电工学(少学时)第4章习题

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1、第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已已知电源相电压为知电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 | Z | 为为 10，试求负试求负的载相电流和线电流的载相电流和线电流,电源电源的相电流和相电流。的相电流和相电流。 4.2.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,已知已知 电源相电压为电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 | Z |为为 10，试求试求负载的相电流和线电流负载的相电流和线电流,电源的相电流

2、和相电流。电源的相电流和相电流。练练 习习 题题 4.1.1 某三相同步发电机某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压三相绕组联结成星形时的线电压为为 10.5 kV，若将它联结成三角形若将它联结成三角形,则线电压是多少则线电压是多少?若联结成星若联结成星形时，形时，L2 相绕组的首末端接反了相绕组的首末端接反了,则三个线电压的有效值则三个线电压的有效值 U12 ，U23 和和 U31 各是多少各是多少?下一页下一页返回主页返回主页第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.3 有一电源为三角形联结有一电源为三角形联结,而负载为星形联结的对称而负载为星形联结的对称三相电路三

3、相电路,已知电源相电压为已知电源相电压为 220 V，每相负载的阻抗模为每相负载的阻抗模为 10，试求负载和电源的相电流和线电流。试求负载和电源的相电流和线电流。 4.2.4 有一三相四线制照明电路有一三相四线制照明电路, 相电压为相电压为 220 V，已知已知三个相的照明灯组分别由三个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成，每只白织灯并联组成，每只白织灯的功率都是只白织灯的功率都是 100 W,求三个线电流和中线电流的有效求三个线电流和中线电流的有效值。值。 4.2.5 在如图所示三在如图所示三相电路中相电路中, R = XC= XL = 25，接于线电压为接于线电压为 22

4、0V 的对称三相电源上的对称三相电源上,求各相求各相线中的电流。线中的电流。L1L2L3R-jXCjXLI1I2I3下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载有三个相同的电感性单相负载,额定电压为额定电压为 380 V, 功率因素为功率因素为 0.8，在此电压下消耗的有功功率为，在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它把它接到线电压为接到线电压为 380 V 的对称三相电源上，试问应采用什么样的的对称三相电源上，试问应采用什么样的联结方式？负载的联结方式？负载的 R 和和 XL 是多少是多少? 4.3.2

5、某三相负载某三相负载,额定相电压为额定相电压为 220 V，每相负载的电阻每相负载的电阻为为 4,感抗为感抗为 3，接于线电压为接于线电压为 380 V 的对称三相电源上，的对称三相电源上，试问该负载应采用什么联结方式试问该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率负载的有功功率、无功功率和视在功率和视在功率? 4.3.3 有一台三相电阻炉有一台三相电阻炉,每相电阻为每相电阻为 14，接于线电压为接于线电压为 380 V 的对称三线电源上的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率。负载的线电流和有功功率。下一页下一页上一页上一

6、页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电流和有功功率的变化：相电流和有功功率的变化： 工作中在工作中在 M 处断线处断线, 工作中工作中在在 N 处断线。处断线。 4.3.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中,已知已知 Za = (3+j4) , Zb = (8-j6) ,电源线电压为电源线电压为 380 V,求电路的总有功功率、无功功率和求电路的总有功功率、无功功率和视在功率以及从电源取用的电流。视在功率以及从电源取用的电流。L1L2L3MN( (题题4.3.

7、4图图) )L1L2L3ZaZbZaZaZbZb( (题题4.3.5图图) )下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.6 电路如图所示电路如图所示,在在 220/380 V 的低压供电系统中的低压供电系统中 ,分分别接有别接有30只日光灯和一台三相电动机只日光灯和一台三相电动机,已知每只日光灯的额定已知每只日光灯的额定值为值为:UN = 380 V, PN = 40 W, N = cos = 0.5, 日光灯分三组日光灯分三组均匀接入三相电源。电动机的额定电压为均匀接入三相电源。电动机的额定电压为 380 V, 输入功率为输入功率为3 kW,

8、功率因素为功率因素为 0.8, 三角形联结三角形联结, 求电源供给的线电流。求电源供给的线电流。3L1 L2 L3N日光灯日光灯M电动机电动机下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.7 有一星形联结的电感性对称负载有一星形联结的电感性对称负载, 额定值为额定值为UN = 380 V, N = 0.6, f = 50 Hz,负载消耗的有功功率负载消耗的有功功率 P = 3 kW。 若利若利用一用一 组星形联结的电容器与三相负载并联组星形联结的电容器与三相负载并联,使得每相电路的功使得每相电路的功率因素提高到率因素提高到 0.9, 试求每相的电容

9、值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值; 若该为若该为一组三角形联结的电容器一组三角形联结的电容器, 试求每相的电容值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值; 4.5.1 如图所示是刀开关的三种联线图如图所示是刀开关的三种联线图,试问哪一种接法正试问哪一种接法正确确?3 (a)3 (b)3 (c)下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.6.1 如果供电方式是如果供电方式是 TN-S 系统，试画出家用单相交流系统，试画出家用单相交流电器电源插座的接线图。电器电源插座的接线图。下一页下一页上一页上一页返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用

10、 电电练练 习习 题题 解解 答答 4.1.1 某三相同步发电机某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压三相绕组联结成星形时的线电压为为10.5 kV, 若将它联结成三角形若将它联结成三角形,则线电压是多少则线电压是多少? 若联结成星若联结成星形时形时, L2 相绕组的首末端接反了相绕组的首末端接反了, 则三个线电压的有效值则三个线电压的有效值 U12 、U23 和和 U31各是多少各是多少?星形联结时星形联结时 UlY = 10.5 kVUlY3UpY =10.53kV = 6.06 kV三角形联结时相电压不变三角形联结时相电压不变, UlY = UpY = 6.06 kVL2 首末端

11、接反的相量图如图所示首末端接反的相量图如图所示:U1 U2 U3 U3 -U2 =U23 =-U2 -U3 U12 =U1 +U2 U31 = U3-U1 U12 = 6.06 kV U23 = 6.06 kV U31= 10.5 kV解解下一题下一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解电源星形联结电源星形联结,线电压线电压 UlS = 3 UpS = 380 V 负载线电压负载线电压 UlL = UlS = 380 V 负载相电压负载相电压 UpL = UlL /3= 380 /1.73V = 220 V负载相电流负载相电流 IpL =UpLZ=22010 A =

12、 22 A负载线电流负载线电流 IlL = IpL = 22 A电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 22 A电源相电流电源相电流 IpS = IlS = 22 A 4.2.1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已已知电源相电压为知电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 Z 为为10,试求负载的试求负载的相相 电流和线电流电流和线电流,电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解 电源三角形联结电源三角形联结, 线电压线电压 UlS =

13、 UpS = 220 V 负载线电流负载线电流 IlL = 3 IpL = 38 A 负载线电压负载线电压 UlL = UlS = 220 V 负载相电压负载相电压 UpL = UlL = 220 V 负载相电流负载相电流 IpL =UpLZ=22010 A = 22 A电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 38 A/3电源相电流电源相电流 IpS= IlS = 22 A 4.2.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,已知已知 电源相电压为电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 Z 为为 10,试求负试求负载的载的 相

14、电流和线电流相电流和线电流,电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.3 有一电源为三角形联结有一电源为三角形联结, 而负载为星形联结的对称而负载为星形联结的对称三相三相 电路电路, 已知电源相电压为已知电源相电压为 220 V, 每相负载的阻抗模为每相负载的阻抗模为 10 , 试求负载和电源的相电流和线电流。试求负载和电源的相电流和线电流。 解解:电源三角形联结电源三角形联结, 线电压线电压 UlS = UpS = 220 V 负载线电流负载线电流 IlL = IpL = 12.7 A负载线电压负载

15、线电压 UlL = UlS = 220 V 负载相电流负载相电流 IpL =UpLZ=12710 A = 12.7 A电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 12.7 A电源相电流电源相电流 IpS= IlS = 7.33 A/3负载相电压负载相电压 UpL = UlL = 220 /1.73 V = 127 V /3下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.4 有一三相四线制照明电路有一三相四线制照明电路, 相电压为相电压为 220 V,已知三已知三个相的照明灯组分别由个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成，每只只白织

16、灯并联组成，每只白织灯的功率都是白织灯的功率都是 100 W, 求三个线电流和中线电流的有效值。求三个线电流和中线电流的有效值。I1 = = A = 15.45 A UpP134100220I2 = = A = 20.45 A UpP245100220I3 = = A = 25.45 A UpP356100220由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同IN = I1+ I2 + I3 解解:下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中, R = XC =

17、XL = 25,接于接于线电压为线电压为 220 V 的对称三相电源上的对称三相电源上,求各相线中的电流求各相线中的电流。L1L2L3IL1IL2IL3R-jXCjXLI1I2I3解解: 负载为不对称三相负载负载为不对称三相负载下一题下一题上一题上一题返返 回回 I1 = = = Z1U1U12R 25I2 = = = Z2U2U23-jXC-j25第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电IL1 = I1- - I3 各线电流如下各线电流如下: :下一题下一题上一题上一题返返 回回I3 = = = Z3U3U31jXLj25IL3 = I3- - I2 IL2 = I2- - I1 第

18、第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载有三个相同的电感性单相负载,额定电压为额定电压为 380 V,功率因素为功率因素为 0.8, 在此电压下消耗的有功功率为在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它把它接到线电压为接到线电压为 380 V 的对称三相电源上的对称三相电源上, 试问应采用什么样的试问应采用什么样的联结方式联结方式? 负载的负载的 R 和和 XL 是多少是多少?解解: 三角形联结三角形联结Ip = = A = 4.93 A UP P1.51033800.8Z = = = 77.1 IpUp3804.93R= Z cos = 7

19、7.10.8 = 61.7 XL= Z sin = 77.10.6 = 46.3 下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.2 某三相负载某三相负载,额定相电压为额定相电压为 220 V,每相负载的电阻为每相负载的电阻为 4, 感抗为感抗为 3, 接于线电压为接于线电压为 380 V的对称三相电源上的对称三相电源上, 试问试问该负载应采用什么联结方式该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视负载的有功功率、无功功率和视在功率在功率?解解: 星形联结星形联结Ip = = A = 44 A ZUp2205sin = = = 0.6XLZ

20、53cos = = = 0.8RZ54S = 3Up Ip = 3220 44 VA = 29 040 VAQ = 3Up Ip sin = 3220 44 0.6 var = 1742 varP = 3Up Ip cos = 3220 44 0.8 W = 23 232 W下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.3 有一台三相电阻炉有一台三相电阻炉, 每相电阻为每相电阻为14 , 接于线电压为接于线电压为 380 V 的对称三线电源上的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率。负

21、载的线电流和有功功率。解解: 星形联结星形联结 UpL = UlL =380/3/3 V = 220 VIp= = A = 15.7 A RUp 22014Il = Ip = 15.7 A P = 3Up Ip =3220 15.7 1W = 10 362 W三角形联结三角形联结Up = Ul = 380 V Ip = = A = 27.1 A RUp38014=33 Il = Ip27.1A = 47 AP = 3Up Ip= 3380 21.7 1 W= 30 894 W下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解: 未断线时相电流、线电流和有功

22、功率分别为未断线时相电流、线电流和有功功率分别为 Ip, , 4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电流和有功功率的变化：相电流和有功功率的变化： 工作中在工作中在 M 处断线处断线, 工作中工作中在在 N 处断线。处断线。L1L2L3IL1IL2IL3Z1I1I2I3Z2Z3MN在在N处断线处断线在在M处断线处断线下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中,已知已知 Za= (3+j4), Zb= (8-j6),电源线电压为电源线电压为

23、 380 V,求电路的总有功功率、无功功率和视在功率求电路的总有功功率、无功功率和视在功率以及从电源取用的电流。以及从电源取用的电流。Upa= UlL = 380/1.73 V = 220 V /3cos a= = = 0.6 ARa|Za|53 解解:三个三个Za组成组成 Y 形联结的对称三相负载形联结的对称三相负载UpaIp = = A= 44 AZa22032 + 42Pa = 3Upa Ipa cos a = 3220 44 0.6 W = 17 424 WQa= 3Upa Ipa sin a= 3220 44 0.8 var = 23 232 varL1L2L3ZaZbZaZaZbZ

24、bIPbIPa下一题下一题上一题上一题返返 回回sin a= = = 0.8 AXa|Za|54第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电Upb= Ul = 380V cos b = = = 0.8 ARbZb108三个三个 Zb 组成组成 形联结的对称三相负载形联结的对称三相负载Ip = = A= 38 AZb38082 + 62Upbsin b= = = -0.6 AXbZb10-6Il = S/ Ul = 79.2 A3Pb =3UPb IPa cos b=3380 38 0.8 W = 34 656 WQb =3UPbIPbsin b = 3380 38 (-0.6) var =

25、 - -25 992 varP = Pa+Pb = (174 24+34 656) W = 52.08 kWQ = Qa+Qb = (23 232-25 993) var = - -2.76 kvar下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.6 电路如图所示电路如图所示,在在 220/380 V的低压供电系统中的低压供电系统中, 分别分别接有接有30只日光灯和一台三相电动机只日光灯和一台三相电动机, 已知每只日光灯的额定值已知每只日光灯的额定值为为:UN= 380 V, PN= 40 W, N= cos = 0.5,日光灯分三组均匀日光灯分三组

26、均匀接入三相电源。电动机的额定电压为接入三相电源。电动机的额定电压为 380 V,输入功率为输入功率为 3 kW,功率因素为功率因素为 0.8, 三角形联结三角形联结,求电源供给的线电流。求电源供给的线电流。3L1 L2 L3N日光灯日光灯ILM电动机电动机下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解:P = P1 + P2 = (4030+3103) W = 4 200 WQ= Q1 + Q2 = P1 tan + P2 tan = (1 200 tan600 +3 000 tan36.90 ) var = 4 326 var下一题下一题上一题上一

27、题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.7 有一星形联结的电感性对称负载有一星形联结的电感性对称负载, 额定值为额定值为UN = 380V, N= 0.6, f = 50Hz,负载消耗的有功功率负载消耗的有功功率P = 3kW 。若利用若利用一一 组星形联结的电容器与三相负载并联组星形联结的电容器与三相负载并联,使得每相电路的功率使得每相电路的功率因素提高到因素提高到 0.9, 试求每相的电容值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值; 若该为一组若该为一组三角形联结的电容器三角形联结的电容器, 试求每相的电容值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值。 解解: : 利用

28、一组星形联结的电容器利用一组星形联结的电容器电容器的相电压电容器的相电压:每相的消耗的有功功率每相的消耗的有功功率:F下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电电容器的相电压电容器的相电压: 利用一组角形联结的电容器利用一组角形联结的电容器每相的消耗的有功功率每相的消耗的有功功率:F下一题下一题上一题上一题返返 回回第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电4.5.1 如图所示是刀开关的三种联线图如图所示是刀开关的三种联线图,试问哪一种接法正确试问哪一种接法正确?3 (a)3 (b)3 (c) 答答 ： (b) 4.6.1 如果供电方式是如果供电方式是 TN-S 系统，试画出家用电单相交流系统，试画出家用电单相交流电器电源插座的接线图。电器电源插座的接线图。 答答 ：如上图。如上图。L1L2L3NPE题题4.6.1上一题上一题返返 回回返回主页返回主页