（1）下图中，当电流通过导线时，导线下面的磁针N极转向读者，则导线中的电流方向如何。
（2）如图所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，判断线框所受磁场力的方向，并写出判断依据。
5．计算题
（1）一匀强磁场B=0.4T；L=20cm；θ=30；I=10A，
求：直导线所受磁场力的大小和方向。
（2）在匀强磁场中，穿过磁极极面的磁通Φ =3.84× 10–2 Wb，磁极边长分别是 4 cm 和8 cm，截面积与磁场方向垂直。
求磁极间的磁感应强度。
（3）若已知磁感应强度B=0.8 T，铁心的横截面积是20 cm2，求通过铁心截面中的磁通。