单选题
316、磁滞损耗的大小与频率( )关系。
A
成反比;
B
成正比;
C
无关;
D
不确定;
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查磁滞损耗与频率之间的定量关系。
磁滞损耗是指铁磁材料在交变磁场中,由于磁畴反复翻转而产生的能量损耗,其物理本质是材料内部克服磁畴壁移动阻力所消耗的能量。单位体积的磁滞损耗功率(即磁滞损耗密度)可由经典经验公式表示为:
P_h = k_h f B_m^n
其中:
- P_h 为磁滞损耗功率密度(W/m³);
- k_h 为材料相关的磁滞损耗系数;
- f 为交变磁场的频率(Hz);
- B_m 为磁感应强度的最大值(T);
- n 为斯坦梅茨指数(Steinmetz exponent),对一般电工钢约为1.6~2.0,常近似取2。
可见,在磁感应强度幅值B_m保持不变的前提下,磁滞损耗功率P_h与频率f呈正比关系(因f的指数为1)。
需要区分的是:
- 涡流损耗(P_e)与频率的平方成正比(P_e ∝ f² B_m²);
- 而磁滞损耗是一次方关系,即P_h ∝ f。
因此,当题目明确问“磁滞损耗的大小与频率( )关系”,且未附加其他变量变化条件时,默认B_m恒定,此时磁滞损耗功率(或单位时间内的总损耗能量)随频率线性增加,故成正比。
选项分析:
A:成反比——错误,不符合磁滞损耗的物理机制与实验规律;
B:成正比——正确,由P_h ∝ f决定;
C:无关——错误,频率升高必然导致单位时间内磁滞回线循环次数增多,总损耗增大;
D:不确定——错误,该关系在工程电磁学中是明确且可定量描述的。
综上,正确答案为B。
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