《电工基础》习题

1、精心整理 精心整理 电工基础简述题、计算题、识绘图 50题 1. 电动势与电压有什么区别？它们的方向是怎样规定的？ 答案：电动势是反映外力克服电场力做功的概念，而电压则是反映电场力做功的概 念。电动势的正方向为电位升的方向，电压的方向为电位降的方向。 2. 什么叫电阻温度系数？导体电阻与温度有什么关系？ 答案：当温度每升高 1C时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值，叫做电阻温度系 数，它的单位是 1/C，其计算公式为 a= R2 R R(t2 t1) 式中 Ri-温度为 ti时的电阻值，Q; R2-温度为 t2时的电阻值，Q。 3. 三相交流电与单相交流电相比有何优点 ？ 答案:优点有以下 3

2、 点： (1)制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机和变压器省材料，而且构造简单、 性能优良。 同样材料制造的三相电机，其容量比单相电机大 50%。 (3)输送同样的电能，三相输电线同单相输电线相比，可节省有色金属 25%,且电能损 耗较单相输电时少。 *4 .中性点与零点、零线有何区别？ 答：凡三相绕组的首端(或尾端)连接在一起的共同连接点，称电源中性点。当电源 的中性点与接地装置有良好的连接时， 该中性点便称为零点； 而由零点引出的导线， 则称为零线。精心整理 精心整理 5. 有一台直流发电机，在某一工作状态下测得该机端电压 U = 230V，内阻Ro = 0.2Q, 输出电流 I =

3、5A,求发电机的电动势 E 负载电阻 R 和输出功率 P 各为多少？ 答案:解：甘詈詈=46(Q) E= l(R + Ro)= 5X (46+ 0.2) = 231(V) P= Ul = 230 X 5= 1150(W) 答：发电机的电动势为 231V,负载电阻为 46Q，输出功率为 1150W- 6. 有一线圈，若将它接在电压 U 为 220kV,频率 f 为 50Hz的交流电源上，测得通过线圈 的电流 I 为 5A,求线圈的电感 L 是多少？ 答：线圈的电感 L 为 0.14H 7. 如图 D-3 所示，已知三相负载的阻抗相同， PA 俵的读数 I1为 15A,求 PA2 表的读数 I2

4、是多少？ 图 D-3 严-X尹F / ) J 答案:解：因三相负载阻抗相同，所以 A 相电路中的电流为 I2 = .3I1 3 15=25.98(A) 答：PA2 表的读数是 25.98A。 *8.如图 D-4 所示，已知电阻 R1 = 2kQ, F2 = 5kQ, B 点的电位UB为 20V, C 点的电位UC 为一5V,试求电路中A点的电位UA是多少？ 图D-4 答案：解： B、C两点间电压 UBC= UB- UC= 答案：解：感抗 XL= I 220 =44 5 (Q) XL 2 f 44 2 3.14 50 (H) =0.14 20-(-5) = 25(V)精心整理 精心整理 Ri两端

5、电压 U= IR1 = 5X 10 3x 2x 103= 10(V) UA= UB+ U = 20+ 10= 30(V) 答：A 点的电位是 30V。 9.某一晶体管收音机，电源电压 U 为 6V,开机后总电流 I 为 60mA,试计算收音机的等 效电阻和耗用功率。 U 6 R= = - =100 答案：解：收音机等效电阻 I 60 10 (Q ) 消耗的功率 P= IU= 6x 60 x 10 3= 0.36(W) | r I . x / / 答：收音机的等效电阻为 100Q,耗用功率为 0.36W。 10.有一电阻 R= 10kQ和电容 C= 0.637 的电阻电容串联电路，接在电压 U=

6、 224V, 频率 f = 50HZ 勺电源上，试求该电路中的电流 I 及电容两端的电压 Uc。 XC= 1 = 6 2 fC 2 3.14 50 0.637 10 =5000( Q) I U，二 二=0.02 ,R2+XC .100002+50002 (A) UC= I XC= 0.02X 5000= 100(V) I,、 答：电路中的电流为 0.02A,电容两端电压为 100V。 *11.有一个分压器，它的额定值为 R= 100Q、1 = 3A,现在要与一个负载电阻 R 并接, 其电路如图 D-8 所示，已知分压器平分为四个相等部分，负载电阻 R= 50Q,电源电 压 U = 220V。求

7、滑动触头在 2 号位置时负载电阻两端电压 Uf和分压器通过的电流是否 超过其额定值？ 图 D-8 精心整理I =UBC 电路中电流 R2 25 5 103 =5 10 3 (A) 答案:解：容抗 224 精心整理 Rf R34 50 50 R= - +R12 = - +50 75 答案：解：电路总电阻 Rf + R34 50+50 (Q ) U 220 I = = - =2.9 分压器通过的电流 R 75 (A) 负载电阻两端电压 f 34 50 50 Uf=l =2.9 72.5 Rf +R34 50+50 (V) 因为 I = 2.9AV 3A,分压器通过的电流不超过额定值。 答：滑动触头

8、在 2 号位置时负载电阻两端电压为 72.5V,通过的电流未超过额定值。 *12.有一台电动机功率 P 为 1.1kW,接在 U= 220V 的工频电源上，工作电流 I 为 10A,试 求电动机的功率因数cos是多少？若电动机两端并联上一只 C= 79.5 u F 的电容器，试 求功率因数cos 1有多大? P P 1.1 103 4 c cos 二二= =0.5 答案：解： S UI 220 10 所以 60? 3 1.1 10 Rf R34 P 根据公式C=厂沪（tg tg 1) 精心整理 2 fU 3C tg tg 1 则 1 又 tg tg60 1.732 3 fU 2C tg 1 t

9、g 所以 P 2 50 3.14 2202 79.5 10 6 =0.634 答：电动机的功率因数为 0.5,并入电容后为 0.84。 13. 一额定电流In为20A的电炉箱接在电压U为220V的电源上， 求此电炉的功率 P是多少？ 若用 10h，电炉所消耗电能为多少？1.732 精心整理 精心整理 答案：解：P= UIn= 220X 20= 4400(W)= 4.4kW 使用 10h 时，电炉所消耗的电能 A= Pt=4.4X 10= 44(kWh) 答：此电炉电功率为 4.4kW;用 10h 所消耗的电能为 44kWh 14. 已知一台三相 35/0.4kV 所内变压器，其容量 S 为 5

10、0kVA,求变压器的一、二次电流 答案：解：已知 Ui = 35kV)U2 = 0.4kV，根据公式SUI I 1N 一次电流 S 50 - = - =0.83 -3 U1 1.73 35 (A) S 50 I 2N 二次电流 = =72 3 U 2 1.73 0.4 (A) 答：此变压器一次电流为 0.85A,二次电流为 72A。 15. 电路如图 D-10所示， 试用 U2的计算式说明在开关 S合上后， 电压 U2是增加还是减少？ 图 D-10 答案：解：开关 S 拉开时，电阻 P 上的电压 U2为: 开关 S 合上时，电阻 R2上的电压 U2为： 比较以上两式可知，开关 S 合上后，电阻

11、 R2上的电压 U2要减少。 答：开关 S 合上后，电阻 R2上的电压 U2要减少。 *16.电路如图 D-11 所示，已知 E1= 20V, R1 = 20Q,艮=20Q, R3= 3Q, Ri = 7Q求: 图 D-11 (1) 支路电流 11、12、13、14和 15； (2) 各电阻吸收的功率 P1、P2、P3、P4、P5。 答案：解：(1)等效电路如图 D-11 所示，对包含接点 1、2、3 的封闭面用基尔霍夫电流 定律，知 I5 = 0A。 |3= I4 = I1 |2 = (0.75 0.25)= 0.5(A) (2)P1 = I21R1 = 0.752 X 20= 11.25(

12、W) 精心整理精心整理 精心整理 P2= F2R = 0.252 X 20= 1.25(W) P3= F3R3 = 0.52 X 3= 0.75(W) P4= F4R1 = 0.52 X 7= 1.75(W) P5 = F5R5 = 0 X Rs = 0(W) 答：支路电流 1l、|2、13、|4和|5分别为 0.75A、0.25A、0.5A、0.5A、OA;各电阻吸收的 功率 Pl、P2、P3、F4、P5分别为 11.25W、1.25W、0.75W、1.75W、OW。 17. 如图 D-12 分压器电路中， 在开关 S 闭合的情况下， 滑动触头在位置 a 时输出电压 Uex 是多少伏？在位置

13、 b 时输出电压 Uex是多少伏？在中点 C 时输出电压 Uex是多少伏？ 图 D-12 答案:解：滑动触头在位置 a 时，输出电压 Uex= 10V;在位置 b 时，输出电压 Uex= 0V,在 位置 C 时，输出电压： 答：滑动触头在位置 a 时输出电压是 10V,在位置 b 时输出电压是 0V,在中点 c 时输出 电压是 4.44V。 18. 电阻 R= 12Q,电感 L= 160mH 的线圈与电容 C= 127 卩 F 串联后，接到电压 U = 220V, 频率 f = 50HZ 勺工频电源上，求电路中的电流 I。 答案:解：角频率 3= 2n f= 2X3.14X50= 314(ra

14、d/s) 电路中的阻抗为： U 220 I = = - = 7.89(A) 电路中的电流为： Z 27. 88 答：电路中的电流为 7.89A。 19. 已知负载的电压和电流相量为 u = (80+ j50)V, i = (80-j50)A,求负载的等效阻抗 Z 和 有功功率 P。 精心整理 答案：解：负载的等效阻抗为： 精心整理 其视在功率为: S= uI* = (80+ j50)(80+j50) = 3900+ j8000(W) 所以有功功率为： P= 3900(W) 答：负载的等效阻抗和有功功率分别为 3900W。 20. 电阻 R= 30 Q，电感XL= 60 Q，容抗XC= 20 Q

15、组成串联电路，接在电压 U= 250V 的 电源上，求视在功率 S、有功功率 P、无功功率 Q。 答案：解：串联电路的阻抗： 电路电流： 视在功率： S= UI= 250X 5= 1250(VA) 有功功率： P= I2R= 52 X 30= 750(W) 无功功率： Q= I2(XL XC) = 52X 40 = 1000(W) 答：视在功率 S 为 1250VA 有功功率为 750W，无功功率为 1000W。 21. 有一星形连接的三相对称负载，接于线电压 UL= 100V 的三相对称电源，负载中流 过的电流IL= 8A,负载功率因数 cos = 0.8，求三相中的总功率 P 是多少？ 答

16、案:解：在负载的星形连接中，负载中流过的电流为线电流，所以三相电路功率： 答：三相中的总功率是 1109W。 22. 有一台星形连接的三相电炉，每相电阻丝的电阻 R= 50Q，接到线电压UL= 380V 的三相电源上，求相电压 Uph、相电流 Iph各是多少？精心整理 精心整理 答：相电压、相电流各约是 220V、4.4A。 23. 有一台三相发电机，每相电压 Uph = 220V,试求当绕组分别星形连接和三角形连接 时，输出的线电压 U 是多少？ 答案:解：星形连接时，输出的线电压： 三角形连接时，输出的线电压： UL= Uph = 220(V) 答：当绕组分别做星形连接和三角形连接时，输出

17、的线电压分别为 381.05V、220V 24. 在 50Hz、380V 的单相电路中，接有感性负载，负载的功率 P= 20kW，功率因数 cos 0.6,试求电路中的电流 I? 答案：解：因为 P= UIcos 3 P 20 X103 I = = = 所Ucos 380 X 0.6 答：电路中的电流为 87.72A。 *25.如图 D-14 所示 R-L-C 并联电路，已知 R= 50Q, L= 16mH,C= 40 F, U= 220V,求 谐振频率 f0,谐振时的电流 I0。谐振时电流 I0是否为最小值？ 图 D-14 谐振时的电流 I。是最小值 答：谐振频率 f。为 199.04Hz,

18、谐振时的电流 I。为 4.4A,谐振时电流 I。是最小值。 答案：解: UL 380 Ph= -.3 = , 3 220(V) 答案：解: 1 2 X 3.14 16X 10_3 X 40X 10_6 =199.04 精心整理 精心整理 26.假定三相对称线电压UL= 380V,三角形对称负载 z= (12+j9)Q,试求各相电流 Iph精心整理 精心整理 与线电流 II。 答：相电流和每相阻抗分别为 18.99A, 11.55Q。 *28.在同一三相对称电源作用下，三相交流线性对称负载作星形连接时，A 相相电流I A =30/0_A。求当负载容量及性质不变，作三角形连接时的线电流 负载作三角

19、形连接时： 30/ 90 A。 29. 求图 D-17 所示各电路发生换路时，各元件上电压 UR UC和电流的初始值 i(0+)。 答案：解：因为在图 D-17 中换路前 C 相当于开路，所以 Uc(O-)= 10(V) 图 D-17 换路后根据换路定律有: A = 30/- -30 (A) B = 30/- -30 -120 = 30/- 150 (A) C = 30/- -30 + 120 = 30/90 (A) 答案：解: | -匕- ph 380 Z ,122 + 92 =25.33(A) 答：各相电流与线电流分别为 25.33A, 27. 一台三相电动机接成星形, 输入功率 S 为

20、1QkW,线电压UL为 38QV,功率因数 cos 为 0.8, 求相电流 Iph和每相阻抗答案:解: S .3U 1 尸lph、3ULCOS 二 1QX 3 380 x 0.8 18.99(A) B、1 C 分别为 30/- 30 A, 30/- 150, 答案:解：当电源不变时, I I I 答：当负载作三角形连接时的线电流 A、 精心整理 uc UC ( 0+)= UC (0 -)= 10(V) i( 0 + ) = 0(A)精心整理 UR(O+ ) = i(0+)R= Ox 10= 0(V) 答：UR、uc分别为 OV、1OV,电流的初始值为 OA。 30. 已知一个 R、L 串联电路

21、，其电阻和感抗均为 10Q，试求在线路上加 100V 交流电 压时，电流是多少？电流电压的相位差多大？ 解：Z=v( 戌+X2) =v( 102+102) =10V2=14.1( Q) 匸 U/Z=100/14.1=7.1(A) 二 tg-1X7R 二 tg-110/10=45 答：电流为 7.1A,相位差为 45 31. 正弦交流量的频率分别为 50Hz和 820Hz 时，它们的周期和角频率各为多少？ 解：当频率 fi=50Hz时 周期 g/f 1 = 1/50=0.02 (s) 角频率 3 1=2 n f1=2*3.14*50=314(rad/s) 当频率 f2=820kHz 时 周期 H

22、=1/f 2=1/ (8.2*10 5) =1.22*10 -6 (s) 角频率 3 2=2 n f 2=2*3.14*8.2*10 5=5.15*10 6(rad/s) _6 答：50Hz时，周期为 0.02s ; 820kHz 时，周期为 1.22*10 _，角频率为 5.15*10rad。 *32.有一单向全波整流电路，要求输出直流电压为 110V,电流为 3A。试计算 Udrm和 I d的值。 解：变压器二次电压为 U=U/0.9=110/0.9=122 (V) 整流元件截止时承受的最高反向电压为 Udrm=221/2U=2*21/2*122=344(V) 精心整理 通过整流元件的平均

23、的平均电流为 精心整理精心整理 精心整理 I d=1。=1/2 X 3=1.5 (A) 答：Udrm 为 344V, Id 为 1.5A。 33. 一台型号是 DL10500/220 的单相变压器，一次侧额定电压 UI=220/31/2KV，二次侧 额定电压 12 = 38.5/3 1/2 KV 求一、二次侧的额定电流 扁,| e2. 1/2 解：I e1二S/Ue1=10500(220/3 )=82.6(A) I e2=Se/Ue2=10500(38.5/3 1/2)=472.5(A) 答：一、二次侧额定电流为 82.6A 和 472.5A。 *34.有一台三相电动机绕组，接成三角形后接于线

24、电压 U=380V 的电源上，电源供给 的有功功率 R=8.2KW 功率因数为 0.83。求电动机接成三角形接线时的相、线电流。 解：接成三角形接线时 1/2 P1=3 ILUCOS I L=R/3 1/2UCOS =8200/(3 1/2*380*0.83) = 15(A) I P1=I L1/31/2=15/31/2=8.6(A) 答：接成三角形接线时，电动机的相电流为 8.6A，线电流为 15人 35.有一功率 P 为 400kW 的负载，功率因数COS为 0.8,试求该负载 在 t=0.25h 内所消耗的电能 A、视在功率 S 和无功功率 Q 各为多少？ 解:A=Pt=400X 0.2

25、5=100(kW- h) 答:所消耗的电能为 100kWh,视在功率为 500kVA 无功功率为 300Kva。 *36 .某电阻、电容元件串联电路，经测量功率 P 为 325W,电压 U 为 220V,电流 I 精心整理 为 4.2A,求电阻 R、电容 C 各是多少？ 解:因为P=2R精心整理 精心整理 所以 R=P/F=325/4.22=18.42 (Q ) 2 2 又因为Q S P 而 S=UI=22(X 4.2=924(VA) 所以Q 924 325 865(Var) 根据 Q=2Xc Xc=Q/I2 二 863(4.2)2=49(Q) 根据 Xc=12 fC C=1(2 fXc)=1

26、(2 X 3.14X 49)=15386=6.5X 10-5(F)=65 F 答:电阻为 18.42Q，电容为 65 F。 37.蓄电池组的电源电压 E 为 6V 将 R1=2.9 电阻接在它两端，测出电流 I 为 2A,求它的 内阻 Ri 为多大？ 解:根据全电路欧姆定律 E=I(R+Ri)=|R+|Ri Ri=(E-IR/l=(6-2 X 2.9)/2=0.1 答:蓄电池内阻为 0.1 。 38.有一线圈与一块交、直流两用电流表串联，在电路两端分别加 U=100V 的交、直 流电压时，电流表指示分别为 Il=20A 和 I2=25A 求该线圈的电阻值和电抗值各是多少 ？ 解:加交流电压时的阻抗 Z=U/I1=5() 、R3=20 ,求电路中 a、b 两端的等效电阻 Rab 则电抗XL Z2 R2 . 52 42 3() R 加直流电压时的电阻 U I 2 100 25 4 ( 答:该线圈的电阻值和电抗值分别为 4 和 3 39.如图 D-5 所示，已知 Rl=5、R2=10 精心整理 精心整理 是多少？精心整理 R13 R1 R3 5 20 4 解： R1 R3 5 20 () Rab R2 R13 10 4 14( ) 答： a、 b 两端的等效电阻 Rab 为 14 40. 有一台电动机绕组接成三角形后接于线电压 U=380