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moea_joint_essay 111年 [電機] 電力系統與電機機械、電磁學

第 二 題

📖 題組:
如【圖 2】所示,一磁路系統在中央分支鐵心有 N = 400匝的線圈,流入 I = 2 A 之穩態電流,該鐵心的橫截面積為 S = 10^-3(m^2),相對導磁係數為 μr = 5000,試求:(2 題,每題 10 分,共 20 分) 註:π = 3.14159,μ0 = 4π × 10^-7
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

空氣間隙磁場強度 H (計算結果請以10^5表示,並計算至小數點後第 2位,以下四捨五入)。
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利用磁通分流定律(或並聯磁壓降相同),計算出流經右側分支的磁通量。然後利用 B = Φ/S 求出空氣間隙的磁通密度,最後藉由 H = B/μ0 求得空氣間隙的磁場強度。

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  1. 根據磁通分流定律,計算右側分支磁通量 Φr: Φr = Φc × [ Rl / (Rl + Rr) ] = 59.5787 × 10^-4 × [ 0.64 / (0.64 + 10.638) ]

小題 (一)

中央分支磁通量 ϕ (計算結果請以10^-4表示,並計算至小數點後第 2位,以下四捨五入)。
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將磁路系統類比為直流電路,計算各分支之磁阻(Rc、Rl、Rr)。右側分支包含空氣間隙,其磁阻需與該分支鐵心磁阻相加。計算出總等效磁阻 Req 後,利用歐姆定律 Φ = NI / Req 求出中央分支之總磁通量。

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  1. 建立磁路等效參數: 基礎磁阻常數 R0 = 1 / (μ0 μr S) = 1 / (4π×10^-7 × 5000 × 10^-3) = 1 / (2π×10^-6) = 500000 / π (At/Wb) 由圖得路徑長度:中央分支 Lc = 0.24 m,左側分支 Ll = 0.2+0.24+0.2 = 0.64 m,右側分支 Lr = 0.64 m (含間隙)。

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