最大值。
四、计算题
2.1 把下列正弦量的时间函数用相量表示:
(1) u=102sin314t伏 (2) i=-5sin(314t-60o)安
2.2 已知工频正弦电压uab的最大值为311V,初相位为-60°,其有效值为多少?写出其瞬时值表达式;当t=0.0025S时,Uab的值为多少?
2.3 用下列各式表示RC串联电路中的电压、电流,哪些是对的,哪些是错的?
?uUU(1) i=Z (2) I=R?XC (3) I?= R?j?C (4)
UI=Z
??UU??U?=UC R+(5) U=UR+UC (6) U(7)I?=-j?C (8)I?= j?C
2.4 图2.1中,U1=40V,U2=30V,i=10sin314t A,则U为多少?并写出其瞬时值表达式。
2.5 图2.2所示电路中,已知u=100sin(314t+30o)伏,i=
22.36sin(314t+19.7o)安, i2=10sin(314t+83.13o)安,试求: i1、Z1、Z2并说明Z1、Z2的性质,绘出相量图。
2.6 图2.3所示电路中,XC=XL=R,并已知电流表A1的读数为3A,试问A2和A3的读数为多少?
2.7 有一R、L、C串联的交流电路,已知R=XL=XC=10Ω,I=1A,试求电压U、U、U、U和电路总阻抗Z。
R
L
C
2.8 电路如图2.4所示,已知ω=2rad/s,求电路的总阻抗Zab。
?j4?j4(2?j2)???2?j?2//?j?2?2j??2?2j??3?jZabXLXC2?j2(2?j2)(2?j2)(Ω
)
?1的有效值2.9 电路如图2.5所示,已知R=20Ω,I?R=10/0oA,XL=10Ω,U为200V,求XC。
2.10 图2.6所示电路中,uS=10sin314tV,R1=2Ω,R2=1Ω,L=637mH,C=637μF,求电流i1, i2和电压uc。
2.11 图2.7所示电路中,已知电源电压U=12V,ω=2000rad/s,求电流I、I1。
2.12 图2.8所示电路中,已知R1=40Ω,XL=30Ω,R2=60Ω,Xc=60Ω,接至220V的电源上.试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。
?2.13 图2.9所示电路中,求:(1)AB间的等效阻抗ZAB;(2)电压相量UAF
?;(3)整个电路的有功功率和无功功率。 和UDF
2.14 今有一个40W的日光灯,使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V,频率为50Hz的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载,灯管两端的电压等于110V,试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少?
第3章 三相交流电路习题参考答案
三、 填空题:
1. 对称三相负载作Y接,接在380V的三相四线制电源上。此时负载端的相电压等于 倍的线电压;相电流等于 倍的线电流;中线电流等于 。 2. 有一对称三相负载成星形联接,每相阻抗均为22Ω,功率因数为0.8,又测出负载中的电流为10A,那么三相电路的有功功率为 ;无功功率为 ;视在功率为 。假如负载为感性设备,则等效电阻是 ;等效电感量为(工频下) 。
四、 判断题:
1. 中线的作用就是使不对称Y接负载的端电压保持对称。 ( ) 2. 三相电路的有功功率,在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。 ( ) 3. 三相负载作三角形联接时,总有Il?3IP成立。 ( ) 4. 负载作星形联接时,必有线电流等于相电流。 ( ) 5. 三相不对称负载越接近对称,中线上通过的电流就越小。 ( ) 6. 中线不允许断开。因此不能安装保险丝和开关,并且中线截面比火线粗。( )
三、选择题:
1. 三相对称电路是指( )
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均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路,已知作星形联接的三相负载中U相为纯电阻,V相为纯电感,W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( )
A、30安; B、10安; C、27.32安。 3. 有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源,其亮度情况是( )
A、100W灯泡最亮; B、25W灯泡最亮; C、两只灯泡一样亮。
四、计算题
3-1一台三相交流电动机,定子绕组星形连接于UL=380V的对称三相电源上,其线电流IL=2.2A,cosφ=0.8,试求每相绕组的阻抗Z。
解:先由题意画出电路图(如下图),以帮助我们思考。 因三相交流电动机是对称负载,因此可选一相进行计算。三相负载作星接时
UL?3Up
由于UL=380(V),IL=2.2(A)
则 UP=220(V), Ip=2.2(A),
Up220Z???100Ip2.2 (Ω) 由阻抗三角形得
R?ZCOS??100?0.8?80(Ω)
XL?Z?R2?1002?802?602(Ω)
所以 Z=80+j60(Ω)
3-2已知对称三相交流电路,每相负载的电阻为R=8Ω,感抗为XL=6Ω。
(1)设电源电压为UL=380V,求负载星形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图;
(2)设电源电压为UL=220V,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图;
(3)设电源电压为UL=380V,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图。
解:由题意:
(1)负载作星接时
Ul?3Up
因Ul?380V,则
Ua?Ub?Uc?3803?220(V)
设Ua?220/0?(V)
因相电流即线电流,其大小为:
.220/0?IA??22/?36.9?8?j6 (A) IB?22/?156.9(A) IC?22/83.1?(A)
此时的相量图略。
(2)负载作三角形连接时
..Ul?Up
因Ul?220V,则
Uab?Ubc?Uca?220(V)
?设Uab?220/0?
Iab?..则相电流
I..bcUab220/0???22/?36.9?Z8?j6(A)
?22/?156.9?(A)
Ica?22/83.1?(A)
?线电流 IA?3Iab/?30??38/?66.9?(A)
?? IB?3Ibc/?30??38/?186.9??38/173.1?(A)
??3Ica/?30??38/53.1?IC(A)
..此时的相量图略。
(3)负载作三角形连接时
Ul?Up
因Ul?380V,则
Uab?Ubc?Uca?380(V)
?设Uab?380/0?
Iab?..则相电流
I.bcUab380/0???38/?36.9?Z8?j6(A)
?38/?156.9?(A)
Ica?38/83.1?(A)
?线电流 IA?3Iab/?30??65.8/?66.9?(A)
.. IB?3Ibc/?30??65.8/?186.9??65.8/173.1?(A)
??3Ica/?30??65.8/53.1?IC(A)
.此时的相量图略。
3-3.已知电路如下图所示。电源电压UL=380V,每相负载的阻抗为R=XL=XC=10Ω。
(1)该三相负载能否称为对称负载?为什么? (2)计算中线电流和各相电流,画出相量图; (3)求三相总功率。
解:(1)三相负载不能称为对称负载,因为三相负载的阻抗性质不同,其阻抗角也不相同。故不能称为对称负载。
(2) UL?380(V) 则 Up?220(V) 设Ua?220/0?(V)
则Ub?220/?120?(V),Uc?220/120?(V)
IA?.....
Ua?22/0?R(A)
.IB?
Ub220/?120???22/?30??jXC?j10(A)
.IC?
...Uc220/120???22/30?jXLj10(A)
...所以: IN?IA?IB?IC?22/0??22/?30??22/30?=60.1/0?(A)
(3)由于B相负载为电容,C相负载为电感,其有功功率为 0, 故三相总功率即 A相电阻性负载的有功功率。
2P?IR?22?10?4840(W)=4.84(KW) a 即
3-4. 电路如图3.2所示的三相四线制电路,三相负载连接成星形,已知电源线电压380V,负载电阻Ra=11Ω,Rb=Rc=22Ω,试求:
(1)负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率;
(2)中线断开,A相又短路时的各相电流和线电流;
(3)中线断开,A相断开时的各线电流和相电流。 解:(1)UL?380(V) 则 Up?220(V)
2