电工学(1)习题解答

解:据题意可知,在频率为100KHz时电路发生串联谐振,则线圈的品质因数为 Q?UC100 ??100U111?25.4mH (6.28?100?103)2?100?10?12 线圈的电感量为 L??02C?第3章 检测题

一、填空题(每空1分)

的组合。

2、三相四线制供电系统中,负载可从电源获取 线电压 和 相电压 两种不同的电压值。其中 线电压 是 相电压 的3倍,且相位上超前与其相对应的 相电压 30?。

3、由发电机绕组首端引出的输电线称为 火线 ,由电源绕组尾端中性点引出的输电线称为 中线(或零线) 。 火线 与 火线 之间的电压是线电压, 火线 与 中线 之间的电压是相电压。电源绕组作 Y 接时,其线电压是相电压的 1.732 倍;电源绕组作 Δ 接时,线电压是相电压的 1 倍。对称三相Y接电路中,中线电流通常为 零 。

4、有一对称三相负载Y接,每相阻抗均为22Ω,功率因数为0.8,测出负载中的电流是10A,那么三相电路的有功功率等于 1760W ;无功功率等于 1320Var ;视在功率等于 2200VA 。假如负载为感性设备,其等效电阻是 17.6Ω ;等效电感量是 42mH 。

5、实际生产和生活中,工厂的一般动力电源电压标准为 380V ;生活照明电源电压的标准一般为 220V ; 36V 伏以下的电压称为安全电压。

6、三相三线制电路中,测量三相有功功率通常采用 二瓦计 法。

7、 有功 功率的单位是瓦特, 无功 功率的单位是乏尔, 视在 功率的单位是伏安。 8、有功功率意味 电能的消耗 ;无功功率意味着 只转换不消耗 。

9、根据一次能源形式的不同,电能生产的主要方式有 火力发电 、 水力发电 、风力发电和 核能发电 等。

10、三相负载的额定电压等于电源线电压时,应作 Δ 形连接,额定电压约等于电源线电压的0.577倍时,三相负载应作 Y 形连接。按照这样的连接原则,两种连接方式下,三相负载上通过的电流和获得的功率 相等 。

1、对称三相交流电是指三个 最大值 相等、 角频率 相同、 相位 上互差120?的三个

二、判别正误题(每小题1分)

1、三相四线制当负载对称时,可改为三相三线制而对负载无影响。 (对) 2、三相负载作Y形连接时,总有Ul?3UP关系成立。 (错) 3、三相用电器正常工作时,加在各相上的端电压等于电源线电压。 (错) 4、三相负载做Y接时,无论负载对称与否,线电流总等于相电流。 (对) 5、三相电源向电路提供的视在功率为:S?SA?SC?SC。 (错) 6、人无论在何种场合,只要所接触电压为36V以下,就是安全的。 (错)

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7、中线的作用就是使不对称Y接三相负载的端电压保持对称。 (对) 8、三相不对称负载越接近对称,中线上通过的电流就越小。 (对) 9、为保证中线可靠,不能安装保险丝和开关,且中线截面较粗。 (错) 10、电能是一次能源。 (错)

三、选择题(每小题2分)

1、对称三相电路是指(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都是对称的电路

2、三相四线制供电线路,已知作星形连接的三相负载中A相为纯电阻,B相为纯电感,C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、30A B、10A C、7.32A

3、在电源对称的三相四线制电路中,若三相负载不对称,则该负载各相电压(B) A、不对称 B、仍然对称 C、不一定对称

4、三相发电机绕组接成三相四线制,测得三个相电压UA=UB=UC=220V,三个线电压UAB=380V,UBC=UCA=220V,这说明(C)

A、A相绕组接反了 B、B相绕组接反了 C、C相绕组接反了。 5、三相对称交流电路的瞬时功率为是(B)

A、一个随时间变化的量

B、一个常量,其值恰好等于有功功率 C、

6、三相四线制中,中线的作用是(C)。

A、保证三相负载对称 B、保证三相功率对称 C、保证三相电压对称 D、保证三相电流对称

四、名词解释(每小题2分)

1、三相交流电源

答:三个幅值相等,频率相同,彼此间具有120o相位差的正弦电源的组合。 2、三相交流电路

答:由三相交流电源供电的交流电路。 3、三相四线制电路

答:有中线的三相交流电路。 4、三相三线制电路

答:无中线的三相交流电路。 5、相电压

答:电源相电压是指三相电源中其中一相的感应电压;三相交流电路中的相电压通常指火线与零线之间的电压。

6、相电流

答:三相交流电路中,流过每相电源或每相负载的电流。

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7、线电压

答:三相交流电路中,火线与火线之间的电压。 8、线电流

答:三相交流电路中,火线上通过的电流。

五、简答题(每小题5分)

1、某教学楼照明电路发生故障,第二层和第三层楼的所有电灯突然暗淡下来,只有第一层楼的电灯亮度未变,试问这是什么原因?同时发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些,这又是什么原因?你能说出此教学楼的照明电路是按何种方式连接的吗?这种连接方式符合照明电路安装原则吗?

答:这个教学楼的照明电路是按三角形连接方式安装的。当第二层和第三层所有电灯突然暗淡下来,而第一层楼电灯亮度未变时,是二层和三层之间的火线断了,二层和三层构成了串联连接,端电压为线电压。第三层楼的灯比第二层楼的灯还亮些,是因为三层楼开的灯少,总灯丝电阻大分压多的缘故。照明电路必须接成Y形三相四线制,显然这种连接方式不符合照明电路安装原则。

2、对称三相负载作Δ接,在火线上串入三个电流表来测量线电流的数值,在线电压380V下,测得各电流表读数均为26A,若AB之间的负载发生断路时,三个电流表的读数各变为多少?当发生A火线断开故障时,各电流表的读数又是多少?

答:若AB之间的负载发生断路时,AB间的一相负载没有电流,A和B火线上串搛的电流表读数等于相电流26/1.732=15A,C火线上串接的电流表读数不变;当A火线断开时,A火线上串接的电流计数等于零,A、C两相构成串联并且与B相负载相并,由于负载对称,所以两支路电流相位相同,其值可以直接相加,即B、C火线上串接的电流的读数为:15+7.5=22.5A。

3、指出图3-15所示电路各表读数。已知V1表的读数为380V。 A A2V A 10Ω V1A1 A2V2N C V1A1A310Ω 10Ω

10Ω 10Ω 10Ω C B B (a)

图3-15

(b)

答:(a)图中:V1表读数380V是线电压,V2表的读数是火线与零线之间的相电压220V,Y接电路中A1表读数是线电流等于A2表读数相电流220/10=22A,A3表读数是中线电流,对称情况下中线电流为零。

(b)图中:由于电路为三角形接法,所以V1表读数=V2表读数380V,A2表读数是相电流380/10=38A,A1表读数是线电流,等于相电流的1.732倍即65.8A。

4、手持电钻、手提电动砂轮机都采用380V交流供电方式。使用时要穿绝缘胶鞋、带绝缘手套工作。既然它整天与人接触,为什么不用安全低压36V供电?

答:虽然上述电动工具整天与人接触,但是由于它们所需动力源的功率较大,因此低电压情况下不易实现电能与机械能之间的转换,因此必须采用动力电压380V。

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5、楼宇照明电路是不对称三相负载的实例。说明在什么情况下三相灯负载的端电压对称?在什么情况下三相灯负载的端电压不对称?

答:一般楼宇中的三相照明电路通常也是对称安装在三相电路中的,只要使用时保证中线可靠,三相灯负载的端电压总是对称的;如果中线因故断开,三相灯负载又不对称时,各相灯负载的端电压就会有高有低不再对称。

六、计算题

1、一台三相异步电动机,定子绕组按Y接方式与线电压为380伏的三相交流电源相连。测得线电流为6安,总有功功率为3千瓦。试计算各相绕组的等效电阻R和等效感抗XL的数值。(8分)

3000380?0.758 Z??36.7?3?220?6解: 3?6R?36.7?0.758?27.8? XL?36.7?sin(arccos0.758)?23.9?cos??2、已知三相对称负载连接成三角形,接在线电压为220V的三相电源上,火线上通过的电流均为17.3安,三相功率为4.5千瓦。求各相负载的电阻和感抗。(8分)

2203?22?解: 17.33?220?17.3R?22?0.683?15? XL?22?sin(arccos0.683)?16.1?cos???0.683 Z?3、三相对称负载,已知Z=3+j4Ω,接于线电压等于380V的三相四线制电源上,试分别计算作星形连接和作三角形连接时的相电流、线电流、有功功率、无功功率、视在功率各是多少?(8分)

解:Y接时:UP=220V,I线=IP=220/5=44A,P=17.424KW,Q=23.232KVar,S=29.04KVA Δ接时:UP=380V,IP=380/5=76A,I线=131.6A,P=51.984KW,Q=69.312KVar,S=86.64KVA 4、已知uAB?3802sin(314t?60?)V,试写出uBC、uCA、uA、uB、uC的解析式。(4分) 解:uBC?3802sin(314t?60?)V uCA??3802sin(314t)V 4500uA?2202sin(314t?90?)V uB?2202sin(314t?150?)Vu?2202sin(314t?30?)V C5、三相发电机作Y连接,如果有一相接反,例如C相,设相电压为U,试问三个线电压为多少?画出电压相量图。

解:当Y接三相发电机C相接反时,由相量图分析可知,三个线电压分别为: UAB=1.732U UBC=UCA=U

UAB UA、UCA?UB????30?

UC? ?UC?X C Y 120? ?

UBC 习题5相量图

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