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1、第1章直流電路習(xí)題參考答案1、 填空題:1 .任何一個(gè)完整的電路都必須有電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)3個(gè)基本部分組成。具有單一電磁特性的電路元件稱為理想電路元件,由它們組成的電路稱為電路模型。電路的作用是對(duì)電能進(jìn)行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換;對(duì)電信號(hào)進(jìn)行傳遞、存儲(chǔ)和處理。2 .反映實(shí)際電路器件耗能電磁特性的理想電路元件是電阻元件;反映實(shí)際電路器件儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量特性的理想電路元件是電感元件;反映實(shí)際電路器件儲(chǔ)存電場(chǎng)能量特性的理想電路元件是電容元件,它們都是無(wú)源二端元件。USI=3 .電路有通路、開路和短路三種工作狀態(tài)。當(dāng)電路中電流R0、端電壓UU0時(shí),此種狀態(tài)稱作短路,這種情況下電源產(chǎn)生的功率全部消耗在內(nèi)阻上。4
2、.從耗能的觀點(diǎn)來(lái)講,電阻元件為耗能元件;電感和電容元件為儲(chǔ)能元件。5 .電路圖上標(biāo)示的電流、電壓方向稱為參考方向,假定某元件是負(fù)載時(shí),該元件兩端的電壓和通過元件的電流方向應(yīng)為關(guān)聯(lián)參考方向。2、 判斷題:1 .理想電流源輸出恒定的電流,其輸出端電壓由內(nèi)電阻決定。2 .電阻、電流和電壓都是電路中的基本物理量。錯(cuò)錯(cuò)3 .電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。因此電路中有電壓必有電流o4 .絕緣體兩端的電壓無(wú)論再高,都不可能通過電流。三、選擇題:(每小題2分,共30分)1 .當(dāng)元件兩端電壓與通過元件的電流取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí),即為假設(shè)該元件(A)功率;當(dāng)元件兩端電壓與通過電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí),即為假設(shè)該元件(B)功
3、率。A、吸收;B、發(fā)出。2 .一個(gè)輸出電壓幾乎不變的設(shè)備有載運(yùn)行,當(dāng)負(fù)載增大時(shí),是指(C)A、負(fù)載電阻增大;B、負(fù)載電阻減??;C、電源輸出的電流增大。3 .當(dāng)電流源開路時(shí),該電流源內(nèi)部(C)A有電流,有功率損耗;B、無(wú)電流,無(wú)功率損耗;C、有電流,無(wú)功率損耗。4 .某電阻元件的額定數(shù)據(jù)為“1KQ、2.5W,正常使用時(shí)允許流過的最大電流為(A)A、50mAB、2.5mA;C、250mA四、計(jì)算題1.1 已知電路如題1.1所示,i3c計(jì)算a、b兩端的電阻b6GI4二i-IZZF6Q?!翱?b)Hl.1習(xí)題i.i的圖解:(1)在求解電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí),應(yīng)先將電路化簡(jiǎn)并轉(zhuǎn)化為常規(guī)的直流電路。該電路可
4、等效化為:6Q4口60I110Q2010Q口10Q1150口b圖的等效變靜:電路(b)先將電路圖化簡(jiǎn),并轉(zhuǎn)化為常規(guī)直流電路。就本題而言,仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)25Q和5Q電阻被短路,則原圖可化為:40*b6Q口302.4Q5.4口CZh圖lMb)的君敗央檢:電路1.2 根據(jù)基爾霍夫定律,求圖1.2所示電路中的電流Ii和I2;解:本題所涉及的基本定律就是基爾霍夫電流定律?;鶢柣舴螂娏鞫蓪?duì)電路中的任意結(jié)點(diǎn)適用,對(duì)電路中的任何封閉面也適用。本題就是KCLM封閉面的應(yīng)用。對(duì)于節(jié)點(diǎn)a有:11+2-7=0對(duì)封閉面有:Ii+I2+2=0解得:Ii=7-2=5(A),12=-5-2=-7(A)圖L2習(xí)題匚2的圖1.3
5、 有一盞“220V60W的電燈接到。(1)試求電燈的電阻;(2)當(dāng)接到220V電壓下工作時(shí)的電流;(3)如果每晚用三小時(shí),問一個(gè)月(按30天計(jì)算)用多少電?解:由題意:根據(jù)R=U7P得:電燈電阻R=U/P=2202/60=807(Q)根據(jù)I=U/R或P=UI得:I=P/U=60/220=0.273(A)由W=PT得W=6(X60X60X3X30=1.944X102(J)在實(shí)際生活中,電量常以“度”為單位,即“千瓦時(shí)”。對(duì)60W勺電燈,每天使用3小時(shí),一個(gè)月(30天)的用電量為:W=60/1000X3X30=5.4(KWH)1.4 根據(jù)基爾霍夫定律求圖1.3圖所示電路中的電壓U、12和U。-5V
6、+10V-M3-+2V_圖1.3習(xí)題1.4的圖解:根據(jù)基爾霍夫電壓定律,沿任意回路繞行一周,回路中各元件上電壓的代數(shù)和等于零。則對(duì)abcka回路:2-U2-2=012=0對(duì)cdpkc回路:-4-U1+12=0U=-4(V)對(duì)eghce回路:-U3-10+5+U2=03=-5(V)0試用1.5已知電路如圖1,4所示,其中E=15V,£=65V,R=5Q,R=R=10Q支路電流法求R、R和R三個(gè)電阻上的電壓。圖1.4習(xí)題1.5圖解:在電路圖上標(biāo)出各支路電流的參考方向,如圖所示,選取繞行方向。用KCL和KVL列方程如下I1I2-I3=0I1R1I3R3=E1I2R2I3R3=E2代入已知數(shù)
7、據(jù)得5Ii10I3=15101210I3=65解方程可得I1=-7/4(A),12=33/8(A),I3=19/8(A)。三個(gè)電阻上的電壓電流方向選取一至,則三個(gè)電阻上的電壓分別為:75Ui=11Ri=-4=-35/4(V)3310U=I2R=8=165/4(V)19“10U=I3R=8=38/4(V)(只列15 試用支路電流法,求圖1.5所示電路中的電流I1、I2、I3、I4和I5。方程不求解)回路均選取順時(shí)解:在電路圖上標(biāo)出各支路電流的參考方向,如圖所示,針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下I1I2I3-0I2I4一%=。5I1I3R1=E1I2R2I5R3-I3R1=0-I5R3-1
8、5I4=-E2如給定參數(shù),代入已知,聯(lián)立方程求解即可得到各支路電流。圖L5習(xí)飄L6的圖圖L6習(xí)題1"圖15 試用支路電流法,求圖1.6電路中的電流13。解:此圖中有3支路,2節(jié)點(diǎn),但有一支路為已知,所以只需列兩個(gè)方程即可。外回路選取順時(shí)針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下IiI2-I3=06I112I3=2412=5(A)所以:I1=-2(A),I3=3(A)1.8應(yīng)用等效電源的變換,化簡(jiǎn)圖1.7所示的各電路。0f+I*7051圖LT習(xí)題1.8的圖解:1.9試用電源等效變換的方法,求圖解:利用電源等效變換解題過程如下:2Q1.8所示電路中的電流I。04丸0M6G口?02Q012g
9、C)13VI1jj¥j2ft©l3A04-3-=2.86、/i1由分流公式可得:I=53(A)2QiM3Q60圖1.8習(xí)題L9的圖圖L9習(xí)題hl。的圖解:由于題目中沒有要求解題方法,所以此題可用電壓源與電流源等效變換、支路電流法、疊加原理、戴維南定理等方法進(jìn)行求解,下面用戴維南定理求解。(1)先計(jì)算開路電壓,并將電流源化成電壓源,如下圖。6V306QIQTj2V川03QUqcII12-62363(A)Ube=-2+12-6X2/3=6(V)(2)再求等效電阻Rb將恒壓源和恒流源除去,得電路如圖。36Rab=11=4363。IQ1QH1I1-pa(3)由戴維南定理可知,有源二
10、端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源,如圖。1=142(A)1.11已知電路如圖1.10所示。試應(yīng)用疊加原理計(jì)算支路電流I和電流源的電壓U解:(1)先計(jì)算18V電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電壓,電路如圖所示。9=621(A)U=16=6(V)(2)再計(jì)算6A電流源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電壓,電路如圖所示。6=236U=622=1636(V)u,IQB31.10才題i.li的圖(3)兩電源同時(shí)作用的電流和電壓為電源分別作用時(shí)的疊加。I=II'"=62=4(a)U=UU=616=22(V)1.12電路圖1.11所示,試應(yīng)用疊加原理,求電路中的電流Ii、I2及36Q電阻消耗的電功率P。解:(1)先計(jì)算9
11、0V電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電壓,電路如圖所示。紇615(A)90111u12366-123636(A)I2=6=4.51236(2)再計(jì)算60V電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電流和電壓,電路如圖所示。12二:3.52仆63612636(A)6036I1=3.5=36+36(A)6I3=3.5=0.5636(A)(3)兩電源同時(shí)作用的電流和電壓為電源分別作用時(shí)的疊加oI1=i;-i;=6-3=3(內(nèi)I2=T2T=-3.53=-1(A)I3=13T=1.5-0.5=2(A)(4)36Q電阻消耗的電功率為22P=I3R3=2M36=144(四2.5 電路如圖1.8所示,試應(yīng)用戴維南定理,求圖中的電流I解:(1
12、)先計(jì)算開路電壓,并將12A、6Q電流源化成電壓源,如下圖。2QQwQ127(54V為匚由于此電路仍為復(fù)雜電路,因此求開路電壓仍可用所有分析計(jì)算方法計(jì)算,現(xiàn)用支路電流法進(jìn)行求解,設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得:11T2I3=03I1-6I2=12-12=06I2-4I3=12-4=8解得:I1=8/9(A),12=4/9(A),13=-4/3(A)420Uoc=4-2I3=4-2(-)=一33(V)(2)再求等效電阻Rb將恒壓源和恒流源除去,得電路如圖。36搟2)3C22QII2Goba(3)由戴維南定理可知,有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源,如圖。2020一二2.867(A)
13、2.6 電路如圖1.12所示,試應(yīng)用戴維南定理,求圖中的電流I解:(1)先計(jì)算開路電壓,并將3A、6Q電流源化成電壓源,如下圖。18V版uC5I3V八.120由于此電路仍為復(fù)雜電路,因此求開路電壓仍可用所有分析計(jì)算方法計(jì)算,現(xiàn)用支路電流法進(jìn)行求解,設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得:1I2-I3=06I1-4I2=18-8=104I212I3=8解得:I1=4/3(A),12=-1/2(A),13=5/6(A)1、-Uoc=4I2=4()=-2(V)(2)再求等效電阻Rb將恒壓源除去,得電路如圖。Rb=4/6/12=2(Q)(3)由戴維南定理可知,有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源,
14、如圖。,-2-=一0.43(A)電路如圖1.11所示,試應(yīng)用戴維南定理,求圖中的電壓U解:(1)先計(jì)算開路電壓,如下圖。U0c=-1X16+1=-15(V)(2)再求等效電阻Rb將恒壓源和恒流源除去,得電路如圖。Rb=1(Q)(3)由戴維南定理可知,有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源,如圖145(A)U=4I=4X(-3)=-12(V)電路如圖1.11所示,如果I3=1A,試應(yīng)用版維南定理,求圖中的電阻R。解:(1)先計(jì)算開路電壓,如下圖$3,9kQ-12V20kQ+12V圖1.13習(xí)題L18的園012Q1lguv()60yo訊()6W()sovQ4Q麗匚UOC=90-6I190-60_5612一3
15、(A)5=90-6=803(V)(2)再求等效電阻FAb將恒壓源除去,得電路如圖。Rab6126121二4(Q)(3)由戴維南定理可知,有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源,如圖。上=1當(dāng)I3=1A時(shí),則R3+4所以R=80-4=76(Q)電路如圖1.14所示,已知15歐電阻的電壓降為30V,極性如圖1.14所示。試計(jì)算電路中R的大小和B點(diǎn)的電位。解:設(shè)R電阻上的電壓和電流如圖所示。由KCL可知(A)12=2+5=7(A),I=I2-2-3=2(A),由KVL得,(繞行方向選順時(shí)針方向)(V)(Q)U100+30+5I2=01t100-30-35=35U35R=17.5I2試計(jì)算圖1.15中的A點(diǎn)的電
16、位:(1)開關(guān)S打開;(2)開關(guān)S閉合解:(1)當(dāng)開關(guān)S打開時(shí),將電位標(biāo)注的電路復(fù)原為一般電路,如圖(a)所示。由KVL得(3+3.9+20)XI=12+12I=0.892(mA)U=-20I+12=-5.84(V)(2)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),將電位標(biāo)注的電路復(fù)原為一般電路,如圖(b)所示由KVL得(3.9+20)XI=12I=0.502(mA)U=-20I+12=1.96(V)第二章正弦交流電路習(xí)題參考答案一、填空題:.表征正弦交流電振蕩幅度的量是它的最大值:表征正弦交流電隨時(shí)間變化快慢程度的量是角頻率;表征正弦交流電起始位置時(shí)的量稱為它的相。三者稱為正弦量的三要素。.電阻元件上任一瞬間的電壓電流
17、關(guān)系可表示為u=iR:電感元件上任diui=L一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表本為_Ldt_;電容兀件上任一瞬間的電壓電流、一,ic=C處關(guān)系可以表小為dt0由上述三個(gè)關(guān)系式可得,電阻兀件為即時(shí)兀件:感和電容元件為動(dòng)態(tài)元件。.在RLC串聯(lián)電路中,已知電流為5A,電阻為30Q,感抗為40Q,容抗為80Q,那么電路的阻抗為_50Q_,該電路為容性電路。電路中吸收的有功功率為450W,吸收的無(wú)功功率又為600var。二、判斷題:.正弦量的三要素是指最大值、角頻率和相位。(錯(cuò)).電感元件的正弦交流電路中,消耗的有功功率等于零。(對(duì)).因?yàn)檎伊靠梢杂孟嗔縼?lái)表示,所以說(shuō)相量就是正弦量。(錯(cuò)).電壓三角形是相量
18、圖,阻抗三角形也是相量圖。(錯(cuò)).正弦交流電路的視在功率等于有功功率和無(wú)功功率之和。(錯(cuò)).一個(gè)實(shí)際的電感線圈,在任何情況下呈現(xiàn)的電特性都是感性。(錯(cuò)).用接在正弦交流電路中的功率表,測(cè)量的是交流電路的有功功率。(錯(cuò)).正弦交流電路的頻率越高,阻抗越大;頻率越低,阻抗越小。(錯(cuò))三、選擇題:.某正弦電壓有效值為380V,頻率為50Hz,計(jì)時(shí)始數(shù)值等于380V,其瞬時(shí)值表達(dá)式為(B)A、u=380sin314tV;B、u=537sin(314t+45口)v;C、u=380sin(314t90)V。.一個(gè)電熱器,接在10V的直流電源上,產(chǎn)生的功率為P。把它改接在正弦交流電源上,使其產(chǎn)生的功率為P/
19、2,則正弦交流電源電壓的最大值為(D)A7.07V;B、5V;C、14V;D、10V。.提高供電電路的功率因數(shù),下列說(shuō)法正確的是(D)A、減少了用電設(shè)備中無(wú)用的無(wú)功功率;B、減少了用電設(shè)備的有功功率,提高了電源設(shè)備的容量;G可以節(jié)省電能;D、可提高電源設(shè)備的利用率并減小輸電線路中的功率損耗。.已知i1=10sin(314t+90')A,iz=10sin(628t+30口)A,貝(C)A、工超前i260°B、"滯后i260°C、相位差無(wú)法判斷。.電容元件的正弦交流電路中,電壓有效值不變,頻率增大時(shí),電路中電流將(A)A、增大;B、減?。籆、不變。.在RL串聯(lián)
20、電路中,U=16V,UL=12V,則總電壓為(B)A28V;B、20V;C、2V。.RLC串聯(lián)電路在3時(shí)發(fā)生諧振,當(dāng)頻率增加到2f0時(shí),電路性質(zhì)呈(B)A、電阻性;B、電感性;C、電容性。.正弦交流電路的視在功率是表征該電路的(A)A、電壓有效值與電流有效值乘積;B、平均功率;C、瞬時(shí)功率最大值。四、計(jì)算題把下列正弦量的時(shí)間函數(shù)用相量表示:u=10次sin314t伏(2)i=5sin(314t60o)安a"解:(1)U=10/0o(V)(2)Im=-5/-60o=5/180o60o=5/120o(A)已知工頻正弦電壓uab的最大值為311V,初相位為一60°,其有效值為多少
21、?寫出其瞬時(shí)值表達(dá)式;當(dāng)t=0.0025S時(shí),Ub的值為多少?解:Uabm11UabUabm311=220有效值22(V)瞬時(shí)值表達(dá)式為Uab=311sin(314t-609(V)當(dāng)t=0.0025S時(shí)Uab-311sin100二0.0025-=311sin(-312)u-80.52.3用下列各式表小uRC串聯(lián)電路中的電壓、電流,U(V)哪些是對(duì)的,哪些是錯(cuò)的?U(1)UI=ZRXCI=U=U+UCU=ur+uc(7)I=jC(8)解:在R一一,Z=R-C串聯(lián)電路中,總阻抗1jXC=Rrjc=R2XCUr=IRU=-j»XC=urUCu2=uRu所以(1)、(2)、(3)、(5)、(
22、7)、(8)2.4圖2.1中,Ui=40V,U2=30V,i=10sin314t均是錯(cuò)的,(4)、(6)是對(duì)的。A,則U為多少?并寫出其瞬時(shí)值表達(dá)式。解:由電路圖可知,電壓U1與電流i同方向,而電壓U2超前電流i90°,所U=川;U;=,302402=50(V)U23=arctan=arctan-=36.9電壓u超前電流i的電度角U14u=50'.2sin(31.4t36.9)(v)圖2.2所示電路中,已知u=100sin(314t+30o)伏,i=22.36sin(314t+19.7o)安,i2=10sin(314t+83.13o)安,試求:i1、乙、Z2并說(shuō)明乙、Z2的性
23、質(zhì),繪出相量圖。解:由題知,"36皿L=10儂3(A)Um=100/30(V)所以1即i1U1m=Im-I2m=20/-6.87(A)=20sin314t-6.87(a)Z111m100/30=50/38.672/T(Q)媼=g=10/_53.1312m10/83.13口(Q)Zi為感性負(fù)載,乙為容性負(fù)載。圖2.3所示電品&中,=K=R,并已知電流表Ai的讀數(shù)為3A,試問A和A的讀數(shù)為多少?解:由圖可以看出,電容與電感并聯(lián)連接,由于電容電流落后兩端電壓90°,而電感電流超前兩端電壓90°,因?yàn)閄=K,所以通過電容的電流與通過電感的電流大小相等,方向相反,故
24、而電流表A的讀數(shù)為0A。由上分析可知,電壓u的有效值為3R,故電感兩端電壓亦為3R。因?yàn)閄l=R,所以電流表A的讀數(shù)為3A。圖21習(xí)題24的圖圖2,2習(xí)題25的圖圖3不習(xí)題26的圖有一RL、C串聯(lián)的交流電路,已知R=X=%=i0Q,I=1A,試求電壓UU、UL、UC和電路總阻抗Z。解:Ur-RI-101=10(V)Ul=|jxl|i=10x1=10(V)Uc=-jXcI=10乂1=10(V).Z=R+jXLjXc=R=10(Q).U=ZI=10父1=10八八(V)電路如圖2.4所示,已知=2rad/s,求電路的總阻抗乙b。解:,w=2rad/s.Xl=L=2(Q)1XC一而二2(Q)Zab=2
25、jxL2/-jXc=22j二二22j-j4(2j2)=3j2-j2(2-j2)(2j2)(Q圖14習(xí)題的圉圖工5司題工。的圖圖2,6為題21口的圖電路如圖2.5所示,已知R=20Q,|r=10/0qA<,K=10Q,U1的有效值為200V,求。解:由題意可知:U2=RI2=200型(V)U2-jXc200/90Xc(A)200/90Xc10/0_(A)2000/180X100/90(V)200/90UL=jXLIL-j10(10/0)=XcU1=UlU22000/1802000100/90200/0=200Xc又因Ui=200Xcj100(V)200=故有200022(200)100Xc
26、20002“c2200=200-100Xc2000=200_173.2Xc則得:Xc=5.36(Q),或Xc=74.6(Q)2.10圖2.6所示電路中,US=10sin314tV,pF,求電流i1,i2和電壓Uc。Xc2000200_173.2R=2Q,R=1Q,L=637mHC=6372.11解:XlXc=314rad/s=coL=314637=200(Q)=_-65C314M637M10(Q)(R2jXL)(-jXc)1000-j5=-j5.13R2+jXL-jXc1+j195(Q)Z=R+乙=2j5.13(。)I1mUcmI2mU一10_1816/687-1.816/68.7Z2-j5.
27、13(A)二11mZ1=1.816/68.7(-j5.13)=9.32”21.3(v)UCm9.32/-21.3-jXc-j5=1.86/68.7(A)i1=1.816sin(314t+68.7i2=1.86sin(314t+68.7uc=9.32sin(314t-21.3)(A)(A)(V)圖2.7所示電路中,已知電源電壓U=12V,=2000rad/s,求電流I、I1。解:Xl當(dāng)=2000rad/時(shí)s=8L=2000父0.5父10”=1(Q)XcC200025010"二2(Q)R2(-jXc)-j4R2-jX2-j2=1-j(Q)11c=4.292(A)R=60Q,Xc=60Q,
28、接至2.12圖2.8所示電路中,已知R=40Q,X_=30Q,220V的電源上.試求各支路電流及總的有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)解:設(shè)UI1=220/0(V)U220/0=4.4/-36.940j30(A)12同理UR2-jXcI-I1I2220/0=2.59/4560-j60-(A)=4.4/-36.92.59/45=5.41/-8.61(A)2.13=UIcos:=2205.41cos8.61=1.18出叫二UIsin:=2205.41sin8.61,=178.2(Var)-cos:'-:-cos0:-(-8.61)=0.99圖2.9所示電路中,求:(1)AB間的等效阻抗Zab;(
29、2)電壓相量UAF和Udf;(3)整個(gè)電路的有功功率和無(wú)功功率。6(6j8-j8)Zab-j4一3j4解:66j8-j8U10/0I=2/-53.1Zab3j4(A)Uaf-IjXL12/-53.1j4=8/36.9(V)Ufb=IZfb=2/-53.13=6/-53.1(V)UFB_6/-53.16j8-j86W/-53.1(A)Z=R+jXL十乙=1+j+1_j=2(Q)U12I二二二6Zl2(A)Uc=I%=6mV2=8.49(v)8.49UDF=Tfd(R2-j8)=T/-53.1(6j8)=10/-180(V)P=UIcos=102cos53.1=12(W)Q=UIsin=102si
30、n53.1=16(Var)2.14今有一個(gè)40W勺日光燈,使用時(shí)燈管與鎮(zhèn)流器(可近似把鎮(zhèn)流器看作純電感)串聯(lián)在電壓為220V,頻率為50Hz的電源上。已知燈管工作時(shí)屬于純電阻負(fù)載,燈管兩端的電壓等于110V,試求鎮(zhèn)流器上的感抗和電感。這時(shí)電路的功率因數(shù)等于多少?解:.P=40WU=110(V)=314rad/s,P40R=IL-=0.36UR110(A)22U=URUL.ULf:U2-UR”2202-1102=190.5(V)vUl190.5XL=529Il0.36(Q)L=左=壘"a314(H)由于燈管與鎮(zhèn)流器是串聯(lián)的,所以:URcos=U220110=0.5第3章三相交流電路習(xí)題
31、參考答案三、填空題:.對(duì)稱三相負(fù)載作Y接,接在380V的三相四線制電源上。此時(shí)負(fù)載端的相電壓1等于耳_倍的線電壓;相電流等于_倍的線電流;中線電流等于0Q.有一對(duì)森三相負(fù)載成星形聯(lián)接,每相阻抗均為22Q,功率因數(shù)為0.8,又測(cè)出負(fù)載中的電流為10A,那么三相電路的有功功率為5280W;無(wú)功功率為3960var;視在功率為6600VA。假如負(fù)載為感性設(shè)備,則等效電阻是17.6Q一;等效電感量為(工頻下)42mH。四、判斷題:中線的作用就是使不對(duì)稱Y接負(fù)載的端電壓保持對(duì)稱。三相電路的有功功率,在任何情況下都可以用二瓦計(jì)法進(jìn)行測(cè)量。三相負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí),總有匕=".*成立。負(fù)載作星形聯(lián)接
32、時(shí),必有線電流等于相電流。三相不對(duì)稱負(fù)載越接近對(duì)稱,中線上通過的電流就越小。(對(duì))(錯(cuò))(錯(cuò))(對(duì))(對(duì))中線不允許斷開。因此不能安裝保險(xiǎn)絲和開關(guān),并且中線截面比火線粗。(錯(cuò))三、選擇題:.三相對(duì)稱電路是指(C)A、三相電源對(duì)稱的電路;B、三相負(fù)載對(duì)稱的電路;C、三相電源和三相負(fù)載均對(duì)稱的電路。.三相四線制供電線路,已知作星形聯(lián)接的三相負(fù)載中U相為純電阻,V相為純電感,W|f為純電容,通過三相負(fù)載的電流均為10安培,則中線電流為(C)A、30安;B、10安;C、27.32安。.有“220V100W“220V、25W白熾燈兩盞,串聯(lián)后接入220V交流電源,具亮度情況是(B)A100W燈泡最亮;B
33、、25W燈泡最亮;C、兩只燈泡一樣亮。四、計(jì)算題3-1一臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī),定子繞組星形連接于UL=380V的對(duì)稱三相電源上,其線電流Il=2.2A,cos小=0.8,試求每相繞組的阻抗Z。解:先由題意畫出電路圖(如下圖),以幫助我們思考。因三相交流電動(dòng)機(jī)是對(duì)稱負(fù)載,因此可選一相進(jìn)行計(jì)算。三相負(fù)載作星接時(shí)UoUl-3Up由于UL=380(V),Il=2.2(A)UUpp=220(V),Ip=2.2(A),220Ip2.2(Q)二100由阻抗三角形得R=ZCOSP=100父0.8=803Xl=、:Z所以2-R2=1002-802=60(、Z=80+j603-2已知對(duì)稱三相交流電路,每相負(fù)載的電阻為
34、(Q)R=8Q,感抗為K=6Q。(1)設(shè)電源電壓為畫相量圖;(2)設(shè)電源電壓為并畫相量圖;(3)設(shè)電源電壓為并畫相量圖。解:由題意:U=380V,求負(fù)載星形連接時(shí)的相電流、相電壓和線電流,并U=220V,LL=380V,求負(fù)載三角形連接時(shí)的相電流、相電壓和線電流,求負(fù)載三角形連接時(shí)的相電流、相電壓和線電流,(D負(fù)載作星接時(shí)U1=3Up因Ul=380乂則Ua二Ub二Uc380-2203(V)設(shè)Ua二220叱(V因相電流即線電流,具大小為:220/08j6=22/-36.9(A)Ib=22/-156.9(a)IC=22g1(A)此時(shí)的相量圖略(2)負(fù)載作三角形連接時(shí)Ui=Up因Ui=220V,則設(shè)
35、U;b=220應(yīng)則相電流Uab=Ubc=Uca=220(VIabUab220/08j6=22/-36.9(A)Ibc=22/-156.9(A)Ica=22/83.1(a線電流Ia=.3Iab/0=38/-66.9(A)IB=J3Ibc/-30,=38/-186.9=38/173.1(A)Ic=.3Ica/30'=38/53.1(A)此時(shí)的相量圖略。(3)負(fù)載作三角形連接時(shí)Ui=UpUab=Ubc=Uca=380(V)因Ui=380v,則設(shè)Uab=380/0則相電流Iab士Z380/_0_8j6=38/-36.9(A)圖習(xí)題&3的圖Ibc=38/756.9(A)Ica=38/83
36、.1(A)線電流IA=3Iab/-30-65.8/-66.9(A)山=:3iIc/-30=65.8/-186.9=65.8/173.1(A)IC=<3Ica/-30'=65.8/53.1(A)此時(shí)的相量圖略。3-3.已知電路如下圖所示。電源電壓U=380V,每相負(fù)載的阻抗為R=Xl=%=10Q。(1)該三相負(fù)載能否稱為對(duì)稱負(fù)載?為什么?(2)計(jì)算中線電流和各相電流,畫出相量圖;(3)求三相總功率。解:(1)三相負(fù)載不能稱為對(duì)稱負(fù)載,因?yàn)槿嘭?fù)載的阻抗性質(zhì)不同,其阻抗角也不相同。故不能稱為對(duì)稱負(fù)載。ul=380(%則Up=220(%設(shè)Ua=220/0:(V)則Ub=220/-120
37、(V),Uc=220/1200(V)Ua=22/0一(A)Ub220/-120-jXc-j10:22/-30(A)Uc220/120jXLj10:22/30(A)設(shè)Ua=220/0:(V)則Ub=220/-120(V),Uc=220/120(V)Ua=20應(yīng)一(A)UbRb絲03=10/72022(A)UcRc220:10/12022(A)所以:In=IaIBIc=22應(yīng)22/-3022/30=60.1/0(A)(3)由于B相負(fù)載為電容,C相負(fù)載為電感,具有功功率為0,故三相總功率即A相電阻性負(fù)載的有功功率。即P=N=IAIBIC20/010/-12010/120=10.0a'=222
38、10=4840(囚=4.84(KW)3-4.電路如圖3.2所示的三相四線制電路,三相負(fù)載連接成星形,已知電源線電壓380V,負(fù)載電阻R=11Q,R=R=22Q,試求:(1)負(fù)載的各相電壓、相電流、線電流和三相總功率;(2)中線斷開,A相又短路時(shí)的各相電流和線電流;(3)中線斷開,A相斷開時(shí)的各線電流和相電流。(V)解:(1)UL=380(V)則Up=220圉32習(xí)題3.4的圖(A)(2)此時(shí)UbRbUcRc22380=17.27(A)中線斷開,A相又短路時(shí)的電路如圖所示;R、R上的電壓為電源線電壓,38017.2722(A)(3)中線斷開,A相斷開時(shí)的電路如圖所示,此時(shí)R、R二負(fù)載串聯(lián)后的電壓
39、為電源線電壓,Ubc380RbRc2222=8.64(A)3-5.三相對(duì)稱負(fù)載三角形連接,其線電流為Il=5.5A,有功功率為P=7760W功率因數(shù)cos=0.8,求電源的線電壓LL、電路的無(wú)功功率Q和每相阻抗Z。解:由于P="ULILcos中UL=所以77603ILcos:.35.50.8=1018.2(V)Q=3UlIlsin:=、31018.25.51-cosUp=Ul=1018.2(V),=5819.8(Var)T=*38AAzUp1018.2=320.19Ip3.18(Q)*sB0Ac4圖3.3習(xí)題36的圖3-6.求LLo.Z=320.19/36.9o電路如圖3.3所示,已
40、知Z=12+j16Q,Il=32.9A,解:由于三角形聯(lián)接時(shí),Ul=Up,L=3IPLIP所以_IL32.9,3319(A)Ul-Up=Ip父憶=19黑&22+162=380(V)3-7.對(duì)稱三相負(fù)載星形連接,已知每相阻抗為Z=31+j22Q,電源線電壓為380V,求三相交流電路的有功功率、無(wú)功功率、視在功率和功率因數(shù)。解:Ul=380VUP=220V22031j222205.77V3+222(A)功率因數(shù):cos310.816.312222有功功率:P=RUlIlCOS=.33805.77cos=33805.770.816=3098.9(W)無(wú)功功率:Q=、J3uLILsin:=、33805.7722=2198.8寸/(Var)視在功率:S=.3UlIl=.3380
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