四、簡答題(建議每小題3~5分)
1、試述同名端的概念。為什么對兩互感線圈串聯(lián)和并聯(lián)時必須要注意它們的同名端?
答:由同一電流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的極性始終保持一致的端子稱為同名端,電流同時由同名端流入或流出時,它們所產(chǎn)生的磁場彼此增強(qiáng)。實際應(yīng)用中,為了小電流獲得強(qiáng)磁場,通常把兩個互感線圈順向串聯(lián)或同側(cè)并聯(lián),如果接反了,電感量大大減小,通過線圈的電流會大大增加,將造成線圈的過熱而導(dǎo)致燒損,所以在應(yīng)用時必須注意線圈的同名端。
2、何謂耦合系數(shù)?什么是全耦合?
答:兩個具有互感的線圈之間磁耦合的松緊程度用耦合系數(shù)表示,如果一個線圈產(chǎn)生的磁通全部穿過另一個線圈,即漏磁通很小可忽略不計時,耦合系數(shù)K=1,稱為全耦合。
3、理想變壓器和全耦合變壓器有何相同之處?有何區(qū)別?
答:理想變壓器和全耦合變壓器都是無損耗,耦合系數(shù)K=1,只是理想變壓器的自感和互感均為無窮大,而全耦合變壓器的自感和互感均為有限值。
4、試述理想變壓器和空芯變壓器的反射阻抗不同之處。
答:空芯變壓器的反射阻抗 反映了次級回路通過互感對初級回路產(chǎn)生的影響,反射阻抗與初級回路的自阻抗串聯(lián),空芯變壓器的反射阻抗電抗特性與次級回路阻抗的電抗特性相反;理想變壓器反射阻抗 是負(fù)載電阻折合到初級線圈兩端的等效阻抗,直接跨接于初級線圈兩端,與初級回路相并聯(lián),且反射阻抗的性質(zhì)與負(fù)載阻抗的性質(zhì)相同。
5、何謂同側(cè)相并?異側(cè)相并?哪一種并聯(lián)方式獲得的等效電感量增大?
答:兩個互感線圈的同名端兩兩連在一起與電源相接的方式稱為同側(cè)相并,兩個異名端兩兩連在一起與電源相接的方式為異側(cè)相并,同側(cè)相并時獲得的等效電感量大。
6、如果誤把順串的兩互感線圈反串,會發(fā)生什么現(xiàn)象?為什么?
答:兩互感線圈順串時 ,反串時 ,由兩式可看出,順接時等效電感量大,因而感抗大,電壓一定時電流小,如果誤把順串的兩互感線圈反串,由于等效電感量大大減小,致使通過線圈的電流大大增加,線圈將由于過熱而有燒損的危險。故聯(lián)接時必須注意同名端
7、判斷下列線圈的同名端。
解:圖(a)中兩線圈的磁場相互增強(qiáng),因此必為順串,所以它們相連的一對端子為異名端,如紅色圓點所示;圖(b)初級線圈的電流在開關(guān)閉合一瞬間變化率大于零,所以自感電動勢的極性下負(fù)上正,阻礙電流的增強(qiáng),次級電壓表反偏,說明互感電壓的極性與電壓表的極性相反,即上負(fù)下正,可判斷出同名端如圖中紅色實心點所示。
五、計算分析題(根據(jù)實際難度定分,建議每題在6~12分范圍)
1、求圖5.1所示電路的等效阻抗。
解:兩線圈為異側(cè)相并,所以等效阻抗
2、耦合電感 , , ,試計算耦合電感作串聯(lián)、并聯(lián)時的各等效電感值。
解:
3、耦合電感 , , 。①若L2短路,求L1端的等效電感值;②若L1短路,求L2端的等效電感值。
解:①若L2短路,設(shè)在L1兩端加電壓 ,則
(1)
(2)
由(2)式得 代入式(1)
所以: 得L1端等效電感
②同理可得L1短路時L2端的等效電感
也可根據(jù)反射阻抗的公式直接計算等效電感量:
可得 所以
4、電路如圖5.4所示,求輸出電壓U2。