么？
答：耐压值为450V的电容器，接于交流380V的电源上使用时，其最大值等于537V，即超过了电容器的耐压值，因此会被击穿而损坏，所以不能接在380V的电源上使用。
4、一位同学在做日光灯电路实验时，用万用表的交流电压挡测量电路各部分的电压，实测路端电压为220V，灯管两端电压U1＝110V，镇流器两端电压U2＝178V。即总电压既不等于两分电压之和，又不符合U2＝U12＋U22，此实验结果如何解释？
答：因为日光灯管可以作为纯电阻元件，而镇流器只能看作是RL串联组合，它们的端电压不同相位，因此其和为相量和，而且相量和表达式中的U2也是由其不同相位的铜耗压降和电感压降构成的，正确的计算应为U?(U1?U2cos?2)2?(U2sin?2)2。
五、计算分析题：（共38分）
1、试求下列各正弦量的周期、频率和初相，二者的相位差如何？（5分） （1）3sin314t； （2）8sin(5t＋17°) 解：（1）周期T=0.02s，f=50Hz，初相φ =0；
（2）周期T=1.256s，f=0.796Hz，初相φ =17°。二者不同频率，相位差无法比较。 2、某电阻元件的参数为8Ω，接在u?2202sin314tV的交流电源上。试求通过电阻元件上的电流i，如用电流表测量该电路中的电流，其读数为多少？电路消耗的功率是多少瓦？若电源的频率增大一倍，电压有效值不变又如何？（8分）
解：I=U/R=220/8=27.5A，纯电阻电路ui同相，所以：i?27.52sin314tA；电流表测量的是有效值27.5A，电路消耗的功率P=UI=220327.5=6050W；纯电阻电路与频率无关，所以当频率增大一倍、电压有效值不变时电路消耗的功率不变。
3、某线圈的电感量为0.1亨，电阻可忽略不计。接在u?2202sin314tV的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率；若电源频率为100Hz，电压有效值不变又如何？写出电流的瞬时值表达式。（8分）
解：ωL=31430.1=31.4Ω Q=2202/31.4=1541Var；当电源频率增加一倍时，电路感抗增大一倍，即2ωL=2331430.1=62.8Ω Q′=2202/62.8=770.7Var；
I=U/2ωL=220/62.8≈3.5A i =4.95sin(314t-90°)A 4、利用交流电流表、交流电压表和交流单相功率表可以测量实际线圈的电感量。设加在线圈两端的电压为工频110V，测得流过线圈的电流为5A，功率表读数为400W。则该线圈的电感量为多大？（9分）
解
：
R=P/I2=400/25=16Ω
|Z|=110/5=22Ω
图3.47
(ωL)2=222-162=228 L=48.1mH
5、如图3.47所示电路中，已知电阻R＝6Ω，感抗XL＝8Ω，电源端电压的有效值US＝220V。求电路中电流的有效值I。
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R ~ uS XL
（8分）
解：|Z|=62?82=10Ω I=U/|Z|=220/10=22A
第3章 技能训练检测题2 （共100分，120分钟）
一、填空题（每空0.5分，共20分）
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 单相正弦交流电 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 零线 。 火线 与 火线 之间的电压是线电压， 火线 与 零线 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 3 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 。
二、判断题（每小题1分，共10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）
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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） 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，共12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、0。 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、问答分析题（共30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？（8分）
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
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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？（6分）
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。（8分） 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？（4分）
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。
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？（4分）
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。
五、计算题（共28分）
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）
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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）
45002203?0.683 Z??22?解： 17.33?220?17.3R?22?0.683?15? XL?22?sin(arccos0.683)?16.1?cos??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
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
线
=131.6A，P=51.984KW，Q=69.312KVar，
uA?2202sin(314t?90?)V uB?2202sin(314t?150?)VuC?2202sin(314t?30?)V 第4单元 问题与思考解析
4.1节
1、磁通Φ、导磁率μ、磁感应强度B和磁场强度H分别表征了磁路的哪些特征？这些描述磁场的物理量单位上有何不同？其中B和H的概念有何异同？
答：磁通Φ表征了与磁场相垂直的某个截面上磁力线的分布情况，单位是韦伯Wb和麦克斯韦Mx；导磁率μ表征了自然界物质的导磁能力，单位是亨利每米H/m；磁感应强度B表征了介质磁场的强弱和方向，单位是特斯拉T与高斯Gs；磁场强度H表征是电流的磁场强弱和方向。B和H表征的都是磁场的大小和方向，都是矢量；但磁感应强度的大小与物质的导磁能力有密切关系，而磁场强度的大小与物质的导磁能力无关，仅取决于电流的大小。
2、根据物质导磁性能的不同，自然界中的物质可分为几类？它们在相对磁导率上的区别是什么？铁磁物质具有哪些磁性能？
答：根据物质导磁性能的不同，自然界的物质可分为非磁性物质和磁性物质两大类。非磁性物质的磁导率约等于真空的磁导率μ0=4π310-7H/m，可看作是常量；磁性物质
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