電工學復習題及參考答案()

1、第1章 直流電路 習題參考答案一、填空題：1. 任何一個完整的電路都必須有 電源、負載和中間環(huán)節(jié)3個根本局部組成。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。電路的作用是對電 能進行 傳輸、分配 和 轉換；對電信號進行 傳遞、存儲 和 處理。2. 反映實際電路器件耗能電磁特性的理想電路元件是電阻 元件；反映實際電路器件儲存磁場能量特性的理想電路元件是 電感 元件;反映實際電路器件儲存電場能量特性的理想電路元件是 電容元件，它們都是無源 二端 元件。=UsI3. 電路有通路、開路和短路三種工作狀態(tài)。當電路中電流此種狀態(tài)稱作 短路，這種情況下電源產生的功率全部

2、消耗在內阻 上。4. 從耗能的觀點來講，電阻元件為 耗能 元件：電感和電容元件為5. 電路圖上標示的電流、電壓方向稱為 參考方向，假定某元件是負載時,該元件兩端的電 壓和通過元件的電流方向應為 關聯(lián)參考 方向二、判斷題：Ro、端電壓U= 0時,儲能元件。1.2.3.4.理想電流源輸出恒定的電流，其輸出端電壓由內電阻決定。 電阻、電流和電壓都是電路中的根本物理量。 電壓是產生電流的根本原因。因此電路中有電壓必有電流。絕緣體兩端的電壓無論再高，都不可能通過電流三、選擇題：每題2分，共30分錯 錯 錯 錯當元件兩端電壓與通過元件的電流取關聯(lián)參考方向時，即為假設該元件 電壓與通過電流取非關聯(lián)參考方向時

3、，即為假設該元件B功率A、吸收；B 、發(fā)出一個輸出電壓幾乎不變的設備有載運行，當負載增大時，是指A、負載電阻增大；1.2.B、負載電阻減小；C、電源輸出的電流增大3.4.當電流源開路時，該電流源內部C A、有電流，有功率損耗； 某電阻元件的額定數(shù)據(jù)為“A功率；當元件兩端B、無電流，無功率損耗；C、有電流，無功率損耗 1KQ、2.5W，正常使用時允許流過的最大電流為A C、250mA四、1.11.2A、50mA B、2.5mA計算題 電路如題1.1所示，試計算a、b兩端的電阻。解：1在求解電阻網絡的等效電阻時，應先將電路化簡并轉化為常規(guī)的直流電路。 該電路可等效化為：b先將電路圖化簡，并轉化為常

4、規(guī)直流電路。 就此題而言，仔細分析發(fā)現(xiàn)25Q和5Q電阻被短路，那么原圖可化為： 根據(jù)基爾霍夫定律，求圖1.2所示電路中的電流11和12；解：此題所涉及的根本定律就是基爾霍夫電流定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓪﹄娐分械娜我饨Y點適用，對電路中的任何封閉面也適用。此題就是KCL對封閉面的應用。對于節(jié)點a有:丨1+2-7=0對封閉面有:I汁12+2=0 解得：l1=7-2=5A , 12=-5-2=-7 A1.3有一盞“ 220V 60W的電燈接到。1試求電燈的電阻；2當接到220V電壓下工作時的電 流；3如果每晚用三小時，問一個月按 30天計算用多少電？解：由題意： 根據(jù)R=/P得：電燈電阻 R=U2/P=

5、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=6Q< 60x 60x 3X 30=1.944 x 107(J)在實際生活中，電量常以“度為單位，即“千瓦時。對60W勺電燈，每天使用3小時，一個月(30天)的用電量為：W=60/1000X 3 x 30=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、U2和U。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。那么對abcka回路：2-U2-2=012=0對cdpkc回路：-4-U 1+U=0U=-4(V)對eghce

6、回路：-Ua-10+5+U2=0U3=-5 (V)1.5 電路如圖1.4所示，其中E=15V, £=65V, R=5Q, R=R=10Q。試用支路電流法求 R、 R和R三個電阻上的電壓。解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如下圖，選取繞行方向。應用KCL和KVL列方程如下代入數(shù)據(jù)得解方程可得11=-7/4 (A),丨2= 33/8 (A),丨3= 19/8 (A)。三個電阻上的電壓電流方向選取一至，那么三個電阻上的電壓分別為:7漢5U=l 只=-4=-35/4(V)3310L2=I 2R= 8=165/4 (V) U3=l aRs= 8=38/4 (V)1.6 試用支路電流法，求

7、圖1.5所示電路中的電流丨1、丨2、丨3、丨4和丨5。(只列方程不求解)解:在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如下圖，三回路均選取順時針繞行方向。 應用KCL和 KVL列方程如下如給定參數(shù)，代入，聯(lián)立方程求解即可得到各支路電流。1.7 試用支路電流法，求圖1.6電路中的電流丨3。解：此圖中有3支路，2節(jié)點，但有一支路為，所以只需列兩個方程即可。外回路選取順時針繞行方向。應用KCL和 KVL列方程如下丨2=5 (A)所以：丨1=-2 (A) , I 3=3 (A)1.8 應用等效電源的變換,化簡圖1.7所示的各電路。Ca)(d)(f)El 1.7 習題LB的團1.9 試用電源等效變換的方法，求

8、圖1.8所示電路中的電流I 解：利用電源等效變換解題過程如下：4二 2.864+1由分流公式可得：1=53(A)1.10 試計算題1.9圖中的電流I。支路電流法、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、 疊加原理、戴維南定理等方法進行求解，下面用戴維南定理求解。(1) 先計算開路電壓，并將電流源化成電壓源，如以下圖。,126 2I3 63 (A)Ux=-2+12-6 X 2/3=6 (V)(2)再求等效電阻禺將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。3汽6Rab143+6(Q)(3)由戴維南定理可知，有源二端網絡等效為一個電壓源，如圖。4+2(A)1.11 電路如圖1.10

9、所示。試應用疊加原理計算支路電流I和電流源的電壓 解：(1)先計算18V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如下圖。18 6I 62 1(A)U =1 6 = 6 (V)(2) 再計算6A電流源單獨作用時的電流和電壓，電路如下圖。I -6 = 22 1(A)“3漢6丄U =62 2 =163 + 6(V)(3) 兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。I =_6 _ 2 = 4(A)U 二u U =6 16 二 22(V)1.12 電路圖1.11所示，試應用疊加原理，求電路中的電流丨1、丨2及36Q電阻消耗的電功率P。解：(1)先計算90V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如下圖。90

10、90 廠615111 門 12 36 6 -12 36 c 3612 = 612361213=61.512+36= 4.5(A)(A)(A)(2) 再計算60V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如下圖。I60 = 3.512 口6 3611 = 3.5-3(A)6+36(A)13 =3.560.56+36(A)(3) 兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。3 = 3 (A)III6-I-I 2 I13 =丨3 T(4) 36Q電阻消耗的電功率為P = l；R3八3.53 八1(A)2 ( a)2=236 = 144 ( w1.13 電路如圖1.8所示，試應用戴維南定理，求圖中的電流

11、 I 解：(1)先計算開路電壓，并將12A、6 Q電流源化成電壓源，如以下圖。由于此電路仍為復雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流 法進行求解，設各支路電流及參考方向如下圖。由KCL和KVL得：解得：I 1=8/9 (A),丨2 = 4/9 (A),丨3= -4/3 (A)420Uoc =4-213 =4_2 (一廠33(V)(2)再求等效電阻RU將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。Ra(口 2)2上3+6/3 (Q)(3)由戴維南定理可知，有源二端網絡等效為一個電壓源，如圖。20 I丄4 13凹=2.867(A)1.14 電路如圖1.12所示，試應用戴維南定理，求圖中

12、的電流I。解：(1)先計算開路電壓，并將3A、6 Q電流源化成電壓源，如以下圖。由于此電路仍為復雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流 法進行求解，設各支路電流及參考方向如下圖。由KCL和KVL得：解得：| 1=4/3 (A),丨2 = -1/2 (A),丨3= 5/6 (A)1Uoc = 412=4()=-22(V)(2) 再求等效電阻血將恒壓源除去，得電路如圖。FU=4/ 6/ 12=2( Q)(3) 由戴維南定理可知，有源二端網絡等效為一個電壓源，如圖。-2I0.42+3(A)1.15 電路如圖1.11所示，試應用戴維南定理，求圖中的電壓Uo解：(1)先計算開路電

13、壓，如以下圖。UOc=-1 X 16+1=-15(V)(2) 再求等效電阻血將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。FU=1( Q)(3) 由戴維南定理可知，有源二端網絡等效為一個電壓源，如圖。-1515I31 45(A)U=4I =4X ( -3)=-12 (V)1.16 電路如圖1.11所示，如果l3=1A,試應用戴維南定理，求圖中的電阻 R 解：(1)先計算開路電壓，如以下圖。,90 605I 1 二 -1 26 123(A)5Uoc =90 -611 =90 -6803 (V)(2)再求等效電阻Rab將恒壓源除去，得電路如圖。6"2Rab46+121( Q )(3)由戴維南定理可知

14、，有源二端網絡等效為一個電壓源，如圖。旦h當 I3=1A 時，貝 U R34所以R=80-4=76 ( Q )1.17 電路如圖1.14所示，15歐電阻的電壓降為30V,極性如圖1.14所示。試計算電路 中R的大小和B點的電位。解：設R電阻上的電壓和電流如下圖。由 KCL可知12=2+5=7(A) ，I=I .2-3=2 (A)，(A)由KVL得，(繞行方向選順時針方向)U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35(V)(Q)1.18 試計算圖1.15中的A點的電位：1開關S翻開；2開關S閉合。 解：1當開關S翻開時，將電位標注的電路復原為一般電路，如圖a所示 由KVL得3+3.9

15、+20 X 1=12+12I =0.892 mAU=-20I +12=-5.84 V2當開關S閉合時，將電位標注的電路復原為一般電路，如圖b所示。由 KVL得(3.9+20) X I =12I =0.502 (mA)U=-20l +12=1.96(V)第二章正弦交流電路習題參考答案一、填空題：1. 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間變化快慢程度的量是角頻率3 ；表征正弦交流電起始位置時的量稱為它的初相。三者稱為正弦量的三要素dUCiC由上述三個2. 電阻元件上任一瞬間的電壓電流關系可表示為u = iR ;電感元件上任一瞬間的電壓電流_Ld.關系可以表示為_UL二不_；

16、電容元件上任一瞬間的電壓電流關系可以表示為關系式可得， 電阻 元件為即時元件:電感 和 電容 元件為動態(tài)元件。3. 在RLC串聯(lián)電路中，電流為5A,電阻為30Q,感抗為40 Q,容抗為80 Q，那么電路 的阻抗為50 Q，該電路為容性電路。電路中吸收的有功功率為 450W，吸收的無功功率又為 600var 。二、判斷題：1. 正弦量的三要素是指最大值、角頻率和相位。錯2. 電感元件的正弦交流電路中，消耗的有功功率等于零。對3. 因為正弦量可以用相量來表示，所以說相量就是正弦量。錯4. 電壓三角形是相量圖，阻抗三角形也是相量圖。錯5. 正弦交流電路的視在功率等于有功功率和無功功率之和。錯6. 一

17、個實際的電感線圈，在任何情況下呈現(xiàn)的電特性都是感性。錯7. 串接在正弦交流電路中的功率表，測量的是交流電路的有功功率。錯8. 正弦交流電路的頻率越高，阻抗越大；頻率越低，阻抗越小。錯三、選擇題：1. 某正弦電壓有效值為380V,頻率為50Hz,計時始數(shù)值等于380V,其瞬時值表達式為B A、u= 380si n314tV； b、u=537si n314t 45 V； C 380 si n314t 90V。2. 一個電熱器，接在10V的直流電源上，產生的功率為 P。把它改接在正弦交流電源上，使 其產生的功率為P/2，那么正弦交流電源電壓的最大值為D A、7.07V ； B 、5V；C 、14V;

18、D 、10V。3. 提高供電電路的功率因數(shù)，以下說法正確的選項是D A、減少了用電設備中無用的無功功率；B、減少了用電設備的有功功率，提高了電源設備的容量；C、可以節(jié)省電能；D、可提高電源設備的利用率并減小輸電線路中的功率損耗。4. h =10sin314t+90jA, i2=10sin628 t + 30 ° A，貝9CA> i 1超前i260° B、i 1滯后i 260°C、相位差無法判斷。5. 電容元件的正弦交流電路中，電壓有效值不變，頻率增大時，電路中電流將A A、增大；B、減?。籆、不變。6. 在RL串聯(lián)電路中，U=16V, UL=12V,那么總電

19、壓為B A、28V;B 、20V;C 、2V。7. RLC串聯(lián)電路在f°時發(fā)生諧振，當頻率增加到2f°時，電路性質呈B A、電阻性；B、電感性；C、電容性。8. 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、瞬時功率最大值。四、計算題2.1 把以下正弦量的時間函數(shù)用相量表示：(1) u= 10 2sin314t 伏(2)i = 5sin(314 t 60o)安解：(1)U =10/0o (V) (2)W 二5/ 60o =5/180 o 60o=5/120o (A)2.2 工頻正弦電壓uab的最大值為311V,初相位為一60

20、°,其有效值為多少？寫出其瞬時值 表達式；當t =0.0025S時，Uab的值為多少？解:v U abm 2u ab1 1U ab = -abm = -X 311 = 220 有效值22(V)瞬時值表達式為Uab =311sin 314t - 60 (V)2.3當 t =0.0025S 時,用以下各式表示u(1) i = ZUa=31sin 100兀漢 0.0025 i= 311sin() = 80.5 I3 丿12RC串聯(lián)電路中的電壓、電流，哪些是對的，哪些是錯的？U匸R Xc(V)2.4(5) U=U+UC(2)(3)I =U(4)(6) U=Ur+Uc ( 7)解：在R、C串聯(lián)

21、電路中，總阻抗I = j C1Z =R-jXc = R-j oc(8)U I= z UCz =Jr2 + xc_U_ Z(7)、(8)U = - j" X c均是錯的，(4)、(6)是對的。A，那么U為多少？并寫出其瞬時值表達式。Ur =IR而所以(1)、(2)、(3)、(5)、圖 2.1 中，U=40V, U2=30V, i=10sin314t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°,所以U = U12 u| = .302 402 =50(V)U 23arctan -二 arctan36.9v電壓u超前電流i的電度角U14u =50 2 sin

22、(31.4t36.9 ) (V)2.5圖 2.2 所示電路中， u= 100sin(314 t+30o)伏，i = 22.36sin(314 t+19.7o)安, 10sin(314 t+83.13o)安，試求：i 1、乙、乙并說明乙、乙的性質，繪出相量圖。解：由題知，"m = 22.36/19.7 °(A)I 2m =10/83.13°(A)U m = 100/ 30 °(V)所以 Xm =丨 m 一 Jm =20/一6.87 )即20sin 314t -6.87(A)_ Um100皿l0/cc67乙50/38.67vI1m 28B7( Q )Um 1

23、00/300Z2 m10/-53.13I2m 10/83.13( Q )乙為感性負載，Z2為容性負載。2.6 圖2.3所示電路中，Xc=X_=R,并電流表A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°,因為X=Xl,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 讀數(shù)為3A。2.7 有一 R、L、C串聯(lián)的交流電路，R=X=X=10Q, l=1A,阻抗解:=RI =10 1=10 (V)=jXl

24、 =1=10 (V)=-j X c I =10 漢 1 =10(V) =R jXi_ _jXc = R=10( q )UlUc=ZI =101=10 (V)2.8電路如圖2.4所示，3 =2rad/s , 解：求電路的總阻抗乙匕。3R。因為Xl=R，所以電流表A的試求電壓U、U、UL、UC和電路總3 =2rad/s X l = L = 2( q)XcwCZab =2 jxL 2 -jxc =2 2j-=2；(Q)2 2j2-j2(2-j2)(2j2)- j4(2j2)2.9解：電路如圖2.5所示，R=20Q ,由題意可知：=3 j(Q) |R=10/0oA, Xl=10Q , U1 的有效值為

25、 200V,求 Xc。200/90U2 = RI2 =200Q (V)C-jXcXc (A)Il "c Ir 200/90-200/90UL = jXL II = j10 (10/0)Xc+10/07Xc(A)=2000/.100/90Xc(V)UUL U27 100觀 20000-勞Xcj100(V)又因U=200(200 -2000)2 1002Xc200 =故有Xc=5.36( Q )，或 XC=74.6( Q )200 -型Xc-.2002 -1002那么得：2.10 圖 2.6 所示電路中，u=10sin314tV, R=2Q, F2=1 Q , L=637mH C=637

26、卩 F,求電流 i 1, i2 和電壓解：XlUc。3 =314rad/s=L =314 637 = 200 ( q)Xc一1 一 =5_6 5«C 314 637 10( Q )_(R2 +iXL)(jXc) _1000 - i5 _.5 13 _ R2 jXL _jXc _ 1j195 _ j .(Q)Z 二R1 乙=2-j5.13 (Q). Usm 10/011 mU Cm932b2A ,86/68.7(A)U Cm二 jc - j5i 1=1.816sin(314 t+68.7i 2=1.86sin(314 t +68.7 ° uc=9.32sin(314 t-21

27、.3 °2.11解:)(A)(A)(V)圖2.7所示電路中，電源電壓 U=12V, 3 =2000rad/s，求電流I、I 1。Xl當 3 =2000rad/ 時 s=L =2000 0.5 10 =1 ( q)Xc_ 1"«C " 2000 250 10-6=2(Q)FU-jXc)-j4 1 .I J R2 - jXc 2-j2Z = R, jX L Z, = 1 j 1 - j(Q)=2 (Q)UcZ 仔 6(A)=1 |Z1 = 6：2 = 8.49(v)IiUc 8.49, “c4.29R22(A)圖2.8所示電路中，R = 40Q , X=30

28、Q ,60Q , Xc= 60Q，接至220V的電源上.試2.12求各支路電流及總的有功功率、無功功率和功率因數(shù)。解:設UIi= 220/(v)U220/04.4/-36.9R j X l 40 j 30(A)同理U220/02.59/45R2 - j X c 60 - j 60(A)I =1“12 =4.4/ 36.92.59/45 =5.41/-8.61(A)-UI cos=220 5.41 cos8.61' -1.18(KW) =UI sin =220 5.41 sin8.61 =178.2(Var)圖2.9所示電路中，求：(1)AB間的等效阻抗Zab； 電壓相量U AF和U D

29、F； (3)整個電2.13路的有功功率和無功功率。丄 6漢(6 + j8 j8)丄Zab = j 43 j 4解：6 6 j8-j8 J，丄二皿=2/-53.1ZAB 3 j4(A)u af = IjX L1 =2/ -53.1 j4 =8/36.9(V)U FB = IZfb = 2/-53.13 二 6/-53.1 (V)1.816/68.7Z 2-j5.13(A)=1詢 乙=1.816/68.7(_i5.13) =9.32/-21.3(V)FD_ U FB一 6 j8 - j86/-53.1= 1/-53.1(A)Udf 二IfdR2j8 = -1/-53.16i8 =10/-180VP

30、 =UI cos =10 2 cos53.1 = 12wQ =UI sin =10 2 sin53.1 -16 Var2.14 今有一個40W的日光燈，使用時燈管與鎮(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。燈管工作時屬于純電阻負載，燈管兩端的電壓等于110V,試求鎮(zhèn)流器上的感抗和電感。這時電路的功率因數(shù)等于多少？解：F=40WU=110V3 =314rad/sP 40I R = IL0.36Ur 110A2 2 2 / U -Ur U lUl = U2-uR = . 2202 -1102 = 190.5 %.且畢北29Il 0.36( Q )-=3=1.69

31、(H)由于燈管與鎮(zhèn)流器是串聯(lián)的，所以第3章cos 上二竺=0.5U 220三相交流電路習題參考答案填空題:11. 對稱三相負載作丫接，接在380V的三相四線制電源上。此時負載端的相電壓等于3_倍的線 電壓；相電流等于_J倍的線電流；中線電流等于_0。2. 有一對稱三相負載成星形聯(lián)接，每相阻抗均為 22Q，功率因數(shù)為0.8，又測出負載中的電流為10A,那么三相電路的有功功率為 5280W ;無功功率為 3960var;視在功率為 6600VA 。假設負載為感性設備，那么等效電阻是17.6 Q ;等效電感量為工頻下42mH 。四、判斷題：1. 中線的作用就是使不對稱丫接負載的端電壓保持對稱。對2.

32、 三相電路的有功功率，在任何情況下都可以用二瓦計法進行測量。錯3. 三相負載作三角形聯(lián)接時，總有h j、3|p成立。錯4. 負載作星形聯(lián)接時，必有線電流等于相電流。對5. 三相不對稱負載越接近對稱，中線上通過的電流就越小。對6. 中線不允許斷開。因此不能安裝保險絲和開關，并且中線截面比火線粗。錯三、選擇題：1. 三相對稱電路是指C A、三相電源對稱的電路；B、三相負載對稱的電路；C、三相電源和三相負載均對稱的電路。2. 三相四線制供電線路，作星形聯(lián)接的三相負載中U相為純電阻，V相為純電感，W相為純電 容，通過三相負載的電流均為10安培，那么中線電流為C A、30 安；B、10 安；C、27.3

33、2 安。3. 有“220V100W “220V、25W白熾燈兩盞，串聯(lián)后接入220V交流電源，其亮度情況是B A、100W燈泡最亮；B、25W燈泡最亮；C、兩只燈泡一樣亮。四、計算題3-1 一臺三相交流電動機，定子繞組星形連接于UL=380V的對稱三相電源上，其線電流Il=2.2A,cos© =0.8，試求每相繞組的阻抗Z。解：先由題意畫出電路圖(如以下圖)，以幫助我們思考。因三相交流電動機是對稱負載，因此可選一相進行計算。三相負載作星接時由于 UL=380(V)，I l=2.2(A)貝 UUp=220(V), I p=2.2(A),U p 220p 100(Q)Ip 2.2由阻抗三

34、角形得R= Z COS半=100漢0.8 = 80 (Q)r；z所以3-2對稱三相交流電路，每相負載的電阻為(1) 設電源電壓為UL=380V,(2) 設電源電壓為UL=220V,(3) 設電源電壓為UL=380V, 解：由題意：(1)因Ui2 _ r2 =二1002 _802 =60 ( Q)Z=80+j60( Q)R=8 Q，感抗為 Xl=6Q o求負載星形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖；Xl求負載三角形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖; 求負載三角形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖。負載作星接時=380 V，那么380 Ua =Ub =Uc220J3(V)

35、=220空(V)因相電流即線電流，其大小為:220/022/- 36.98 j6設UaIa(A)-22/-156.9 (A)=22些丄(刃此時的相量圖略。(2)負載作三角形連接時因Ui =220v，那么U ab U be = u ca = 220 ( V)設 Uab =220®U ab 220/0那么相電流I ab22/-36.9Z 8 + j6( a)bc =22/-156.9(A)lea =22/83.1( A)線電流I A = ；3 I ab /-30" - 38/- 66.9 (A)=3Ibc/-30 =38/-186.9 =38/173.1(A)此時的相量圖略。(

36、3)負載作三角形連接時因 U| =38%，U ab 二 U be 二 U ca 二 380( V)ab = 380/ 0U ab那么相電流I ab =Z380/0= 38/-36.98 j6(A)b 38/-156.9(AI ca = 38/83.1( a)線電流llI a = - 31 ab /一30 = 65.8/- 66.9( A)=J3lLc/-30 =65.8/-186.9 =65.8/173.1( A)I C = .3 I ca/-30 =65.8/53.1(A)此時的相量圖略。3-3 .電路如以下圖所示。電源電壓UL=380V,每相負載的阻抗為 R= Xl=Xd= 10Q。(1)

37、 該三相負載能否稱為對稱負載？為什么？(2) 計算中線電流和各相電流，畫出相量圖；(3) 求三相總功率。解：(1)三相負載不能稱為對稱負載，因為三相負載的阻抗性質不同， 其阻抗角也不相同。故不能稱為對稱負載。(2) ul =380 (V)那么 U p 二 220 (V)設Ua= 220/0(V)那么Ub=220/-120(V,U c =220/120( V=22/0R(A)Ub-jXc-j10 (A)匹二空型七迦 jXL j10 (A)所以：In =1 A I B IC =22/022/ - 3022/30 =60.1/0 ( A)(3)由于B相負載為電容，C相負載為電感，其有功功率為0,故三

38、相總功率即A相電阻性負載 的有功功率。2 2即 P=la R=2210 = 4840(w =4.84(KW)(1)(2)(3)解:負載的各相電壓、相電流、線電流和三相總功率; 中線斷開，A相又短路時的各相電流和線電流； 中線斷開，A相斷開時的各線電流和相電流。= 380( V)(1) Ul那么 U p = 220 (V)設La= 220/0( V)那么Ub=220/-120(V,U c =220/120( V= 20/0(A)220.10120(A)22UcRc絲型=10/120(A)22c =20Q 10/-12010/120 =10 0( A)所以：(2)中線斷開，A相又短路時的電路如下圖

39、; 此時民、Rd上的電壓為電源線電壓，Ub 380b17.27Rb22(A)壬型"27 Rc22(A)(3)中線斷開，A相斷開時的電路如下圖， 此時民、2二負載串聯(lián)后的電壓為電源線電壓，Ubc 380 。一= 8.64(A) 其線電流為I l=5.5A，有功功率為 求電源的線電壓LL、電路的無功功率I B = I CRb +Rc 22+223-5.三相對稱負載三角形連接,P=7760Vy 功率因數(shù) cos © =0.8， 和每相阻抗ZoC g習題的圖解：由于P-：:3U l I l cos :Ul 二所以Q i3U lZn :7760p1018.2 3Ilcos. 3 5.

40、5 0.8(=3 1018.2 5.5 TcosUp=Ul=1018.2(v), Ip=5819.8( Var)5.5L3；3.18AqzB比二咤=320.19Ip 3.18( Q) Z=320.19/36.9 o3-6. 電路如圖3.3所示，Z= 12+j16 Q ,I l= 32.9A，求 LLoIp32)19 所以 33(A)U L = U P = I P3-7.對稱三相負載星形連接，的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)。解: Ul =380V，Up = 220V220Z =19.122162 =380 ( v|31 + j22| 簡277 (A)每相阻抗為Z=31+j22 Q，電源

41、線電壓為380V,求三相交流電路功率因數(shù)：有功功率：P = 3UlIlCOS*=；3 380 5.77 cos=：；3 380 5.77 0.816 =3098.9(燈無功功率：Q= .3UlIlSin =380 5.77-2198.8J312 +222(Var)視在功率：S =、,3UlIl = -3 380 5.77 =3797.7 (va3-8. 在線電壓為380V的三相電源上，接有兩組電阻性對稱負載，如圖3.4所示。試求線路上的總線電流I和所有負載的有功功率。解：由于兩組對稱負載都是電阻性，所以計算較簡單。380RYI LY = I PY = ¥3 = 22Ry10(A)lL

42、 = 3U P = .3U L =、3380 : 17.32R 心rA38(A)II = I LY Il , =22 17.32 =39.32 (A) 也可以用相量法進行求解。由于三相負載對稱，所以可以選用一相進行計算。設 Uab =380/30 (V那么 Ua =220/0 (V)星接時的線電流和相電流相等，那么-Ua220/ 0 °©lAY <a a22/0_RY10(A)三角接時的線電壓和相電壓相等，那么10/30°R 心38(A)由角接時線電流和相電流的關系知，Il,廣戀31 ab/-30 二、3 10/30 -30 : 17.32/0 (A)所以

43、II Fly Il,；. = 22Q 17.32Q、39.32Q(A)即Il=39.32(A)3-9.對稱三相電阻爐作三角形連接，每相電阻為38Q，接于線電壓為380V的對稱三相電源上,試求負載相電流Ip、線電流Il和三相有功功率P,并繪出各電壓電流的相量圖。，- UAB 380/30°1 ab -_-解：由于三角形聯(lián)接時Ul =UpI p所以Rp38038=10(A)I l = .一 31 p = . 3 1017.32 ( a)P = . 3U l I l = . 3 380 17.32 =1140( w3-10.對稱三相電源，線電壓UL=380V,對稱三相感性負載作三角形連接，

44、假設測得線電流Il=17.3A,三相功率F=9.12KW求每相負載的電阻和感抗。解：由于對稱三相感性負載作三角形連接時，那么Ul二Up , |-3|pcos®所以p、3U lIl39.12 10.3 380 17.3= 0.8Il317.3Ul1 p(A)Up38010=38(Q)R = Z cos® = 38 漢 0.8 = 30.4( q)XL =：|z|2 -R2 =382 -30.42 =22.8( Q) (Q )Z=30.4+j22.8( Q)3-11.對稱三相電源，線電壓UL=380V,對稱三相感性負載作星形連接，假設測得線電流Il=17.3A,三相功率P=9.

45、12KW求每相負載的電阻和感抗。解：由于對稱三相感性負載作星形連接時，那么u l = ' 3U p , 1 l = 1 p因 P = 3UlIl coscos® =所以39.12 103 380 17.3-0.8UpUl3380:220(V),I l = Ip =17.3(a)Up22017.3= 12.7(Q)R = Z cos® =12.7 98=10.2( Q)XL = J|Z|2 _R2 = J12.72 -10.22 = 7.57 / 小、L w( Q)Z=10.2+j7.57( Q)3-12.三相異步電動機的三個阻抗相同的繞組連接成三角形，接于線電壓UL

46、=380V的對稱三相電源上，假設每相阻抗Z=8+j6 Q,試求此電動機工作時的相電流Ip、線電流Il和三相電功率P。解：由于對稱三相感性負載作三角形連接時，那么Ul =Up , Il.3lp，那么只選一相進行計算。所以Up 38010(A)lLi；3lp= ：3 38=65.8(A)P =、3ulIlcos = 3 380 65.8 -34488.610W第五章磁路與變壓器習題參考答案一、填空題：1 變壓器運行中，繞組中電流的熱效應所引起的損耗稱為銅 損耗；交變磁場在鐵心中所引起的磁滯損耗和渦流損耗合稱為鐵損耗。鐵損耗又稱為不變損耗;銅損耗稱為可變損耗。2. 變壓器空載電流的 有功 分量很小，

47、無喬分量很大,因此空載的變壓器，其功率因數(shù) 很 低，而且是感性的。3. 電壓互感器在運行中，副方繞組不允許 短路；而電流互感器在運行中，副方繞組不允許開路。從平安的角度出發(fā)，二者在運行中，其鐵心和副 繞組都應可靠地接地。4. 變壓器是能改變 電壓、電流 和 阻抗的 靜止 的電氣設備。5. 三相變壓器的額定電壓，無論原方或副方的均指其線電壓；而原方和副方的額定電流均 指其線電流。6. 變壓器空載運行時，其空載電流 是很小的，所以空載損耗近似等于鐵損耗。7. 電源電壓不變，當副邊電流增大時，變壓器鐵心中的工作主磁通將 根本維持不變二、判斷題：1. 變壓器的損耗越大，其效率就越低。對2. 變壓器從空

48、載到滿載，鐵心中的工作主磁通和鐵損耗根本不變。對3. 變壓器無論帶何性質的負載，當負載電流增大時，輸出電壓必降低。錯4. 電流互感器運行中副邊不允許開路，否那么會感應出高電壓而造成事故。錯5. 互感器既可用于交流電路又可用于直流電路。錯6. 變壓器是依據(jù)電磁感應原理工作的。對7. 電機、電器的鐵心通常都是用軟磁性材料制成。對8. 自耦變壓器由于原副邊有電的聯(lián)系，所以不能作為平安變壓器使用。對9. 變壓器的原繞組就是高壓繞組。錯三、選擇題：1. 變壓器假設帶感性負載，從輕載到滿載，其輸出電壓將會 B A、升高；B、降低；C 、不變。2. 變壓器從空載到滿載，鐵心中的工作主磁通將 C A、增大；B

49、 、減??； C、根本不變。3. 電壓互感器實際上是降壓變壓器，其原、副方匝數(shù)及導線截面情況是A A、原方匝數(shù)多，導線截面小；B、副方匝數(shù)多，導線截面小 。4. 自耦變壓器不能作為平安電源變壓器的原因是 BA、公共局部電流太??；B、原副邊有電的聯(lián)系；C、原副邊有磁的聯(lián)系。5. 決定電流互感器原邊電流大小的因素是DA、副邊電流；B、副邊所接負載；C、變流比；D、被測電路。6. 假設電源電壓高于額定電壓，那么變壓器空載電流和鐵耗比原來的數(shù)值將B A、減少；B、增大；C、不變。四、問答題：每題3分，共9分1. 變壓器的負載增加時，其原繞組中電流怎樣變化？鐵心中主磁通怎樣變化？輸出電壓是否 一定要降低？

50、答：變壓器負載增加時，原繞組中的電流將隨之增大，鐵心中的主磁通將維持根本不變， 輸出電壓在電阻性負載和感性負載時都要降低，但在容性負載情況下不一定要降低。2. 假設電源電壓低于變壓器的額定電壓，輸出功率應如何適當調整？假設負載不變會引起什么后 果？答：假設電源電壓低于變壓器的額定電壓，輸出功率應往下調整。由于鐵心中的主磁通與電源 電壓成正比而隨著電源電壓的降低而減小，使得初、次級回路的磁耦合作用減弱，假設負載不變那么功 率不變時，那么次級電流將超過額定值，造成初級回路電流也超過額定值，變壓器會損壞。3. 變壓器能否改變直流電壓？為什么？答：變壓器是依據(jù)互感原理工作的， 直流電壓下無互感作用，所

51、以變壓器不能改變直流電 壓。第六章異步電動機習題參考答案一、填空題：1. 異步電動機根據(jù)轉子結構的不同可分為 繞線 式和 鼠籠 式兩大類。它們的工作原理 相 同。鼠籠 式電機調速性能較差, 繞線 式電機調速性能較好。2.三相異步電動機主要由 定子 和 轉子 兩大局部組成。電機的鐵心是由相互絕緣的硅鋼片疊壓制成。電動機的定子繞組可以聯(lián)接成三角形 或 星形 兩種方式。3. 旋轉磁場的旋轉方向與通入定子繞組中三相電流的相序 有關。異步電動機的轉動方向與旋轉磁場的方向 相同。旋轉磁場的轉速決定于旋轉磁場的磁極對數(shù)和電源頻率。4. 電動機常用的兩種降壓起動方法是 丫- 降壓 起動和 自耦補償器降壓 起動

52、。5. 假設將額定頻率為60Hz的三相異步電動機，接在頻率為 50Hz的電源上使用，電動機的轉速 將會 低于 額定轉速。改變 電源頻率 或 磁極對數(shù) 可以改變旋轉磁場的轉速。6. 轉差率是分析異步電動機運行情況的一個重要參數(shù)。轉子轉速越接近磁場轉速，那么轉差率 越匚。對應于最大轉矩處的轉差率稱為臨界轉差率。7. 降壓起動是指利用起動設備將電壓適當降低后加到電動機的定子繞組上進行起動，待電動機到達一定的轉速后，再使其恢復到額定電壓情況下正常運行1.2.3.4.5.6.7.8. 異步電動機的調速可以用改變 變極、變頻和變轉差率三種方法來實現(xiàn)。、判斷題：當加在定子繞組上的電壓降低時，將引起轉速下降，電流減小 電動機的電磁轉矩與電源電壓的平方成正比。 起動電流會隨著轉速的升高而逐漸減小，最后到達穩(wěn)定值。錯對對電動機正常運行時，負載的轉矩不得超過最大轉矩，否那么將出現(xiàn)堵轉現(xiàn)象。 電動機的額定功率是指電動機軸上輸出的機械功率 電動機的轉速與磁極對數(shù)有關，磁極對數(shù)越多轉速越高。 三相異步電動機在滿載和空載下起動時，起動電流是一樣的、選擇題：每題2分，共20分 三相對稱繞組在空間位置上應彼此相差B 60°電角度；B、1200電角度；C、180