電器學(xué)課后答案

1、電器學(xué)課后問答題總結(jié)第一章    電器的發(fā)熱與電動力第二章    點接觸與電弧理論第三章    電磁機構(gòu)理論第四章    低壓控制電器第五章    配電電器第六章    高壓斷路器第七章    其他高壓電器 第一章    電氣的發(fā)熱與電動力1.1    電器中有哪些熱源？它們各有什么特點？答：電器中的載流系統(tǒng)通過直流電

2、流時，載流導(dǎo)體中損耗的能量便是電器的唯一熱源。載流系統(tǒng)通過交變電流時，熱源包括：導(dǎo)體通過電流時的能量損耗、非載流鐵磁質(zhì)零部件的損耗（鐵損包括渦流損耗 和磁滯損耗 ）、電介質(zhì)損耗。交變電流導(dǎo)致銅損增大，這是電流在到體內(nèi)分布不均勻所致。集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)會帶來附加損耗。鐵損只在交變電流下才會出現(xiàn)。電介質(zhì)損耗介質(zhì)損耗角 與絕緣材料的品種、規(guī)格、溫度、環(huán)境狀況及處理工藝有關(guān)。1.2散熱方式有幾種？各有什么特點？         答：熱傳導(dǎo)、對流、熱輻射。      

3、;   熱傳導(dǎo)是借助分子熱運動實現(xiàn)的，是固態(tài)物質(zhì)傳熱的主要方式。         對流總是與熱傳導(dǎo)并存，只是對流在直接毗鄰發(fā)熱體表面處才具有較大意義。熱輻射具有二重性：將熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，再將輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，可以穿越真空傳輸能量。1.3為什么決定電器零部件工作性能的是其溫度，而考核質(zhì)量的指標確實其溫升？答：電器運行場所的環(huán)境溫度因地而異，故只能人為地規(guī)定一個統(tǒng)一的環(huán)境溫度，據(jù)此再規(guī)定允許的溫升 ，以便考核。1.4在整個發(fā)熱過程中，發(fā)熱時間常數(shù)和綜合散熱系數(shù)是否改變？為什么？ 

4、0;       答：一般來說，是改變的。但是在計算中，為了方便起見，假定功率P為恒值，綜合散熱系數(shù)也是均勻的，并且與溫度無關(guān)，因此發(fā)熱時間常數(shù)也是恒定的。 第二章    電接觸與電弧理論2.1電弧對電器是否僅有弊而無益？         答：否?；『浮㈦娀∪蹮?、弧光燈是專門利用它的設(shè)備，電器本身亦可借助它以防止產(chǎn)生過高的過電壓和限制故障電流。2.2電接觸和觸頭是同一概念么？   

5、60;     答：否。賴以保證電流流通的到體檢的聯(lián)系稱為電接觸，是一種物理現(xiàn)象。通過相互接觸以實現(xiàn)導(dǎo)電的具體物件稱為電觸頭（簡稱觸頭），它是接觸時接通電路、操作時因其相對運動而斷開或閉合電路的兩個或兩個以上的導(dǎo)體。2.3觸頭有哪幾個基本參數(shù)？         答：開距、超程、初壓力、終壓力。2.4觸頭大體上分為幾類？對它們各有什么基本要求？         答：大體上分為連接觸頭和換接觸頭。對連

6、接觸頭的要求：在其所在裝置的使用期限內(nèi)，應(yīng)能完整無損地長期通過正常工作電流和短時通過規(guī)定的故障電流。電阻應(yīng)當(dāng)不大且穩(wěn)定，既能耐受周圍介質(zhì)的作用，又能耐受溫度變化引起的形變和通過短路電流時所產(chǎn)生的電動力此二者的機械作用。對換接觸頭的要求：電阻小而穩(wěn)定，并且耐電弧、抗熔焊和電侵蝕。2.5觸頭的分斷過程是怎樣的？答：由于超程的存在，觸頭開始分斷時，電路并沒有斷開，僅僅是動觸頭朝著與靜觸頭分離的方向運動。這時，超程和接觸壓力都逐漸減小，接觸點也減小。及至極限狀態(tài)、僅剩一個點接觸是，接觸面積減至最小，電流密度非常巨大，故電阻和溫升劇增。以致觸頭雖仍閉合，但接觸處的金屬已處于熔融狀態(tài)。此后，動觸頭繼續(xù)運動

7、，終于脫離，但動靜觸頭間并未形成間隙，而由熔融的液態(tài)金屬橋所維系著。液態(tài)金屬的電阻率遠大于固體金屬的，故金屬橋內(nèi)熱量高度集中，使其溫度達到材料的沸點，并隨即發(fā)生爆炸形式的金屬橋斷裂過程，觸頭間隙也形成了。金屬橋剛斷裂時，間隙內(nèi)充滿著空氣或其他介質(zhì)及金屬蒸汽，他們均具有絕緣性質(zhì)。于是，電流被瞬時截斷，并產(chǎn)生過電壓，將介質(zhì)和金屬蒸汽擊穿，使電流以火花放電乃至電弧的形式重新在間隙中流通。此后，隨著動觸頭不斷離開靜觸頭以及各種熄弧因素作用，電弧終將轉(zhuǎn)化為非自持放電并最終熄滅，使整個觸頭間隙稱為絕緣體，觸頭分斷結(jié)束。2.6何為電離和消電離？他們各有哪幾種形式？答：電離：電子獲得足以脫離原子核束縛的能量，

8、它便逸出成為自由電子，而失去電子的原子成為正離子。電離有表面發(fā)射和空間電離兩種形式。表面發(fā)射發(fā)生于金屬電極表面：熱發(fā)射、場致發(fā)射、光發(fā)射、二次電子發(fā)射。空間電離發(fā)生在觸頭間隙：光電離、碰撞電離、熱電離。消電離：電離氣體中的帶電粒子自身消失或失去電荷而轉(zhuǎn)化為中性粒子的現(xiàn)象。消電離：復(fù)合和擴散。2.7電弧的本質(zhì)是什么？電弧電壓和電場是怎樣分布的？答：電弧是生成于氣體中的熾熱電流、是高溫氣體中的離子化放電通道，是充滿電離過程和消電離過程的熱電統(tǒng)一體。電弧電壓：  兩近極區(qū)壓降基本不變?；≈鶇^(qū)內(nèi)電場強度近乎恒值。2.8試分析直流電弧的熄滅條件。    

9、     答：熄滅直流電弧，必須消除穩(wěn)定燃弧點。2.9試分析交流電弧的熄滅條件，并闡述介質(zhì)恢復(fù)過程和電壓恢復(fù)過程。答：交流電弧的熄滅條件：在零休期間，弧隙的輸入能量恒小于輸出能量，因而無熱積累；在電流過零后，恢復(fù)電壓又不足以將已形成的弧隙介質(zhì)擊穿。介質(zhì)恢復(fù)過程：近極區(qū)：電弧電流過零后弧隙兩端的電極立即改變極性。在新的近陰極區(qū)內(nèi)外，電子運動速度為正離子的成千倍，故它們于剛改變極性時即迅速離開而移向新的陽極，使此處僅留下正離子。同時，新陰極正是原來的陽極，附近正離子并不多，以致難以在新陰極表面產(chǎn)生場致發(fā)射以提供持續(xù)的電子流。另外，新陰極在電流過零前后的溫度已

10、降至熱電離溫度以下，亦難以借熱發(fā)射提供持續(xù)的電子流。因此，電流過零后只需經(jīng)過0.11 ，即可在近陰極區(qū)獲得150250V的介質(zhì)強度?；≈鶇^(qū)：分為熱擊穿和電擊穿兩個階段。若弧隙取自電源的能量大于其散發(fā)出的能量， 將迅速減小，剩余電流不斷增大，使電弧重新燃燒。熱擊穿。當(dāng)弧隙兩端的電壓足夠高時，仍可能將弧隙內(nèi)的高溫氣體擊穿，重新燃弧。電擊穿。電壓恢復(fù)過程：電弧電流過零后，弧隙兩端的電壓將由零或反向的電弧電壓上升到此時的電源電壓。這一電壓上升的過程成為電壓恢復(fù)過程，此過程中的弧隙電壓稱為恢復(fù)電壓。2.10為什么熄滅電感性電路中的電弧要困難些？答：因熄滅電弧的最佳時機為零休期間，而此時，電壓最大，易于發(fā)

11、生擊穿，發(fā)生電弧擊穿弧隙介質(zhì)。2.11何謂近陰極效應(yīng)？它對熄滅哪一種電弧更有意義？答：電弧電流過零后弧隙兩端的電極立即改變極性。在新的近陰極區(qū)內(nèi)外，電子運動速度為正離子的成千倍，故它們于剛改變極性時即迅速離開而移向新的陽極，使此處僅留下正離子。同時，新陰極正是原來的陽極，附近正離子并不多，以致難以在新陰極表面產(chǎn)生場致發(fā)射以提供持續(xù)的電子流。另外，新陰極在電流過零前后的溫度已降至熱電離溫度以下，亦難以借熱發(fā)射提供持續(xù)的電子流。因此，電流過零后只需經(jīng)過0.11 ，即可在近陰極區(qū)獲得150250V的介質(zhì)強度。出現(xiàn)于近陰極區(qū)的這種現(xiàn)象稱為近陰極效應(yīng)。對于熄滅低壓交流電弧更有意義。2.13怎樣才能實現(xiàn)無

12、弧分斷？答：一般有兩種方法：一是在交變電流自然過零時分斷電路，同時以極快的速度使動靜觸頭分離到足以耐受恢復(fù)電壓的距離，使電弧甚弱或無從產(chǎn)生；二是給觸頭并聯(lián)晶閘管，并使之承擔(dān)電路的通斷，而觸頭僅在穩(wěn)態(tài)下工作。2.14接觸電阻是怎樣產(chǎn)生的？影響它的因素有哪些？答：兩相互接觸的導(dǎo)體間的電導(dǎo)是在接觸壓力 作用下形成的，該壓力使導(dǎo)體彼此緊壓并以一定的面積互相接觸。實際接觸面縮小到局限于少量的a斑點引起了束流現(xiàn)象、即電流線收縮現(xiàn)象，束流現(xiàn)象將引起稱為束流電阻 的電阻增量。接觸面暴露在大氣中會導(dǎo)致表面膜層的產(chǎn)生，表面膜層導(dǎo)致的電阻增量稱為膜層電阻 ，其隨機性非常大，難以解析計算。因此，電接觸導(dǎo)致了電阻增量接

13、觸電阻 。         影響因素：接觸形式、接觸壓力、表面狀況、材料性能。2.15觸頭的接通過程為什么通常伴隨著機械振動？怎樣減弱機械振動？答：觸頭的碰撞、電磁機構(gòu)中銜鐵與鐵心接觸時的撞擊以及短路電流通過觸頭時產(chǎn)生的巨大電動斥力，均可引起觸頭振動。         適當(dāng)減小動觸頭的質(zhì)量和運動速度，增大觸頭初壓力，對減輕振動是有益的。2.16何為熔焊？它有幾種形式？答：動靜觸頭因被加熱而熔化、以致焊在一起無法正常分開的現(xiàn)象稱為觸頭的熔

14、焊。有靜熔焊和動熔焊兩種形式。2.17何為冷焊？如何防止發(fā)生冷焊？答：繼電器所用貴金屬觸頭當(dāng)接觸面上的氧化膜（它本來就不易生成）被破壞、因而純金屬接觸面增大時，因金屬受壓力作用致使連接處的原子或分子結(jié)合在一起的現(xiàn)象稱為冷焊。為防止發(fā)生冷焊，一般通過實驗，在觸頭及其鍍層材料的選擇方面采取適當(dāng)?shù)拇胧?.18在長期通電的運行過程中，接觸電阻是否不變？為什么？         答：接觸電阻會發(fā)生變化。會出現(xiàn)軟化、熔化現(xiàn)象，會破壞膜層，導(dǎo)致接觸電阻變化。2.19觸頭電侵蝕有幾種形式？它與哪些因素有關(guān)？如何減小電侵蝕？答：橋

15、蝕（陽極遭受侵蝕），火花放電（陰極遭受侵蝕）和弧蝕（陽極侵蝕）保證運行：設(shè)定能夠補償其電侵蝕的超程。2.21對觸頭材料有何要求？答：具有低的電阻率和電阻溫度系數(shù);具有高的最小燃弧電壓和最小燃弧電流;具有高的熱導(dǎo)率、比熱容、以及高的熔點和沸點;具有高的抗氧化和抗化學(xué)腐蝕能力;具有適當(dāng)?shù)挠捕群土己?的工節(jié)性能。2.23真空開關(guān)電器使用什么觸頭材料？         答：銅鉍銀合金，銅鉍鈰合金等。 第三章    電磁機構(gòu)理論3.1電磁機構(gòu)在電器中有何作用？  &

16、#160;      答：電磁機構(gòu)由磁系統(tǒng)和勵磁線圈組成，廣泛用于電器中作為電器的感測元件（接受輸入信號），驅(qū)動機構(gòu)（實行能量轉(zhuǎn)換）以及滅弧裝置的磁吹源。                   既可以單獨成為一類電器，諸如牽引電磁鐵、制動電磁鐵、起重電磁鐵和電磁離合器等，也可以作為電器的部件，如各種電磁開關(guān)電器和電磁脫扣器的感測部件、電磁操動機構(gòu)的執(zhí)行部件。3.2何為磁

17、性材料，它有何特點？         答：磁性材料是具有鐵磁性質(zhì)的材料，它包含鐵、鎳、鈷、釓等元素以及它們的合金。最大的特點是具有比其他材料高數(shù)百到數(shù)萬倍的磁導(dǎo)率，同時其磁感應(yīng)強度與磁場強度之間存在非常復(fù)雜的非線性關(guān)系。3.3磁性材料的磁化曲線有幾種？它們有何區(qū)別？工程計算時應(yīng)使用哪一種磁化曲線？         答：有2種：起始磁化曲線、基本磁化曲線（平均磁化曲線，含直流磁化曲線和交流磁化曲線兩個亞種）。  

18、60;                起始磁化曲線是以去磁的磁性材料磁化所得的 曲線。                   基本磁化曲線是由許多不飽和對稱磁滯回線頂點連接而成的。       

19、0;           工程計算時應(yīng)使用基本磁化曲線，直流磁化曲線和交流磁化曲線分別適用于直流磁路計算和交流磁路計算。3.4何謂軟磁材料和硬磁材料？它們各有何特點？常用的軟磁材料有哪些？答：矯頑力小，磁滯回線很窄的磁性材料稱為軟磁材料。其矯頑力小，磁導(dǎo)率高，剩磁不大，所以磁滯現(xiàn)象不明顯。常用的有電工純鐵、硅鋼、高磁導(dǎo)率合金、高頻軟磁材料、非晶態(tài)軟磁合金。         矯頑力大，磁滯回線很寬的磁性材料稱為硬磁材料

20、。矯頑力大，磁滯回線寬，且最大磁能積 大。3.5試述磁場的基本物理量和基本定律。         答：磁感應(yīng)強度矢量 為磁場的基本物理量。         磁通連續(xù)性定理：磁場中任一封閉曲面內(nèi)不論有無載流導(dǎo)體，進入該曲面的磁通恒等于自該曲面穿出的磁通。         安培環(huán)路定律：磁場強度 沿任一閉合回路 的線積分等于穿越該回路界定面積所有電流之和。3.6

21、試述磁路的特點及其基本定律。         答：磁路的特點：a)       由于磁路主體磁導(dǎo)體的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，而是H值的非線性函數(shù)，所以磁路是非線性的。b)       磁導(dǎo)體與磁導(dǎo)率相差35個數(shù)量級，故忽略泄露磁通可能導(dǎo)致不能容許的誤差。c)       雖然泄露磁通處處存在，但主要集中于磁導(dǎo)體之間，所以構(gòu)成等效磁路時，也只考慮這

22、部分泄露磁通。d)       磁動勢由整個線圈產(chǎn)生，它是分布性的，泄露磁通也存在于整個磁導(dǎo)體之間，同樣是分布性的，因而磁路也是分布性的。e)       與電流在電阻上要產(chǎn)生電能與熱能的轉(zhuǎn)換不同，磁通并不是實體，所以說它通過磁導(dǎo)體不過是一種計算手段，絕無任何物質(zhì)流動，當(dāng)然也無能量損耗與交換?；径桑捍怕返幕鶢柣舴虻谝欢珊痛怕返幕鶢柣舴虻诙?。磁路的基爾霍夫第一定律：將封閉曲面取在磁路分支處的一點（稱為節(jié)點），則進入及流出該點的磁通代數(shù)和恒等于零。         磁路的基爾霍夫第二定律：磁路中沿任一閉合回路的磁壓降的代數(shù)等于回路中各磁動勢的代數(shù)和。3.7試述電磁機構(gòu)計算的基本任務(wù)。