《电气测量(第5版)》习题答案_陈立周(4)

2019-03-21 18:48

B2并联的电阻Ro亦为20k?,,试计算频率表线路上的R、L、C之值应选用多大?

解:指针位于中心位置读数为50Hz,

?0?1LC?2??50,可求得

LC?1?10.1?10?6

98596若取C?100?F则L?0.101H

指针位于0°或90°时,对应频率为45或55Hz,代入下式

tg???R0?R21?C0(?L?) R0?C40?1031tg45??2?55?C(2?55?0.101?) 03?620?102?55?100?10?1= 4075。72C0

C0?245?F

可求得C0?245?F,考虑到R太大会影响力矩,因此选择R=10?。

2.按本章第五节介绍的图4—30电动系三相相位表线路,若将可动线圈原接B、C两相的线头对调,即原接B相改接C相,原接C相改接B相;画出对应相量图。

解:若将可动线圈原接B、C两相的线头对调,则图-4—30中的I1将与UAC同相,I2将与UAb同相,对应相量图如下,它与图-4—31相比,相当于I1与I2对换位置。

3.为某工厂设计一个供电系统测量屏,在屏上要求测量三相电压、测量三相电流、功率、频率、有功电能、无功电能。画出测量屏应选用的仪表及其连接电路。

解:用一台电压表和一台电流表测量三相电压和三相电流,可使用换相开关进行换接,

但换接电流时,应注意不得使电流互感器开路。电压表、电流表、功率表、电能表可共用一个互感器。选用的仪表可参阅产品目录,具体电路及选用的仪表(从略)

第五章

1.测量电阻可以用万用表、单臂电桥、双臂电桥、兆欧表或伏安法等,如果要测量以下电阻,请从上列方法中选择一种最适用和最方便的方法。

(1)测量异步电机的绕组电阻。 (2)测量变压器两绕组间的绝缘漏电阻。 (3)测量某电桥桥臂的标准电阻。 (4)测量一般电子电路上使用的炭膜电阻。 (5)照明电灯通电时和断电时的钨丝电阻。

解:(1)测量异步电机的绕组电阻可使用双臂电桥。

(2)测量变压器两绕组间的绝缘漏电阻可使用兆欧表。 (3)测量某电桥桥臂的标准电阻可使用单臂电桥。

(4)测量一般电子电路上使用的炭膜电阻不需要高准确度可使用万用表。

(5)照明电灯通电时和断电时的钨丝电阻,通电时可使用伏安法。断电时也可使用伏

安法

2.用伏安法测量一个阻值约为2000 ?的电阻,若电压表内阻RV=2k?,电流表内阻

RA=0.03?,问采用电压表接前和接后两种方法,其测量误差分别为多大?

解:若电压表接前,按式5-6

??RA0.03?100%??100%?0.001% RX2000若电压表接后,按式5-8

???Rx?2000?100%??100%?50%

RX?RV2000?20003. 用三表法测某元件的交流参数;已知测量时三表读数分别为

P=400W、U=220V、

I=2A,求该元件阻抗值。若要扣除仪表内阻对测量的影响,已知电压表内阻RV=2.5 k? ;电流表内阻RA=0.03? ,功率表内阻RWA=0.1? 、RWV=1.5 k? 则该元件阻抗值为多少?

解:测出电路阻抗为

U220??110?I2P400r?2?2?100?I2z?x?

z2?r2?1102?1002?45.82 电压表、电流表和功率表的内阻为纯电阻,测出的元件电阻值应扣除仪表内阻。设测量时数值系电流表和功率表的电流线圈接后所得,可利用式5-19求出该元件实际阻抗

'RX?RX?RA?RWA?100?0.03?0.1?99.87?z?99.87?45..82?109?

设测量时电流表和功率表的电流线圈接前,可利用下式求出该元件实际阻抗

22

1111111?'?????RXRXRVRWV10025001500

RX?111.9?z?111.92?45..822?120.9?

4.拟自行设计一台交流阻抗电桥,测量一批容量为0.19μF—0.01μF 左右的纸介电容,试画出电桥的电路图,并选用各桥臂所用的元件数值。

解:可选用维恩电桥,并设定使用电源频率为50 Hz,可选CS?0.2?F,被测桥臂阻抗约为16kΩ-360kΩ,选R4、R2为100kΩ可调电位器。RS选10kΩ可调电位器。

5.试推导本章表5-2中各种交流阻抗电桥的平衡条件。

解:可按式3-1,将各桥臂阻抗代入,通过运算将实部虚部分开求得,具体运算从略。

第六章

1.有两台磁通计各配有专用的测量线圈;甲磁通计配用的测量线圈其截面积与匝数比值

SS=100cm2。乙磁通计配用的测量线圈其截面积与匝数比值为=50cm2。现甲磁通NBNB计所用的测量线圈遗失,拟借用乙磁通计的测量线圈代用,问代用后甲磁通计的读数与被测磁通值有什么关系,测量时应如何换算。

解: 若被测磁场范围小,能全部为测量线圈所包围,则读数与测量线圈截面积无关,但与测量线圈匝数NB有关,测量线圈通常为圆形,可测出其截面积后,求得线圈匝数NB。设甲磁通计配用的测量线圈匝数为NBA,乙磁通计配用的测量线圈匝数为

NBB,可求出

NBA?n,用乙磁通计的测量线圈代用,测出的??值读数应除以n.。 NBB若被测磁场范围大,被测磁场不能为测量线圈所包围,按两测量线圈匝数比,则测出的

??,只是截面积内的??。

2.为测量软磁材料的交流磁性,利用图6—10的测量电路,所用的试样为环形,其截面为0.001m,环形平均长度为0.4m,在试件上绕有N1=100匝和N2=100匝的线圈,平均值电压表PVl所用的互感线圈M=0.1H,调节自耦变压器,读出频率计读数f=50Hz,PVl读数为4V,PV2读数为20V,求相应的Bm、Hm数值。

解:交变磁场强度峰值Hm

2HM?Ucp1N14fMl?4?100A?50

4?50?0.1?0.4m交变磁感应强度峰值Bm

BM?Ucp24fN2S?20Vs?12

4?50?100?0.001m3.若利用图6—10的测量电路,并用整流系的有效值刻度电压表代替图中的平均值电压表PV2,试推导出计算公式。

解:整流系的有效值刻度电压表,是根据读出的平均值,按正弦波的平均值与有效值关系用有效值刻度,所以式中平均值应等于读数除以1.11。即Ucp2=读数/1.11

第七章

1.利用峰值电压表测量附图1—3a、b、。三种波形的电压,如此读数都是峰值1V,求每种波形的峰值、有效值和平均值。

附图 1—3

解:对于a图的正弦波,若峰值为1V,则有效值为0.707V,平均值为0.637V 对于b图的三角波,若峰值为1V,则有效值为0.577V,平均值为0.5V 对于c图的矩形波,若峰值为1V,则有效值为1V,平均值为1V

2.某全波整流电路,没有加滤波,若交流输入电压为50V(有效值),用万用表直流电压档和电动系电压表分别测量整流器的输出电压,其读数分别为多少?(注:整流管内阻可忽略)。

解:交流输入电压为50V,经全波整流电路后的输出电压,最大值为70.7V有效值为

50V,平均值为45V。

万用表直流电压档,按平均值刻度,其读数应为45V。 电动系电压表按有效值刻度,其读数为50V。

3.在附图1—3中的三个波形,若其峰值皆为10V,若用峰值表测量、且该表以峰值刻

度,则读数为多少?若采用均值检波的均值表测量、且该表以正弦有效值刻度,则读数为多少?

解:1.)a图的正弦波,若用峰值表测量读数为10V,若采用均值检波的均值表测量,测出的平均值为6.37V,若该表以正弦有效值刻度,则读数为7.07V。

2).b图的三角波,若用峰值表测量读数为10V,若采用均值检波的均值表测量,


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