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电工学复习题及参考答案

电工学复习题及参考答案
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第1章 直流电路 习题参考答案

一、 填空题:

1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件,由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ;对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。

2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件;反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件;反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容 元件,它们都是无源 二端 元件。

3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流0

R U I S

、端电压U =0时,此种状态称作 短路 ,这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。

4.从耗能的观点来讲,电阻元件为 耗能 元件;电感和电容元件为 储能 元件。

5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ,假定某元件是负载时,该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。

二、 判断题:

1. 理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。 (错)

2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 (错)

3. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。 (错)

4. 绝缘体两端的电压无论再高,都不可能通过电流。 (错)

三、选择题:(每小题2分,共30分)

1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,即为假设该元件(A )功率;当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时,即为假设该元件(B )功率。

A 、吸收;

B 、发出。

2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指( C )

A 、负载电阻增大;

B 、负载电阻减小;

C 、电源输出的电流增大。 3. 当电流源开路时,该电流源内部( C )

A 、有电流,有功率损耗;

B 、无电流,无功率损耗;

C 、有电流,无功率损耗。

4. 某电阻元件的额定数据为“1K Ω、”,正常使用时允许流过的最大电流为( A )

A 、50mA ;

B 、;

C 、250mA 。

四、计算题

已知电路如题所示,试计算a 、b 两端的电阻。

解: (1)在求解电阻网络的等效电阻时,应先将电路化简并转化为常规的直流电路。

该电路可等效化为:

(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。

就本题而言,仔细分析发现25Ω和5Ω电阻被短路,则原图可化为:

根据基尔霍夫定律,求图所示电路中的电流I1和I2;

解:本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用,对电路中的任何封闭面也适用。本题就是KCL对封闭面的应用。

对于节点a有:I1+2-7=0

对封闭面有:I1+I2+2=0

解得: I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A)

有一盏“220V 60W”的电灯接到。(1)试求电灯的电阻;(2)当接到220V电压下工作时的电流;(3)如果每晚用三小时,问一个月(按30天计算)用多少电解: 由题意:

①根据 R=U2/P 得:

电灯电阻 R=U2/P=2202/60=807(Ω)

②根据 I=U/R或P=UI得:

I=P/U=60/220=(A)

③由 W=PT 得

W=60×60×60×3×30

=×107(J)

在实际生活中,电量常以“度”为单位,即“千瓦时”。

对60W的电灯,每天使用3小时,一个月(30天)的用电量为:

W=60/1000×3×30=(KWH)

根据基尔霍夫定律求图图所示电路中的电压U

1、U

2

和U

3

解:根据基尔霍

夫电压定律,沿任意回

路绕行一周,回路中各

元件上电压的代数和

等于零。

则对abcka回

路:

2-U

2

-2=0

U

2

=0

对cdpkc回路:

-4-U

1+U

2

=0

U

1

=-4(V)对 eghce回路:

-U

3-10+5+U

2

=0

U

3

=-5(V)

已知电路如图所示,其中E1=15V,E2=65V,R1=5Ω,R2=R3=10Ω。试用支路电流

法求R

1

、R2和R3三个电阻上的电压。

解:在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,选取绕行方向。应用KCL 和KVL 列方程如下

0321=-+I I I

13311E R I R I =+ 23322E R I R I =+

代入已知数据得

0321=-+I I I

1510531=+I I

65101032=+I I

解方程可得

I 1=-7/4(A ),I 2=33/8(A ),I 3=19/8(A )。

三个电阻上的电压电流方向选取一至,则三个电阻上的电压分别为:

U 1=I 1R 1=-547?=-35/4(V ) U 2=I 2R 2=10

833?=165/4(V )

U 3=I 3R 3=10

819?=38/4(V )

试用支路电流法,求图所示电路中的电流I 1、I 2、 I 3、I 4和I 5。(只列方程不求解)

解:在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,三回路均选取顺时针绕行方向。应用KCL 和KVL 列方程如下

0321=--I I I

0542=-+I I I

11315E R I I =+

0133522=-+R I R I R I 243515E I R I -=--

如给定参数,代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流。

试用支路电流法,求图电路中的电流I 3。

解:此图中有3支路,2节点,但有一支路为已知,所以只需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向。应用KCL 和KVL 列方程如下

0321=-+I I I 2412631=+I I

I 2=5(A )所以:I 1=-2(A ),I 3=3(A )

应用等效电源的变换,化简图所示的各电路。

试用电源等效变换的方法,求图所示电路中的电流I 。 解:利用电源等效变换解题过程如下:

由分流公式可得:I =5

?86

.21343

4=+(A)

试计算题图中的电流I 。

解:由于题目中没有要求解题方法,所以此题可用电压源与电流源等效

变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解,下面用戴维南定理求解。

(1)先计算开路电压,并将电流源化成电压源,如下图。

32

63612=

+-=

I (A)

U OC =-2+12-6×2/3=6(V) (2)再求等效电阻R ab

将恒压源和恒流源除去,得电路如图。

4

116363=+++?=ab R (Ω)

(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。

1

246=+=I (A)

已知电路如图所示。试应用叠加原理计算支路电流I 和电流源的电压U 。 解:(1)先计算18V 电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。

6

1218=+='I (A) 661=?='U (V)

(2)再计算6A 电流源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。

2

6121=?+=''I (A) 16

22636

36=?++??=''U (V)

(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 426=-=''-'=I I I (A) 22166=+=''+'=U U U (V)

电路图所示,试应用叠加原理,求电路中的电流I 1、I 2及36Ω电阻消耗的

电功率P。

解:(1

)先计算90V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。

6

15

90

36

12

36

12

6

90

1

=

=

+

?

+

=

'I

(A)

5.4

36

12

36

6

2

=

+

?

=

'I

(A)

5.1

36

12

12

6

3

=

+

?

=

'I

(A)

(2)再计算60V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。

5.3

36

6

36

6

12

60

2

=

+

?

+

=

''I

(A)

3

36

6

36

5.3

1

=

+

?

=''I

(A)

5.0

36

6

6

5.3

3

=

+

?

=''I

(A)

(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。

3

3

6

1

1

1

=

-

=''

-'

=I

I

I(A)

1

3

5.3

2

2

-

=

+

-

=

''

+

'

-

=I

I

I

(A)

2

5.0

5.1

3

3

=

-

=''

+

'

=I

I

I

(A)

(4)36Ω电阻消耗的电功率为

144

36

22

3

2

3

=

?

=

=R

I

P(W)

电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电流I

解:(1)先计算开路电压,并将12A、6Ω电流源化成电压源,如下图。

由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。

由KCL 和KVL 得:

0321=++I I I 012126321=-=-I I 84124632=-=-I I

解得:I 1=8/9(A ),I 2=4/9(A ),I 3=-4/3(A )

320

)34(24243=

-?-=-=I U OC (V )

(2)再求等效电阻R ab

将恒压源和恒流源除去,得电路如图。

)26363(++?=ab R ∥

342=

(Ω)

(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。

86

.2720

134320

==+=I (A)

电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电流I 。 解:(1)先计算开路电压,并将3A 、6Ω电流源化成电压源,如下图。

由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。 由KCL 和KVL 得:

0321=-+I I I 108184621=-=-I I

812432=+I I

解得:I 1=4/3(A ),I 2=-1/2(A ),I 3=5/6(A )

2

)21

(442-=-?==I U OC (V )

(2)再求等效电阻R ab

将恒压源除去,得电路如图。

R ab =4∥6∥12=2(Ω)

(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。

4

.0322-=+-=I (A)

电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电压U 。 解:(1)先计算开路电压,如下图。

U OC =-1×16+1=-15(V)

(2)再求等效电阻R ab

将恒压源和恒流源除去,得电路如图。

R ab =1(Ω)

(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。

3

5154115-=-=+-=I (A) U =4I =4×(3-)=-12(V)

电路如图所示,如果I 3=1A ,试应用戴维南定理,求图中的电阻R 3。

解:(1)先计算开路电压,如下图。

35

126609021=

+-=-=I I (A)

80

35

6906901=?-=-=I U OC

(V)

(2)再求等效电阻R AB

将恒压源除去,得电路如图。

4

121612

6=+?=

ab R (Ω)

(3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。

当I 3=1A 时,则1

480

3=+R

所以 R 3=80-4=76(Ω)

电路如图所示,已知15欧电阻的电压降为30V ,极性如图所示。试计算电路中R 的大小和B 点的电位。

解:设R 电阻上的电压和电流如图所示。 由KCL 可知

I 2=2+5=7(A) ,I=I 2-2-3=2(A ), (A)

由KVL 得,(绕行方向选顺时针方向)

U -100+30+5I 2=0

U =100-30-35=35 (V)

5

.17235===I U R (Ω)

试计算图中的A 点的电位:(1)开关S 打开;(2)开关S 闭合。 解:(1)当开关S 打开时,将电位标注的电路复原为一般电路,如图(a )所示。

由KVL 得

(3++20)×I =12+12

I =(mA) U A =-20I +12=(V)

(2)当开关S 闭合时,将电位标注的电路复原为一般电路,如图(b )所示。 由KVL 得

+20)×I =12 I =(mA) U A =-20I +12=(V)

第二章 正弦交流电路 习题参考答案

一、填空题:

1. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率ω ;表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 。

2. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ;电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为

dt

di L

u =L ;电容元件上任一瞬间的电压电流

关系可以表示为dt

du C

i C C =。由上述三个关系式可得, 电阻 元件为即时元件; 电感 和 电容 元件为动态元件。

3. 在RLC 串联电路中,已知电流为5A ,电阻为30Ω,感抗为40Ω,容抗为80Ω,那么电路的阻抗为 50Ω ,该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ,吸收的无功功率又为 600var 。 二、 判断题:

1. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 (错)

2. 电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率等于零。 (对)

3. 因为正弦量可以用相量来表示,所以说相量就是正弦量。 (错)

4. 电压三角形是相量图,阻抗三角形也是相量图。 (错)

5. 正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 (错)

6. 一个实际的电感线圈,在任何情况下呈现的电特性都是感性。 (错)

7. 串接在正弦交流电路中的功率表,测量的是交流电路的有功功率。 (错)

8. 正弦交流电路的频率越高,阻抗越大;频率越低,阻抗越小。 (错)

三、选择题:

1. 某正弦电压有效值为380V ,频率为50Hz ,计时始数值等于380V ,其瞬时值表达式为( B )

A 、t u 314sin 380=V ;

B 、)45314sin(537?+=t u V ;

C 、)90314sin(380?+=t u V 。

2. 一个电热器,接在10V 的直流电源上,产生的功率为P 。把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P /2,则正弦交流电源电压的最大值为( D )

A 、;

B 、5V ;

C 、14V ;

D 、10V 。 3. 提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是( D )

A 、减少了用电设备中无用的无功功率;

B 、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;

C 、可以节省电能;

D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。

4. 已知)90314sin(101?+=t i A ,210sin(62830)i t =+?A ,则( C ) A 、i 1超前i 260°; B 、i 1滞后i 260°; C 、相位差无法判断。

5. 电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,频率增大时,电路中电流将( A )

A 、增大;

B 、减小;

C 、不变。 6. 在RL 串联电路中,U R =16V ,U L =12V ,则总电压为( B ) A 、28V ; B 、20V ; C 、2V 。 7. RLC 串联电路在f 0时发生谐振,当频率增加到2f 0时,电路性质呈( B ) A 、电阻性; B 、电感性; C 、电容性。 8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的( A )

A 、电压有效值与电流有效值乘积;

B 、平均功率;

C 、瞬时功率最大值。

四、计算题

把下列正弦量的时间函数用相量表示:

(1) u =102sin314t 伏 (2) i =-5sin(314t -60o)

解:(1)U

=10/0o (V) (2)m I =-5/-60o =5/180o-60o=5/120o (A)

已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ,初相位为-60°,其有效值为多少写出其瞬时值表达式;当t =时,U ab 的值为多少

解:∵U U ab abm 2=

∴有效值

22031121

21=?=

=

U U abm ab (V)

瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V)

当t =时,5

.80)12sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ??

-??=πππU ab (V) 用下列各式表示RC 串联电路中的电压、电流,哪些是对的,哪些是错的

(1) i =Z u (2) I=C X R U + (3) I

= C j R U

ω- (4)

I=Z U

(5) U=U R +U C (6) U =R U +C U (7)I =-j C U ω (8)I = j C U

ω

解:在R 、C 串联电路中,总阻抗

c j

R X j R Z C ω1

-=-=

而 X R Z C 22+= Z U I = R I U R = C U jI X =-

C R U U U += U U U C R 222+=

所以 (1)、(2)、(3)、(5)、(7)、(8)均是错的,(4)、(6)是对的。

图中,U 1=40V ,U 2=30V ,i =10sin314t A ,则U 为多少并写出其瞬时值表达式。

解:由电路图可知,电压u 1与电流i 同方向,而电压u 2超前电流i 90o

,所以

504030222

221=+=+=U U U (V)

∵电压u 超前电流i 的电度角213

arctan

arctan 36.94U U ?===?

∴)9.364.31sin(250?+=t u (V)

图所示电路中,已知u =100sin(314t +30o)伏,i =(314t +o)安, i 2=

10sin(314t +o)安,试求: i 1、Z 1、Z 2并说明Z 1、Z 2的性质,绘出相量图。

解:由题知,?=7.19/36.22m I (A) ?=13.83/102m I

(A)

?=30/100m U (V)

所以?-=-=87.6/2021m m m I I I (A)

即()?-=87.6314sin 201t i (A)

∵?=?-?==67.38/5067.8/230/10011m m I U Z

(Ω) ?-=??=

=13.53/1013.83/1030/10022m m

I U Z (Ω)

∴Z 1为感性负载,Z 2为容性负载。

图所示电路中,X C =X L =R ,并已知电流表A 1的读数为3A ,试问A 2和A 3的读数为多少

解:由图可以看出,电容与电感并联连接,由于电容电流落后两端电压900,而电感电流超前两端电压900,因为X C =X L ,所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等,方向相反,故而电流表A 2的读数为0A 。

由上分析可知,电压u 的有效值为3R ,故电感两端电压亦为3R 。因为X L =R ,所以电流表A 3的读数为3A 。

有一R 、L 、C 串联的交流电路,已知R=X L =X C =10Ω,I=1A ,试求电压U 、U R 、U L

、U C

和电路总阻抗Z 。

解: 10110=?==RI U R (V) 10110=?==I X j U L L (V) 10110=?=-=I X j U C C (V) ∵10==-+=R X j X j R Z C L (Ω)

∴10110=?==I Z U (V)

电路如图所示,已知ω=2rad/s ,求电路的总阻抗Z ab 。

解:∵ω=2rad/s

∴2==L X L ω(Ω) 2ω1==C X C

(Ω)

()j j j j j j j j j X j X j Z C L ab +=+-+-++=--+

+=-++=3)22)(22()

22(42222422//22(Ω

)

电路如图所示,已知R =20Ω,R I =10/0oA ,X L =10Ω,

1U 的有效值为200V ,求X C 。

解: 由题意可知:

?==0/20022I R U (V)

C C C X jX U I ?=

-=90/2002 (A) ∴?+?=+=0/1090/200C

R

C L X I I I (A)

?+?=?+??=?=90/100180/2000)0/1090/200(10C

C L

L L X X j I jX U (V)

10020002000/20090/100180/20002

1j X X U U U C

C L +-=?+?+?=+= (V)

又因U 1=200

故有

22100)2000200(200+-

=C X 221002002000

200-±=-C

X

2.1732002000±=C X

2.1732002000±=C

X 则得: X C =(Ω),或X C =(Ω)

图所示电路中,u S =10sin314t V ,R 1=2Ω,R 2=1Ω,L =637mH ,C =637μF ,求电流i 1, i 2和电压u c 。

解:ω=314rad/s

200637314=?==L X L ω(Ω)

5106373141ω16=??==

-C X C (Ω) 13

.5195151000))((221j j j jX jX R jX jX R Z C L C L -=+-=-+-+=(Ω)

13.5211j Z R Z -=+=(Ω)

?=-?==7.68/816.113.520/101j Z U I Sm m

(A)

?-=-??=?=3.21/32.9)13.5(7.68/816.111j Z I U m Cm (V)

?=-?-=-=7.68/86.153.21/32.92j jX U I C Cm m (A)

则 i 1=(314t +°)(A) i 2=(314t +°)(A) u c =°)(V)

图所示电路中,已知电源电压U =12V ,ω=2000rad/s ,求电流I 、I 1。

解:当ω=2000rad/时s

1105.020003=??==-L X L ω(Ω)

21025020001ω16=??==

-C X C (Ω)

j

j j jX R jX R Z C C -=--=--=

1224

)(221(Ω) 21111=-++=++=j j Z jX R Z L (Ω) 1262

U I Z =

==(A)

168.49C U I Z =?==(V)

1

2

8.49

4.29

2

C

U

I

R

===

(A)

图所示电路中,已知R1=40Ω,X L=30Ω,R2=60Ω,X c=60Ω,接至220V的电源上.试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。

解:设?

=0/

220

.

U(V)

?

-

=

+

?

=

+

=9.

36

/4.4

30

40

0/

220

1

1j

X

j

R

U

I

L

(A)

同理

?

=

-

?

=

-

=45

/

59

.2

60

60

0/

220

2

2j

X

j

R

U

I

C

(A)

∵?

-

=

?

+

?

-

=

+

=61

.8

/

41

.5

45

/

59

.2

9.

36

/4.4

2

1

I

I

I

(A)

∴18

.1

61

.8

cos

41

.5

220

cos=

?

?

?

=

=?

UI

P(KW)

2.

178

61

.8

sin

41

.5

220

sin=

?

?

?

=

=?

UI

Q(Var)

cos cos[0(8.61)]0.99

λ?

==--=

图所示电路中,求:(1)AB间的等效阻抗Z AB;(2)电压相量U AF和U DF;(3)整个电路的有功功率和无功功率。

解:

4

3

8

8

6

6

)8

8

6(

6

4j

j

j

j

j

j

Z

AB

+

=

-

+

+

-

+

?

+

=

?

-

=

+

?

=

=1.

53

/2

4

3

0/

10

j

Z

U

I

AB

(A)

?

=

?

?

-

=

=9.

36

/8

4

1.

53

/2

1

j

jX

I

U

L

AF

(V)

?

-

=

?

?

-

=

=1.

53

/6

3

1.

53

/2

FB

FB

Z I

U

(V)

?

-

=

?

-

=

-

+

=1.

53

/1

6

1.

53

/6

8

8

6j

j

U

I FB

FD

(A)

?

-

=

+

?

?

-

-

=

+

-

=180

/

10

)8

6(

1.

53

/1

)8

(

2

j

j

R

I

U

FD

DF

(V)

∴12

1.

53

cos

2

10

cos=

?

?

?

=

=?

UI

P(W)

16

1.

53

sin

2

10

sin=

?

?

?

=

=?

UI

Q(Var)

今有一个40W的日光灯,使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V,频率为50Hz的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载,灯管两端的电压等于110V,试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少

解:∵P=40W U R=110(V) ω=314rad/s

36.011040===

=R L R U P I I (A)

∵U U U L R 2

22+=

5.1901102202

222=-=-=U U U R L (V) ∴529

36.05.190===

I U X L L L (Ω) 69

.1314529

===ωX L L (H) 由于灯管与镇流器是串联的,所以5

.0220110

cos ===U U R ?

第3章 三相交流电路习题参考答案

三、 填空题:

1. 对称三相负载作Y 接,接在380V 的三相四线制电源上。此时负载端的相电压

倍的线电压;相电流等于 1 倍的线电流;中线电流等于 0 。 2. 有一对称三相负载成星形联接,每相阻抗均为22Ω,功率因数为,又测出负载中的电流为10A ,那么三相电路的有功功率为 5280W ;无功功率为 3960var ;视在功率为 6600VA 。假如负载为感性设备,则等效电阻是 Ω ;等效电感量为(工频下) 42mH 。

四、 判断题:

1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。 (对 )

2. 三相电路的有功功率,在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。 (错 )

3. 三相负载作三角形联接时,总有P 3I I l =成立。 (错 )

4. 负载作星形联接时,必有线电流等于相电流。 (对)

5. 三相不对称负载越接近对称,中线上通过的电流就越小。 (对)

6. 中线不允许断开。因此不能安装保险丝和开关,并且中线截面比火线粗。(错)

三、选择题:

1. 三相对称电路是指( C ) A 、 三相电源对称的电路; B 、三相负载对称的电路; C 、三相电源和三相负载均对称的电路。

2. 三相四线制供电线路,已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻,V 相为纯电感,W 相为纯电容,通过三相负载的电流均为10安培,则中线电流为( C )

A 、30安;

B 、10安;

C 、安。 3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏,串联后接入220V 交流电源,其亮度情况是( B )

A 、100W 灯泡最亮;

B 、25W 灯泡最亮;

C 、两只灯泡一样亮。

四、计算题

3-1一台三相交流电动机,定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上,其

线电流I L =2.2A ,cos φ=,试求每相绕组的阻抗Z 。

解:先由题意画出电路图(如下图),以帮助我们思考。 因三相交流电动机是对称负载,因此可选一相进行计算。三相负载作星接时

3L p U U =

由于U L =380(V),I L =(A)

则 U P =220(V), I p =(A),

220100

2.2p p U Z I ===(Ω) 由阻抗三角形得

808.0100=?==?COS Z R (Ω)

60

801002222

=-=-=

R Z X L (Ω)

所以 Z=80+j60(Ω)

3-2已知对称三相交流电路,每相负载的电阻为R=8Ω,感抗为X L =6Ω。

(1)设电源电压为U L =380V ,求负载星形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图;

(2)设电源电压为U L =220V ,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图;

(3)设电源电压为U L =380V ,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图。

解:由题意:

(1)负载作星接时

p l U U 3=

因380=l U V ,则

220

3380==

==c b a U U U (V )

设?=0/220a U (V )

因相电流即线电流,其大小为:

?

-=+?=9.36/22680/220.j I A (A) 9.156/22.

-=B I (A) ?=1.83/22.C I (A)

此时的相量图略。

(2)负载作三角形连接时

p

l U U =

因220=l U V ,则

220===ca bc ab U U U (V )

设?=0/220ab U

则相电流

?-=+?

==

9.36/22680/220.

.

j Z U I ab ab (A )

?-=9.156/22.bc

I

(A )

?=1.83/22.ca I (A )

线电流 ?-=?-=9.66/3830/3.

ab A I I

(A )

?=?-=?-=1.173/389.186/3830/3bc B I I

(A )

?=?-=1.53/3830/3.

ca C I I (A )

此时的相量图略。

(3)负载作三角形连接时

p

l U U =

因380=l U V ,则

380===ca bc ab U U U (V )

设?=0/380ab U

则相电流

?-=+?

==

9.36/38680/380.

.

j Z U I ab ab (A )

?-=9.156/38.bc

I

(A )

?=1.83/38.ca I (A )

线电流 ?-=?-=9.66/8.6530/3.

ab A I I

(A )

3/3065.8/186.965.8/173.1B bc I I =-?=-?=?(A )

?=?-=1.53/8.6530/3.

ca C I I (A )

此时的相量图略。

3-3.已知电路如下图所示。电源电压U L =380V ,每相负载的阻抗为R =X L =X C =10Ω。

(1)该三相负载能否称为对称负载为什么

(2)计算中线电流和各相电流,画出相量图; (3)求三相总功率。

解:(1)三相负载不能称为对称负载,因为三相负载的阻抗性质不同,其阻抗角也不相同。故不能称为对称负载。

(2) 380=L U (V ) 则 220

=p U (V ) 设?=0/220.

a U (V )

则?-=120/220.

b U (V ),?=120/220.

c U (V )

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