UR=0.5(V)
I=E/R=0.05(A)
UL=IωOL=0.053(106/80)364310-6=0.04(V)
6-6
Uc=I(1/ω0C)=0.053[80/103100010]=0.04(v) 答:UR为0.5V,UL为0.04V,UC为0.04V。
La3D4024 已知条件如图D-12所示,求各支路电流I1、I2、I3.
解:(1)利用叠加原理先将E1短接,则有 R=R1R2/(R1+R2)=434/(4+4)=2(Ω)
?=-E2/(R+R3)=-15/(4+2)=-2.5(A) I3?=-1.25(A) I2I1?=-1.25(A)
(2)将E2短接,则有
R=R1R3/(R1+R3)=434/(4+4)=2(Ω) ?=E1/(R2+R)=6/(4+2)=1(A) I2 I1?=-1/2(A)
?=1/2(A) I3??=-1.75(A) I1=I1??I2??I2??=-0.25(A) I2=I2??I3??=-2(A) I3=I3 答:I1为-1.75A,I2为-0.25A,I3为-2A。 La3D5025 如图D-13所示的三相四线制电路,其各相电阻分别为Ra=Rb=20Ω,RC=10Ω。已知对称三相电源的线电压UL=380V,求相电流、线电流和中线电流。 解:因电路为三相四线制,所以每相负载两端电压均为电源相电压, 即 UP=UL/3?380/3=220(V)
??220∠0°V,则 设UA??220∠120°V ??220∠-120°V,U UCB
所以,各相相电流分别为
?R?220/20?11(A)I?a?UAa?/R?220??120/20?11??120(A) I?b?UBb???R?220?120?/10?22?120?(A)I?c?Ucc 因负载星接,所以线电流等于相电流,即IA=11A,IB=11A,IC=22A, 中线电流
I?o?I?a?I?b?I?c?11?11??120??22?120??11?120??? 答:相电流I?a为11A,I?b为11??120A,I?c为22?120;线电流IA为11A,IB为11A,
Ic为22A;中线电流为11?120A。?
La3D1026 如图D-14所示,U为正弦交流电压,已知XL=10Ω,开关S打开和合上时,电流表A的读数都是5A,试求容抗XL。 解:S打开时,由已知可得电源电压为 U=IXL=5310=50(V)
S合上时,IL不变,由图D-15相量图得 I=IC-IL所以电容电流 IC=I+IL=5+5=10(A) 因此容抗为
XL=U/IC=50/10=5(Ω)
答:容抗XL为5Ω。
La3D2027 如图D-16所示电路,四个电容器的电容各为 C1=C4=0.2μF,C2=C3=0.6μF。
试求: (1)开关S打开时,ab两点间的等效电容。(2)开关S合上时,ab两点间的等效电容。
解:(1)开关S打开时,其等效电容为 Cab=(C1C2)/(C1+C2)+(C3C4)/(C3+C4)
=(0.230.6)/(0.2+0.6)+(0.230.6)/(0.2+0.6) =O.3(μF)
(2)开关S合上时,其等效电容为 Cab=(C1+C3)(C2+C4)/(Cl+C3+C2+C4)
=0.830.8/(0.8+0.8)=0.4(μF)
答:S打开时,Cab为0.3μF; S合上时,Cab为0.4μF。
La3D3028 如图D-17所示,将变频电源接在此电路中,R=50Ω,L=16μH,C=40μF,U
=220V。求谐振频率f0相应的I、IL、IC、IR。 解:f0?12?LC?12?16?10?6?40?10?6?10416??199(Hz)
XL=ωL=2π(104/16π)316310-6=20(Ω) IR=U/R=220/50=4.4(A) IL=U/XL=220/20=11(A) IC=IL=11(A) I=IR=4.4(A)
答:I为4.4A,IL为11A,Ic为11A,IR为4.4A。 La3D4029 在图13-18所示对称三相电路中,由三线制电源所提供的对称三相线电压为380V,线路阻抗ZL=0.4+ jO.3Ω,星形连接的负载各相阻抗Z=7.6+j5.7Ω。试求三相 负载的相电压和相电流的大小。
解:电源相电压
Up=UL/3?380/3=200(V) 每相总阻抗 Z?(0.4?7.6)?(0.3?5.7)22?10(?)
因三相负载对称,所以流过每相负载的电流均为 IP=Up/Z=220/10=22(A) 每相负载阻抗Z?7.6?5.7=9.5(Ω)
22
??IPZ?=2239.5=209(v) 负载相电压UP 答:相电压为209V,相电流为22A。
3
La3D5030 已知加在C=100μF电容器上电压uC=20sin(10t+60°)V。求电流的有效值、无功功率QC以及uC达到最大值时,电容所储存的能量。 解:容抗XC=1/ωC=1/(103100310)=10(Ω) 电流的有效值I=U/XC=20/(2310)= 2=1.414(A) 无功功率Qc=I2xC=(2)2310=20(var) 电容储存的能量
2 W=1/2CUm=1/23100310320=2310(J)
-6
2
-2
3
-6
答:电流的有效值1.414A,无功功率为20var,电容所储存的能量为2310-2J。
Jd3D1051 长200m的照明线路,负载电流为4A,如果采用截面积为10mm2的铝线,试计算导线上的电压损失(ρ=0.0283Ω2mm2/m)。 解:铝导线的电阻为
R=ρL/S=0.02833(23200)/10=1.13(Ω) 导线上的电压损失为
ΔU=IR=431.13=4.52(V)
答:导线上的电压损失为4.52V。
Jd3D2052 如图D-22所示电路,已知:E=100V,R1=1Ω,R2=99Ω,C=1OμF。 试求:(1)S闭合瞬间各支路电流及各元件两端电压的数值。(2)S闭合到达稳定状态时, 各支路电流及各元件两端电压的数值。 解:(1)S闭合瞬间(t=0),各支路电流为 i(o+)=E/R1=100/1 = 100(A) i1(o+)=0(A)
i2(0+)=i(0+)=100(A) 各元件两端的电压为 uR1(0+)=i(0+)R1=10031=100(V) uR2(0+)=uc=0(V)
(2)S闭合后到达稳定状态时,各支路电流为 I=E/(R1+R2)=100/(1+99)=1(A) I1=I=1(A) I2=0(A)
各元件两端的电压为
UR1=IR1=131=1(V)
UR2=Uc=I1R2=1399=99(V) 答:S闭合瞬间各支路电流i(0+)为100A,i1(o+)为0A, i2(0+)为100A;各元件两端电压UR(o+)为100V,UR2(o+)为0V。S闭合后达到稳定状态时,各支路电流I为1A,I1为1A,I2为0A;各元件两端的电压URI为1V,UR2为99V。
Jd3D3053 一条直流线路,原来用的是截面积为20mm的橡皮绝缘铜线,现因绝缘老化,要换新线,并决定改用铝线,要求导线传输能力不改变。试求所需铝线的截面积(ρC=O.0175Ω2mm/m,ρA=0.0283Ω2mm/m)。
解:导线电阻、长度相同时,所需截面积与导线材料的电阻系数成正比 SA=ρA/ρc2Sc=0.0283/0.0175320=32.3(mm2) 答:可选用截面S为35mm2的铝线。
jd3D4054 已知星形连接的三相对称电源,接一星形四线制平衡负载Z=3+j4Ω。若电源线电压为380V,问A相断路时,中线电流是多少?若接成三线制(即星形连接不用中线),A相断路时,线电流是多少?
解:在三相四线制电路中,当A相断开时,非故障相的相电压不变,相电流也不变,这时中线电流为
I??I?B?I?c?220??120?/(3?j4)?220?120?/(3?j4)?44?126.9?(A) 若采用三线制,A相断开时 IA=0
IB=IC=UL/2Z=380/23?4=38(A)
答:在三相四线制电路中,A相断开时,中线电流为44A,若接成三线制,A相断开时,B、C两相线电流均为38A。
Jd3D5055 某工厂设有一台容量为320kVA的三相变压器,该厂原有负载为210kW,平均功率因数为0.69(感性),试问此变压器能否满足需要?现该厂生产发展,负载增加到255kW,问变压器的容量应为多少?
解:(1)该厂平均cosφ=0.69,有功功率P=210kW时,所需变压器的容量为 S=P/cosφ=210/0.69=305(kVA)
(2)若工厂的负载平均功率因数不变,而负载有功功率增加到255kW,则变压器容量应为
S=P/cosφ=255/0.69=370(kVA)
答:负载为210kW时,原有变压器可以满足需要,负载增加到255kW,变压器的容量应该为370kVA。
Jd3D1056 某台调相机的额定容量Q是30000kvar,额定电压Ue为10.5kV,功率因数cosφ=0,求额定电流Ie。 解:cosφ=0 sinφ=1
Q=3UeIesinφ
Ie=Q/(3Uesinφ)=30000/(3310.5)=1650(A)
答:额定电流为1650A。
Jd3D2057 已知一台220kv强油风冷三相变压器高压侧的额定电流Ie是315A,试求这
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