电工学简明教程(第二版)第二章课后答案

2 4 5 有一由 RLC 元件串联的交流电路 已知 10RHL 4 31 1 FC 3140 106 在电容元件的两端并联一短路开关 S 1 当电源电压为 220V 的直流电压时 试分别计算 在短路开关闭合和断开两种情况下电路中的电流 I 及各元件上的电压 2 R U L U C U 当电源电压为正弦电压时 试分别计算在上述两种情况下电流及各电tu314sin2220 压的有效值 解 1 电源电压为直流时 短路开关闭合时 电容被短路 由于输入为直流 感抗 0 C U0 LX L 0 L U VU R 220 22A R U I R 短路开关断开时 电容接入电路 电路断开 C X0A I0 LR UU 220V C U 2 电源电压为正弦电压 可知tu314sin2220 314 开关闭合时 电容被短路 0 C U 感抗 10LX L A211 22 L XR U I VIU LL 2110X VIU RR 2110X 开关断开时 电容接入电路容抗 感抗 10 1 C XC 10LX L 22A 22 CL XXR U I VIU LL 220X VIU RR 2110X VIU CC 2110X 本题要点 电阻电容电感性质 电容隔直通交 电感阻交通直 相量计算 2 4 10 无源二端网络输入端的电压和电流为 Vtu 20314 sin2220 试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的Ati 33 314 sin24 4 参数值 并求二端网络的功率因数以及输入的有功功率和无功功率 解 由电压和电流相位关系可知 电压超前电流 为感性电路 50 4 4 220 I U Z 电压和电流相位差 53 33 20 6 053cos 3053cos50cos ZR 4053sin50sin ZX L 有功功率WUIP8 5806 0 4 4 220cos 无功功率ar4 7748 0 4 4 220sinVUIQ 本题要点 i uCL CL I U Z R XX XXjRZ arctan R X X 22 CL 阻抗三角形 电压三角形 功率三角形 2 5 3 如图所示各电路图中 除和外 其余电流表和电压表的读数在图上都已标出 0 A 0 V 都是正弦量的有效值 试求电流表或电压表的读数 0 A 0 V A AAIII1 14210 10 10 222 2 2 10 b VVVV80 0 6 100 222 1 2 20 C 此处会不会为 2A 电流表和电压表的读数始终为正 故此处AIII2 210 并没有在电路图上给出参考方向 d VVVVV1 14201 0 1 10 222 1 2 20 e 设VU0100 1 A j jIII 010 55 100 10 000 VIjVVV O 452100100100 0A10 AI10 0 VVV1412100 0 本题要点 理解相量运算 不能采取标量相加 2 5 11 如图所示电路 已知 bcab UU 10R 10 1 C C X 试求和同相时等于多少 L jXRZ ab U I ab Z 解 设 则有 VUU 0 AII 0 1 0 IZVIZU ababab VIU bc 0 R XC 由可得5 5 10 1 101 1 R XZ Cbc j j bcab UU 225 22 Lbcab XRZZ 由和同相 可知U I 5550 0 0 LLbcab XjjXRZ I U ZZ 又有故可得225 22 Lbcab XRZZ 5R 55 jZab 2 7 3 如图所示电路测得二端网络 N 的数据如下 VU220 5A I500W P 又知当与 N 并联一个适当数值的电容 C 后 电流 I 减小 而其他读数不变 是确定该网络 的性质 等效参数及功率因数 其中50Hz f 解 并联电容后 电流减小 故 N 为电感性网络 采用相量图最清楚 455 0cos功率因数UIcos500W UI P P 2 39sin 20cos44 ZXZR I U Z L mH f X L L 125 2 2 8 5 如图所示三相四线制电路 电源线电压 三个电阻性负载连成星形 其VU L 380 电阻为 1 试求负载相电压 相电流及中性线电流 并 11 1 R 22 32 RR 作出相量图 2 如无中性线 当 L1 相短路时 求各相电压和电流 并作相量图 3 如无 中性线 当 L3 相断路时求另外两相的电压和电流 4 若 2 3 中有中性线 则又如何 解 1 电源线电压为 380V 则负载线电压为 380V 可知相电压为 220V 设 VU 0220 1 则 VU 120 220 2 VU 120220 3 相电流 A R U I 020 1 1 1 A R U I 12010 2 2 2 A R U I 12010 3 3 3 中性线电流AIIII 010 321N 2 无中性线 L1 相短路时 L1 端即为中性点 则有 VU0 1 VUU 150380 212 VU380 2 VUU 150380 313 VU380 3 相电流 A R U I17 3 2 2 2 A R U I3 17 3 3 3 AIIIII0360cos2 21 2 2 2 11 3 L3 相断路且无中性线时 R1 和 R2 串联 两端电压VUUU 30380 2112 AII5 11 2211 380 21 AI0 3 VRIU127 111 VRIU253 222 4 若在 L1 短路时存在中性线 L1 短路电流很大 将 L1 相烧毁 但 L2 和 L3 相未受影响 L3 短路时 L1 和 L2 相未受影响 2 8 8 如图电路 电源线电压 1 若图中各相负载的阻抗模都等于 10 欧 可VU L 380 否说负载对称 2 试求各项电流 并用电压与电流的相量图计算中性线电流 若中性线电 流的参考方向选为与电路图上所示方向相反 则结果有何不同 3 试求三相平均功率 P 解 1 不能 负载对称是指 而不是 321 ZZZ 321 ZZZ 2 电源线电流等于 380V 则负载线电流等于 380V 相电压为 220V 设VU 0220