電氣研究生面試題整理

2021-03-03 22:46:07 字數 4826 閱讀 9768

電磁場1、 麥克斯韋方程

包括全電流定律、電磁感應定律、磁通連續定律、高斯定律。其中全電流定律表明傳導電流和變化的電場都能產生磁場;電磁感應定律表明電荷和變化的磁場都能產生電場;磁通連續定律表明恆定磁場是乙個無源無散場,磁場中任一閉合面均不發出也不終b線,b線是連續的、無頭無尾的閉合曲線;高斯定律表明電荷以發散的方式產生電場。

2、 霍爾效應是什麼?什麼是羅果夫斯基線圈?

霍爾效應是指在磁場中的載流導體上出現橫向電勢差的現象。

羅果夫斯基線圈是一種利用電磁感應原理和全電流定律,測量大衝擊電流(幾十ka到幾百ka)或衝擊電流的時間變化率的裝置。

3、 坡印亭向量?

坡印亭向量是電場強度和磁場強度的叉積,其方向表示能量流動的方向,大小表示單位時間內穿出單位垂直面積的能量。單位是瓦每平方公尺。

坡印亭定理是電磁場中的能量守恆定理,其表示能量向外的傳輸等於儲能的減少、功率的消耗和電源的供能的代數和。

4、 自由電荷和束縛電荷的區別,電介質極化和導體靜電感應的區別?

自由電荷是指導體中的自由電子(金屬中)、離子(氣體或液體中)等在受到電場力時可以自由運動的電荷。束縛電荷是指電介質中被原子內力、分子內力或分子間束縛著的帶電粒子,它們在電場力的作用下可以有微小的移動,但不能離開分子的範圍。

電介質的極化是指在外加電場中電介質的分子或原子形成電偶極子,在電介質的表面出現正和負束縛電荷的現象。極化後,束縛電荷在電介質中所建立的電場一般可以減弱外加電場。

導體的靜電感應是指在外加電場中導體的自由電荷移動,積累在導體表面並建立電場,直至其表面電荷建立的電場與外加電場在導體中處處相抵為止的現象。由於有靜電感應,靜電場中的導體內部無電荷,電荷只能分布在導體表面;導體內處處電場強度為零;導體表面附近場強與表面垂直;導體為一等勢體,導體表面為等勢面。

5、 靜電遮蔽電磁遮蔽靜磁遮蔽的區別

靜電遮蔽是利用靜電平衡時導體內部的場強為零這一規律製成的可以遮蔽電場的遮蔽裝置。

電磁遮蔽是利用良導體中渦流能阻止高頻電磁波透入這一特性製成的可以同時遮蔽電場和磁場的遮蔽裝置。它可以抑制輻射干擾和高頻傳導干擾。

。靜磁遮蔽的作用與靜電遮蔽類似,但是效果沒有靜電遮蔽好,這是因為金屬導體的電導率要比空氣的電導率大十幾個數量級,而鐵磁物質與空氣的磁導率的差別只有幾個數量級。

6、 給出第二類邊界條件,為什麼電位值不確定?

只知道偏導數沒有基值

7、 e在兩介質分介面處是否變化?

切線方向e不變;法向方向d不變。

8、乙個圓形線圈裡垂直穿過乙個通入電流的導線,問線圈裡有沒有感應電動勢

這取決於通入的電流有沒有變化,因為產生感應電動勢的原理是變化的磁場產生感應電場,若電流有變化則線圈中有感應電動勢,若電流沒有變化則沒有。

9、乙個氣球,表面布滿均勻電荷,隨著氣球的不斷吹大,氣球內部和外部的電場都如何變化?

外部不變,內部場強為零

10、似穩電磁場的條件,物理意義

(交變電流的頻率較低時,在電流附近,與之相距比該頻率的電磁波在真空中的波長少得多的區域內,可以忽略電磁場的推遲效應,這樣的區域中的電磁場即為似穩場或準穩場)

11、什麼樣的電磁場叫靜電場?工頻電場算是靜電場麼?

靜電場是指相對於觀察者靜止且量值不隨時間變化的電荷所激發的電場。

工頻電場不算靜電場。

12、從能量角度分析,乙個接地系統靠近乙個帶正電的孤立帶電球,請問帶電球電位是公升高還是降低?

相當於把球移到無窮遠處,電場力做功,能量降低,故帶電球電位應該是降低。

13、電磁場中為什麼要引入磁矢位、磁標位?有什麼物理意義?

磁矢位的旋度是磁感應強度,可以引入是因為恆定磁場是無源場。引入磁矢位後可以免叉積的運算,此外磁矢位的方向與電流密度方向相同,積分項簡單,並且可以推導出磁矢位的邊值問題,可以與靜電場模擬。

磁標位的梯度加負號是磁場強度,可以引入是因為磁場中沒有自由電流的區域可以看作是無旋場。引入磁標位後可以簡化磁場的計算,但是無自由電流區域為多聯通域,使得磁壓為多值磁壓,故引入磁壁障使磁壓成為單值函式。

14、位移電流的物理意義

位移電流定義為電位移向量時間變化率的面積分。在全電流定律中位移電流的部分反映了變化的電場能夠產生磁場。

15、鄰近效應,集膚效應、渦流的解釋

相互靠近的導體通有交變電流時,乙個導體中電流激勵的磁場不僅在自身而且在另乙個導體中激勵感應電場,且可能分布不均勻,進而影響各導體電流密度的分布的現象稱為鄰近效應。頻率越高,導體靠得越近,鄰近效應愈顯著。

集膚效應分為磁集膚效應和電集膚效應。磁集膚效應是由於渦流的去磁作用,在鐵心的薄鋼片內部磁通密度小而表面附近大的現象。電集膚效應則是由於電磁感應使得電流密度分布不均勻,在導體內深處小而在表面附近大的現象。

渦流是當導體置於交變的磁場中時,與磁場正交的曲面上產生的閉合的感應電流。

16、什麼叫輻射?(電磁波脫離波源在空間中獨自傳播的現象)

17、乙個導體平板在恆定磁場中平行運動是否有渦流?為什麼?

沒有渦流。因為平行運動,不切割磁感線。

18、線形介質中自感互感都跟什麼有關

線性各向同性媒質中,自感僅與迴路的幾何尺寸、媒質引數有關,與迴路的電流電流無關;互感不僅與兩個迴路的幾何尺寸和周圍媒質有關,還和兩個迴路之間的相對位置有關。

電機學1、什麼是直流電機

直流電機是實現機械能和直流電能之間相互轉換的旋轉電機。直流電機本質上是交流電機,需要通過整流或逆變裝置與外部電路相連線。常見的是採用機械換向方式的直流電機,它通過與電樞繞組一同旋轉的換向器和靜止的電刷來實現電樞繞組中交變的感應電動勢、電流與電樞外部電路中直流電動勢、電流間的換向。

(實質是一台有換向裝置的交流電機)

2、同步機和非同步機的區別

同步電機定子交流電動勢和交流電流的頻率,在極對數一定的條件下,與轉子轉速保持嚴格的同步關係。同步電機主要用做發電機,也可以用作電動機,還可以用作同步調相機(同步補償機)。同步電機可以通過調節勵磁電流來調節無功功率,從而改善電網的功率因數。

(同步電動機主要用於功率比較大而且不要求調速的場合。同步調相機實際上就是一台併聯在電網上空轉的同步電動機,向電網發出或者吸收無功功率,對電網無功功率進行調節。)

非同步電機是一種轉速與電源頻率沒有固定比例關係的交流電機,其轉速不等於同步轉速,但只要定轉子極對數相等,無論轉子轉速如何,定、轉子磁動勢都以同步轉速相對於定子同向旋轉,即二者總是相對靜止。非同步電機主要用作電動機,缺點是需要從電網吸收滯後的無功功率,功率因數總小於1。非同步電機也可作為發電機,用於風力發電場和小型水電站。

3、什麼是電樞反應?直流電機是否有電樞反應?

對於同步電機來說,電樞反應是指基波電樞磁動勢對基波勵磁磁動勢的影響。直流電機也有電樞反應,是指電樞磁動勢對勵磁磁動勢產生的氣隙磁場的影響。

4、非同步機的轉子有那幾種折合方式?

非同步電機轉子的折合演算法主要包括頻率折合和轉子繞組折合,原則是保持轉子基波磁動勢不變,對定子側等效。在進行這兩種折合之前還有乙個轉子位置角的折合。

5、電動機為什麼會轉?

都是由於轉子上的繞組受到了電磁力,產生拖動性電磁轉矩而帶動轉子轉動。

具體來說,同步電機是由於定子繞組通入三相對稱電流,產生旋轉磁場,相當於旋轉磁極,使得同步電動機轉子磁極吸引而同步旋轉。非同步電動機是由於轉子轉速小於同步轉速,轉子與定子電流產生的旋轉磁動勢有相對運動,轉子繞組切割磁感線,產生感應電動勢,進而產生感應電流使得轉子繞組受到安培力,產生電磁轉矩,帶動轉子旋轉。

6、直流機和非同步機分別有哪幾種調速方式?

非同步電動機的調速方法:

(1)改變轉差率調速,包括調壓調速、轉子串接電阻調速(只用於繞線轉子電動機)。

(2)變極調速(只用於籠型非同步電動機)。

(3)變頻調速(多用於籠型非同步電動機)。

(變頻調速效能最好,但**比較高)

他勵直流電動機的調速方法:

(1)電樞串接電阻調速(只能從基速向下調)。

(2)改變端電壓調速(只能從基速向下調)。

(3)改變磁通調速(從基速向上調,弱磁公升速)。

7、簡述vvvf?v/f恆定,保持磁通不變,e恆定。電機的基本模型,比如定子的幾個繞組,轉子上的繞組以及相互間的磁通影響,大家請參看電力系統暫態分析派克變換的課件。

8、為什麼我們要制定額定值,讓系統和電機執行在額定狀態下?

制定額定值是為了便於各種電氣裝置和電機的設計製造及其使用。系統和電機只有執行在額定狀態下才能取得最佳的技術效能和經濟效果。

9、有功的發出原理和計算方法以及無功的v形曲線。

對於同步發電機來說有功的發出是由於功角的存在,功角是空載電動勢是相電壓之間的夾角,也可以看成是勵磁磁動勢與相電壓等效合成磁動勢之間的夾角。由於同步電機工作在發電狀態時,功角大零,故勵磁磁動勢的等效磁極會吸引相電壓等效合成磁動勢的等效磁極,通過磁場的耦合作用將轉子的機械能轉換成電能輸出。

有功功率可以利用功角特性來進行計算。

同步發電機無功的v形曲線是負載時電樞電流和勵磁電流的關係曲線,特點:有功功率越大,v形曲線越高;每條v形曲線都有乙個最低點;最低點是發電機執行工況的分界點,左邊是欠勵(超前),右邊是過勵(滯後)。

v形曲線有助於工作人員了解發電機的執行工況,進而對發電機進行控制。

10、變壓器和非同步機引數的測試方法?分別在變壓器的哪一側做?

變壓器的引數測試方法方法有短路試驗和空載試驗。短路試驗通常在高壓側做,即在高壓側加壓;空載通常在低壓側做,即在低壓側加額定電壓。通過短路試驗可以測得一次短路電流為額定值時的一次短路電流、電壓和短路損耗,由這三個量可以算出變壓器折合到一次側的短路阻抗、短路電阻和短路電抗。

通過空載試驗可以測得對一次繞組施加額定電壓時的一次電壓、二次電壓、一次電流和輸入功率,即空載損耗,由這四個量可以算得變比、勵磁阻抗、勵磁電阻和勵磁電抗。

非同步電機的引數測試方法有堵轉試驗(短路試驗)和空載試驗,均在定子側加壓。通過堵轉試驗可以測得定子電流為額定值時的定子電壓和短路損耗,進而由這三個量可以算出折合到定子側的短路阻抗、短路電阻和短路電抗。通過空載試驗資料可以作出空載特性曲線(空載電壓和空載損耗的關係曲線),進而可以求出機械損耗和鐵耗,再利用額定電壓下的試驗資料和短路試驗所得的漏電抗求得勵磁電阻、勵磁電抗和勵磁阻抗。

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