1、有一台额定容量为500VA,额定电压为380/127V的控制变压器,二次侧接有127V、260W、
cos??0.5的感性负载,试求一、二次的额定电流。该控制变压器能否带这一负载长期运行?为
什么?
解: 由已知条件,得一、二次额定电流为
I1N?SNU1N?500380?1.32A
?3.9AI2N?SNU2N?500127
当二次侧接有127V、260W、cos??0.5感性负载时,则该负载电流为
I2?P2U2?cos??260127?0.5?4.1A
由于二次负载电流I2大于二次额定电流I2N,即4.1>3.9,为超载状态,故不宜带这一负载长期运行。(较难)
2、在图示的三相四线制供电线路中,已知UL=380V,R=22Ω,试求:(1)当中性线断开且U相短路时,负载两端的相电压和相电流各是多少?(2)当中性线断开而U相也断开,负载两端的相电压和相电流各是多少?
解: (1)当中性线断开而U相接地短路时,U端直接接于中性点,V相、 W相负载每相承受VU和WU的线电压,故
Iφ?UφR?38022Uφ?UL?380V URRRN
V?17.3A
(2)当中性线断开而U相也断开时,则V相和W相上的负载是串联后接于线电压UVW=380V两端上,所以V相和W相上的电流相同,大小为
Iφ?ULRV?RW?38022?22?8.6AW
每相的电压即为RV和RW上的电压
Uφ?IφRφ?190V
3、交流接触器线圈接在直流电源上,得到线圈直流电阻R为1.75Ω,然后接在工频交流电源上,测得U=120V,P=70W,I=2A,若不计漏磁,求铁芯损失PFe和线圈的功率因数各是多少?
解: 按题意有 总损失?P=PFe+PCu=PFe+I2R?
铁损?PFe=P-I2R=70-22×1.75=63(W)?
根据 P=UIcos?
功率因数 cos?=P/UI=70/(120×2)=0.29
答:铁芯损失为63W,功率因数为0.29。
4、三相异步电动机额定功率P=55kW,额定转速n=1450r/min,过载系数λ=2.1,试求其额定转矩和最大转矩。(工程计算) 解:据公式M=9550P/n 得额定转矩M=9550×55/1450=62.2(N?m)
最大转矩Mmax=λM=2.1×362.2=760.6(N?m)
答:此电动机额定转矩为362.2N?m,最大转矩为760.6N?m。
5、某普通工业用户采用三相两元件电能表进行计量,后在用电检查过程中发现该用户私自在B相装有2kW单相工业负载,且使用起止时间不明。请问应如何处理?[假设
计算题 - 1 -
电价为0.40元/(kW?h)。] 解:按题意有
在三相两元件电能表B相私接负载,属窃电行为,应补交电费及违约使用电费。 由于起止时间不明,根据《供电营业规则》应按180天每天12h计算, 补交电费=2×180×12×0.40=1728(元) 违约使用费=1728×3=5184(元)
答:应按窃电进行处理,并补收电费1728元,违约使用电费5184元。##
6、某大工业电力用户,按容量计收基本电费,有3台受电变压器,T1、T2、T3容量分别是S1=400kV?A,S2=560kV?A,S3=200kV?A。其中,T1、T2在其一次侧装有连锁装置,互为备用。某月,其受电方式为T1、T3运行,T2退出。若基本电价为20元/(月?kV?A),求该客户本月基本电费。 解:根据《供电营业规则》第八十五条规定:“在受电装置一次侧有连锁装置互为备用的变压器,按可能同时使用的变压器容量之和的最大值计收基本电费”,
则 基本电费=(560+200)×20=15200(元) 答:本月基本电费为15200元。
7、某客户,5月份用电量3600000kW?h,月中最大负荷为6000kW,求5月份该客户最大负荷利用小时数Tmax和月均负荷率β。 解:Tmax=3600000÷6000=600(h)
β=(3600000÷(30×24))÷6000×100%=83.3%
答:最大负荷利用小时数为600h,月平均负荷率83.3%。
8、一只U为110V,P为8W的指示灯,若将它接到380V的电源上使用,试计算应串联的电阻值和功率?
解: (1)由已知条件计算出指示灯的电阻为 R=U2/P=110×110/8=1512.5(Ω)
(2)设被串联电阻为R1,其端电压为U1,所以 U1=380-110=270(V)
(3)指示灯和串联电阻的电流为 I=P/U=8/110=0.073(A) (4)串联电阻
R 1=U1/I=270/0.073=3712.5(Ω) (5)串联电阻的功率为
P 1=U1I=270×0.073=19.71(W)
答:应串联的电阻值为3712.5Ω、功率为19.71W。
9、已知图示电路,R1=R2=R3=4Ω,E1=6V,E2=15V,利用叠加原理求各支路电流I1、I2、I3。
解:(1)利用叠加原理先将E1短接,则有
I1 EI2 EI3
R=R1R2/(R1+R2)=4×4/(4+4)=2(Ω)
I′3=-E2/(R+R3)=-15/(4+2)=-2.5(A) I′2=-1.25(A) I′1=-1.25(A) (2)将E2短接,则有
R=R1R3/(R1+R3)=4×4/(4+4)=2(Ω)
计算题 - 2 -
R1 RRI"2=E1/(R2十R)=6/(4+2)=1(A) I"1=-1/2(A) I"3=1/2(A)
I1=I′1+I"1=一1.75(A) I2=I'2 +I"2=-0.25(A) I3=I'3 +I"3=-2(A)
答:I1为-1.75A,I2为-0.25A,I3为-2A。##
10、如图所示:R1=50Ω,R2=200Ω,R3=300Ω,R4=200Ω,R5=100Ω,求电路中的总电阻。
解:R2和R4两端电阻
R24=R2×R4/(R2+R4)=200×200/(200+200)=100Ω R3和R5两端电阻 R35=R3×R5/(R3+R5)=300×100/(300+100)=75Ω
d、e两点的电阻为R′ R′=R24+R35=100+75=175
总电阻 R=R1×R′/(R1+R′)=50×175/(50+175)=38.87Ω 答:电路中总电阻为38.87欧姆。
11、有一10KV用户,使用的电流互感器为100/5,其电能表常数为1800r/kwh,在某一分钟内转3圈,问当时此用户的实用功率是多少? 解:当时此用户实用功率为当时1分钟的平均功率。 已知:PT为10000/100,CT为100/5 K2=1800r/kwh,△n=3
由式:P=60K1/K2·△N=60×100×20×3/1800=200KW (式中K1为PT、CT的乘积)
答:当时此用户的实用功率为200KW。
12、利用基尔霍夫定律,列出图示电路中A点的电流方程和Ⅰ、Ⅱ回路的电压方程。
A IEIRIEI RIERB A点的电流方程:I1+I2+I3=0 回路Ⅰ的电压方程:-E1+E2=-I1R1+I2R2 回路Ⅱ的电压方程:-E2+E3=-I2R2-I3R3,绕行方向如图中所示##
13、如图所示,当可调电阻调到1Ω时,蓄电池端电压Vab=20伏,当可调电阻调至6Ω时,蓄电池端电压Vab=24伏,求蓄电池的电动势热E和内阻r。 解:当可调电阻调至1Ω时,回路中的电流为:
计算题 - 3 -
I=Vab/R=20/1=20安 则:V端=E-I(R+r) 20=E-20(1+r)………①
当可调电阻调至6Ω时,回路中的电流为: I=Vab/R=24/6=4安
则:V端=E-1(R+r)即:24=E-(6+r)……② ②-①得:24-20=E-20(1+r)-[E-4(6+r)] r=0.5Ω
将r代入①得:20=E-20(1+0.5) E=50伏
R a 即E r b 14、有两只电容器,一只电容量为2μF,额定工作电压为160V,另一只电容量为10μF,额定工作电压为250V,两只电容器串联后在300V的直流电源上使用,求每只电容器上的电压是多少?这样使用是否安全? C C 解:C=C1×C2/(C1+C2)=2×10/(2+10)=5/3μF
Q1=Q2=CU=(5/3)×300=500μC U1=Q/C1=500/2=250V U2=Q/C2=500/10=50V
U12U 这样使用不安全,由于C1上的电压远大于工作电压,可能会使C1、C2发生相继击穿。 15、某R、L、C串联电路R=10Ω,L=64μF,C=100μF,电源电动势E=0.5V求其发生谐振时的频率ωO及各元件上的电压。 解: ?0?1LC?64?101?6?100?10?6?1085(rad/s)
UR=E=0.5(V)
I=E/R=0.5/10=0.05(A) XL=ω0L XC=1/ω0C
UL=IXL=Iω0L=0.05×(10/8)×64×10=0.04(V) UC=IXC=I/ω0C=0.05/[(105/8)×100×10-6]=0.04(V)
16、一电压表有三个不同的量程,即3伏、15伏和150伏,表头的电阻为50欧姆,流过30mA电流时,表针指到满刻度,问各量程的分压电阻R1、R2、R3应为多少欧姆?
3V 15V 150V R1 V R0=50Ω R2 R3 5
-6
解: 依题意可知:
计算题 - 4 -
R0?R1?U1I?30.03U2I?100?
R1=100-50=50Ω R0?R1?R2??150.03?500?
R2=500-100=400Ω(1.5分)
R0?R1?R2?R3?U3I?1500.03?5000?
R3=5000-500=4500Ω
答:分压电阻R1=50Ω,R2=400Ω,R3=4500Ω
17、图示电路中,己知R=16kΩ,C=0.01μF,试求输入电压U1的频率应为多少才能使输出电压U2的相位超前输入电压45°?如果这时输入电压的最大值U1m等于1V,那么输出电压的最大值U2m是多少?画出相量图。
解:相量图如图所示,当U2超前U1为45°时,?=45°,tg?=XC/R=1,XC=1/2πfc=16kΩ=R,则
f=1/(2πCXC)=1/(2π×0.01×10×16×10)=1000(Hz)
当输入电压最大值U1m=1V时,输出电压最大值为
U2m=U1mcos?=1×cos45°=0.707(V)
18、在图中,试写出A,B两点的等效电阻表达式。
-6
3
AR1R6R5R2BR3R4解: 题中所示AB两点间的电路可改画为图示的形式。于是得AB两点间等效电阻表达式为
RAB???R3//R4??R5?//??R2//R6??R1? R1R2B
AR6R5R3R4 19、110KV断路器 额定断流容量为4000MVA,计算额定关合电流是多少。
已知额定断流容量Sek=4000MVA,额定电压Ue=110KV,则额定开断电流
Iek?Sek3Ue?4000?103?1103?21KA
动稳定电流 Ied=2.55Iek=2.55×21=53.55KA
计算题 - 5 -