電工課后習(xí)題答案

1.3.1在圖1.02所示電路中，電源電動(dòng)勢E=120V,內(nèi)電阻Rs=0.3Q,連接導(dǎo)線電

阻（）.2。，負(fù)載電阻&=1L5。。求：（1）通路時(shí)的電流，負(fù)載和電源的電壓，負(fù)載消耗

的電功率、電源產(chǎn)生和輸出的電功率；（2）開路時(shí)的電源電壓和負(fù)載電壓；（3）在負(fù)載端和電

源端短路時(shí)電源的電流和電壓。

圖1.01練習(xí)題1.2.1的電路圖1.02練習(xí)題1.3.1的電路

解：回路總電阻為R=0.3+0.2+11.5=12Q

回路電流：I二E+R=1204-12=10A

電源電壓：120—10X0.3=117V

負(fù)載電壓：UL二IXRL=10X11.5=115V

負(fù)載功率：P=ULXI=1150W

電源功率：P=EXI=120X10=1200W

輸出功率：P=(E-IRs)XI=117X10=1170W

開路負(fù)載電壓：UL=0V

開路電源電壓：Us=120V

負(fù)載端電源短路：I=E+(Rs+Rw)=240A

電源電壓：Us=240X0.2=48V

電源端短路：I=E4-Rs=1204-0.3=400A

電源電壓：Us=0V

1.5.9試分析圖1.03所示兩電路中電阻的電壓和電流以及圖(a)中電流源的電壓和圖

(b)中電壓源的電流。

圖1.03練習(xí)題1.5.1的電路

解：(a)電流源電壓U=IV

(b)電壓源電流I=1A

(a)電阻電壓U=IV

(a)電阻電流I=U4-R=2A

(b)電阻電壓U=IXR=0.5V

(b)電阻電流I=1A

1.5.5/在圖1.04所示直流電路中，已知Us=3V,

人=3A,R=1C。求a、b、c三點(diǎn)的電位。

I.6.9在圖L05所示電路中，已知Us=6V,人=

2A,Ri=2C,R2=1求開關(guān)S斷開時(shí)開關(guān)兩端的電壓

U和開關(guān)S閉合時(shí)通過開關(guān)的電流/（不必用支路電流

法）。

圖1.04練習(xí)題1.5.2的電路

1.6.2/在圖1.06所示電路中，已知Us=6V,/s=

2A,R=R,=4Q。求開關(guān)S斷開時(shí)開關(guān)兩端的電壓和開關(guān)S閉合時(shí)通過開關(guān)的電流（在圖

中注明所選的參考方向）。

圖1.06練習(xí)題1.6.2的電路

1.5.2解：a點(diǎn)電位3Vb點(diǎn)電位6Vc點(diǎn)電位0V

L6.1解：開路電壓U=Us-R2XIS=4V

閉合電流I=US4-R2-Is=5A

L6.2解：開路電壓U=Us+RiXIs=14V

閉合電流I=Us4-Ri+Is=3.5A

1.6.求圖1.07所示電路中通過電壓源的電流/,J2及其功率，并說明是起電源作用

還是起負(fù)載作用。

1.6.4求圖1.08所示電路中電流源兩端的電壓S、U?及其功率，并說明是起電源作

用還是起負(fù)載作用。

圖1.07練習(xí)題1.6.3的電路圖1.08練習(xí)題1.6.4的電路

1.6.3解：11=(40-10)4-5=6A

12二6-(104-2)=1A

Pi二40X6=240W放電

P2=10X1=10W充電

1.6.4解：Ui=(5-1)X2=8V

U2=8-5X1=3V

Pi=5X8=40W放電

P2=1X3=3W充電

2.3j/W圖2.03所示電路中，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，試確定s閉合后電壓u

J的初始值和穩(wěn)態(tài)值。

和電流ic、i?2

2.3.)在圖2.04所示電路中，開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，試確定S閉合后電壓u

和電流打、八、”的初始值和穩(wěn)態(tài)值。

S

圖2.04練習(xí)題2.3.2的電路

2.3.1解：S閉合前:

Uc=IsXRi=6Vii=1.5Ai2=ic二OA

S閉合初始值：Uc=6Vii=1.5A

12=64-R2=3A

S閉合穩(wěn)態(tài)值：Uc=2Vii=0.5A

12=24-R2=1A

2.3.2解：S閉合前：UL=0ViL=ii=3A

S閉合初始值：UL=4.8Vii=1.8Ai2=1.2A

S閉合穩(wěn)態(tài)值：UL=0Vii=3A

i2=12+R2=2A

it=5A

解：⑴S閉合前

1s+h+(-1)=o

5—h+(-1&)二o

解得：h=-lA=4A5=UL=OV

(2)S閉合瞬間依據(jù)換路定理

??

Uc=OVll=10/2=5AlL=4A

=5+5—4=6A

圖2.05練習(xí)題2.3.3的電路

鼠=5X2=10V

UL=-3X4=-12V

??

(3)二0。二-1A(L-4A

lh=0V以=12V

、\

3.6J-R、C、L串聯(lián)的交流電路，H=10C,X「=8G,X).=60.通過該電路的電流

為21.5A。求該電路的有功功率、無功功率和視在功率。：;”

27

r2

解：P=1R=10X21.5=4622.5W

Q=6X21.52-8X21.52=-924.5var

S=#2+22=4714V?A

3.6.)在圖3.09所示交流電路中，U=220V,S閉合時(shí)，UR=80V,P320W；S斷開

時(shí)，P=405W,電路為電感性，求R、XL和X「。

-Me

U咖

圖3.09練習(xí)題3.6.2的電路

解：S閉合時(shí)I二P+U=4AR=U4-I=20Q

Z=U4-I=2204-4二55。

XL二-R?=51.2。S斷開時(shí)P=/2RI=4.5A

Z=U4-I=2204-4.5=48.9Q

X=五2-R2=44.6Q

Xc=51.2-44.6=6.6Q

77

3.6.3」-R、C、L并聯(lián)的交流電路，R=60。，a=80n,Xr=40。，接于220V的交

流電源上,求電路的總有功功率、無功功率和視在功率。

解：IR=U+R=2204-60=3.7A

Ic=U+Xc=220+80=2.75A

IL=U+XL=2204-40=5.5A

有功功率：P=UI二220X3.7=814W

無功功率：Q=UXIC-UXIL=220X(5.5-2.75)

二605var

視在功率S二次+在二I。］3?A

3.7.1/2臺(tái)單相交流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)在220V交流電源上工作，取用的有功功率和功率因

數(shù)分別為P,=1kW,A,=0.8;P2=0.5kW,A,=0.707o求總電流、總有功功率、無功功率、

視在功率和總功率因數(shù)。

解：有功P1+P2=1.5KW

Si=P14-0.8=1.25K?VA

S2=P24-0.707=0.7K?VA

總無功：Q=L25*713記+0.7義(-0.7072

=1.25Kvar

S=#2+22=1.95KV?A

X=P4-S=0.77

I=S+U=1.95/220=8.86A

3.7.)圖3.10所示日光燈電路，接于220V\50Hz交流電源上工作，測得燈管電壓為

100V,電流為0.4A,鎮(zhèn)流器的功率為7W。求：(1)燈管的電阻RL及鎮(zhèn)流器的電阻R和電

感L;(2)燈管消耗的有功功率、電路消耗的總有功功率以及電路的功率因數(shù)；(3)欲使電路的

功率因數(shù)提高到0.9,需并聯(lián)多大的電容？

解：⑴燈管電阻RL=U/I=100/0.4=250Q

鎮(zhèn)流器電阻：R=P//2=43.75Q

阻抗模：Z=U/I=220/0.4=550Q

XL=VF3F=465。R=43.75+250=294Q

XL二2兀fL=L48H

(2)燈管有功：100X0.4=40W

總有功40W+7W=47瓦

入二P/S=(7+40)/220?0.4=0.534

(3)C=P(tg4)L—tg4))/2ft/2

tg=Vi-o.5342/0.534=1.5833

tg4)=Vi-0.92/O.9=0.484

C=3.4uF

3.7.3/有一電感性負(fù)載，額定功率P、=40kW.額定電壓力=380V,額定功率因數(shù)

人=0.4,現(xiàn)接到50Hz,380V的交流電源上工作。求：(1)負(fù)載的電流、視在功率和無功功

率;(2)若與負(fù)載并聯(lián)一電容，使電路總電流降到120A,此時(shí)電路的功率因數(shù)提高到多少?

并聯(lián)的電容是多大？

解：(1)S=p/X=40/0.4=100KV?A

I=S/U=100XW3/380=263.2A

Q=SXsin4)=lOOVi-o.42=91.65Kvar

(2)電流降為120A

X=p/S=404-(120X380)=0.88

C=P(tg<l)L—tg4>)/2兀ft/?

tg4)L=Vi-0.42/0.4=2.3

tg4)=Vi-o.882/O.88=0.54

C=1552nF

4.2.4(09)

解：一個(gè)燈電流

I=P/U=100/220=5/11(A)

34盞燈電流34X5+11=170/11=15.45(A)

45盞燈電流45X54-11=225/11=20.45(A)

56盞燈電流56X54-11=280/11=25.45(A)

共同包含34盞燈電流星形平衡中性線無電流

中性線電流為：225/11-170/11=5A280/11-170/11=10A

夾角120°合成以5A為水平正向

5+(10cosl20°+10sinl20°j)=5也道=8.66A

4.3.3(09)

解：星形聯(lián)結(jié)

I=U/R=2204-14=15.7A相電流等于線電流

P=3UI=3X220X15.7=10.37KW

三角形聯(lián)結(jié)

相電流I=U/R=3804-14=27.143A

線電流等于27.143XV3=47A

P=3UI二X380X47=30.934KW

4.3.5(09)

解：星形負(fù)載電流：I=U-4-Z=220+打+42=44A

有功功率：P=3/2R=17.424KW

無功功率：Q=3/2X=23.232Kvar

三角形負(fù)載電流：I=U4-Z=380+標(biāo)+82=38A

有功功率：P=3/2R=34.656KW

無功功率：Q=3〃x=-25.992Kvar

總有功功率17.424KW+34.656KW=52KW

總無功功率23.232Kvar-25.992Kvar二一2.768Kvar

視在功率案S=W+Q?=52KVA

I=S/V3U=52X103/V3X380=78.8A

4.3.6(09)

解：日光燈有功功率為：P=30X40=1.2KW

視在功率為：S=P/cos4)=2.4KVA

無功功率為：QL=S?sin4)=2.4XVl-0.52=2.4疝萬Kvar

電機(jī)視在功率為：S=P/cos6=3/0.8=3.75KVA

2

無功功率為：QL=S-sin4)=3.75XVl-0.8=2.25Kvar

總有功功率為：L2+3=4.2KW

總無功功率為：2.4V0/75+2.25=4.33Kvar

總視在功率為：S=7p2=^4.22+4.332=6KVA

由s=CuLILiL=s/(V3UL)=6X1()3/660=9.1A

4.3.7(09)

解：S=P/cos4)=34-0.6=5KVA

Q=Ssin6二5X0.8=4Kvar

若功率因數(shù)為0.9

S二P/cos6=34-0.9=10/3KVA

Q=Ssin6=10/3XA/1-0.92=1.453Kvar

Qc=4-1.453=2.547Kvar

Ic=Qc/V^U=2547/660=3.86A

星形聯(lián)結(jié)Xc=U/Ic=2204-3.86=57。

Xc=1/2nfcc=l/2nfXc=56uF

耐壓V，220后=311V

三角形聯(lián)結(jié)Xc=u/Ic=380^(3.86/V3)=171Q

c=56/(1714-56)=18.34UF

耐壓V2380及=537V

5.3.1(09)

解：(1)電壓比k=220/36=55/9=6.1

(2)額定電流I1N=S/U1N=100/220=0.45(A)

I2N=S/U2N=100/36=2.8(A)

也可：I2N=kXIiN=2.8(A)

(3)低壓繞組匝數(shù)n=1600H-k=1600+6.1=262匝

5.3.7(09)

解：(1)白晝燈只數(shù)：10000+60=166只

(2)日光燈只數(shù)：100004-S=100004-(404-0.5)=125只

5.7.1(09)

解：(1)I1N=S1/U1N=150/220=0.682(A)

(2)I2N=S2/U2N=100/127=0.8(A)

(3)I3N=S3/U3N=50/36=1.4(A)

5.8.1(09)

解：(1)I1N=S/V3U1N=50000/1000073=2.89(A)

(2)I2N=S/V3U2N=50000/400V3U=72(A)

5.8.3(09)

解：變壓器額定電流：1=S/6u=750004-4004-V3=108(A)

每相阻抗模：Z=@+1.52=2.5Q

每相電流：1=U/ZA/3=400/2.=92.4(A)

變壓器能負(fù)擔(dān)負(fù)載

6.2.2

解：(1)同步轉(zhuǎn)速3000r/min

(2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速3000(1-0.02)=2940r/min

(3)輸出轉(zhuǎn)矩TN=60PN/2JIHN

=60X30X1()3/2冗x2940=97.4N.m

(4)電磁轉(zhuǎn)矩T=TN+TO=97.4+0.51=98N.m

6.2.3(09)

解：(1)同步轉(zhuǎn)速1500r/min

(2)轉(zhuǎn)差率S=(1500-1440)/1500=0.04

(3)P=TL2冗HN/60

=133X2JiX1440/60=20KW

總有功：20+5=25KW

視在功率：S=V3ULIL=V3X380X47.5=31KVA

功率因數(shù)：cos4)=P/S=25/31=0.8

(4)效率n二有功/總有功二204-25=80%

6.2.4

解：（1）輸出功率:

P出=TL2nMN/60

二51.6X2XnX740/60=4KW

(2)輸入功率：

P入=P出/n=4/0.8=5KW

(3)?人=△ULILCOS6

IL=P入/百ULCOS。=5000/V3X380X0.8=9.5A

IN=II/V3=9.5+V3=5.5A

6.5.4

解：(1)輸出轉(zhuǎn)矩：

TN=60PN/2冗RN

3

二60X15X10/2nX2930=49N.m<60N.m

不能長時(shí)運(yùn)行.

(2)TM二KMXTN=2.2X49=108>60N.m

可短時(shí)運(yùn)行.

(3)啟動(dòng)電流Is=KcXIN

IL=P入/由ULCOS6=P/V3ULCOS6n

3

二15X10/V3X380X0.88X0.882=29.4(A)

Is=KcXIN=7X29.4=205.8(A)>150(A)

不能直接啟動(dòng).

6.6.1(09)

解：⑴啟動(dòng)電流Is=KcXIN=6X63=378(A)

變壓器額定電流IN=S/V3UL=200X103/7^x400=289(A)

378(A)>289(A)不能直接啟動(dòng)

(2)星形啟動(dòng)電流I=IS+3=378+3=126(A)<289(A)

星形啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=TNXKSH-3

TN=60PN/2冗RN

=60X30X103/2JiX740=387N

T=TNXKS4-3=0.6TN<0.9TN

星形啟動(dòng)不能啟動(dòng).

(3)變壓器啟動(dòng)電流I=ISXKA2

=378X0.64=242(A)<289(A)

變壓器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=TNXKSXKA2=1.152TN>0.9TN

變壓器啟動(dòng)能啟動(dòng).

6.6.2

解：(1)啟動(dòng)電流Is=KcXIN=7IN>3IN不能直接啟動(dòng)

(2)TN=60PN/2冗RN

二60X5.5X103/2nX2900=18.11N.m

星形啟動(dòng)電流I=Is+3=7/3IN<3IN

星形啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=TNXKS+3=18.11X24-3=12N.m>10N.m

星形啟動(dòng)能啟動(dòng)

(3)變壓器啟動(dòng)電流I=ISXKA2

=7INXO.25=1.75IN<3IN

變壓器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=TNXKSXKA2=9N.m<10N.m

變壓器啟動(dòng)不能啟動(dòng).

6.11.1(09)

解：(1)總有功P=850+400=1250KW

原無功Q=Ssin4>=Psin4)/cos4)=1133Kvar

新增無功Q=-Psin6/cos6=-400X0.6/0.8二—300Kvar

總無功Q=1133-300=833Kvar

22

總視在功率:s=正+02=71250+833=1502KVA<1600KVA

不用增加變壓器容量

(2)新功率因數(shù)：cos4)=P/S=1250/1

分析自耦變壓器降壓啟動(dòng)電路圖O

L1L2L3

Q

KM1

FR

分析:

（1）閉合空氣開關(guān)Q,KM1閉合為運(yùn)行狀態(tài)，F(xiàn)R為熱繼電器，進(jìn)入工作狀態(tài)。

（2）KM2、KM3閉合，電源進(jìn)入自耦變壓器，降壓輸出進(jìn)入電動(dòng)機(jī)，為啟動(dòng)狀態(tài)，F(xiàn)R沒有串聯(lián)入電

路，避免啟動(dòng)狀態(tài)影響熱繼電器工作狀態(tài)。

（3）按啟動(dòng)按鈕KM3通電且常