2025年《电工基础项目化教程》项目七课后习题与答案

2025年《电工基础项目化教程》项目七课后习题与答案一、选择题（每题3分，共30分）1.三相交流电路中，若负载作星形连接且中性点不接地，当某一相负载断开时，其余两相负载的电压将（）。A.升高为线电压的√3倍B.降低为相电压的1/2C.保持相电压不变D.变为线电压的1/√3倍2.对称三相负载作三角形连接时，线电流与相电流的关系为（）。A.线电流等于相电流，相位相同B.线电流是相电流的√3倍，相位滞后相电流30°C.线电流是相电流的√3倍，相位超前相电流30°D.线电流是相电流的2倍，相位滞后相电流60°3.某三相异步电动机铭牌标注“额定电压380V/220V，接法Y/△”，当电源电压为380V时，应采用（）。A.Y接法，此时相电压为220VB.△接法，此时相电压为380VC.Y接法，此时相电压为380VD.△接法，此时相电压为220V4.三相电路中，若电源对称但负载不对称且无中性线，负载中性点会发生位移，导致（）。A.各相负载电压仍对称B.某相负载电压升高，某相降低C.各相电流保持对称D.中性线电流为零5.对称三相电路的有功功率计算公式P=√3U线I线cosφ中，φ是（）。A.线电压与线电流的相位差B.相电压与相电流的相位差C.线电压与相电流的相位差D.相电压与线电流的相位差6.三相四线制电路中，中性线的作用是（）。A.提高电路功率因数B.保证各相负载电压对称C.增大电路总电流D.降低线路损耗7.某对称三相负载接于线电压380V的电源，若负载作Y连接时线电流为10A，则作△连接时线电流为（）。A.10AB.30AC.17.32AD.5.77A8.三相电路中，若电源相序为U-V-W，则线电压U_UV与U_VW的相位差为（）。A.30°B.60°C.90°D.120°9.测量三相无功功率时，若采用两表法，当负载功率因数为0.5时，其中一只功率表的读数为（）。A.零B.最大值C.负值D.与另一表相等10.某三相负载的有功功率为10kW，功率因数为0.8，线电压为380V，则线电流约为（）。A.19AB.32AC.25AD.15A二、填空题（每空2分，共20分）1.对称三相电源的三个相电压幅值相等、频率相同、相位互差______。2.三相负载作Y连接时，线电压有效值为相电压的______倍，相位超前对应相电压______。3.三相电路中，若负载不对称且无中性线，中性点位移会导致各相负载______不对称。4.三相有功功率的计算公式P=√3U线I线cosφ中，cosφ为负载的______。5.三角形连接的三相负载，线电流与相电流的关系为I线=______I相，相位滞后对应相电流______。6.三相四线制系统中，中性线不允许安装______和______，以防止中性点位移。三、判断题（每题2分，共10分）1.对称三相电路的瞬时功率是恒定的，等于有功功率。（）2.三相负载作Y连接时，必须有中性线才能保证各相电压对称。（）3.三角形连接的三相负载，若某相断开，其余两相仍承受线电压。（）4.两表法测量三相功率时，仅适用于对称三相负载。（）5.三相电源的相序会影响三相电动机的转向，交换任意两相可改变转向。（）四、计算题（每题10分，共30分）1.对称三相负载作Y连接，接于线电压380V的电源，每相负载阻抗Z=（6+j8）Ω。求：（1）相电压有效值；（2）相电流有效值；（3）线电流有效值；（4）三相总有功功率。2.某三相异步电动机额定数据为：P_N=15kW，U_N=380V，cosφ_N=0.85，η_N=0.9（效率）。求：（1）额定线电流；（2）若该电机作△连接，每相绕组的阻抗值（假设为纯电阻负载）。3.三相四线制电路中，电源相电压220V，三相负载分别为：U相R1=10Ω，V相R2=20Ω，W相R3=30Ω。求：（1）各相电流有效值；（2）中性线电流有效值；（3）若中性线断开，U相负载电压有效值。五、综合应用题（共10分）某工厂配电系统采用三相四线制，线电压380V。现测得三相负载电流分别为I_U=15A（滞后电压30°），I_V=12A（滞后电压60°），I_W=10A（滞后电压0°）。试分析：（1）该系统是否存在中性点位移？说明理由；（2）若中性线因故障断开，可能出现哪些问题？（3）提出一种改善负载对称性的具体措施。答案一、选择题1.A（中性点不接地时，断开一相后，剩余两相串联接于线电压，电压升高为线电压）2.B（三角形连接时，线电流滞后对应相电流30°，幅值为√3倍）3.A（电源380V时，Y接法相电压为380/√3≈220V，符合电机额定相电压）4.B（中性点位移导致各相负载电压偏离对称值）5.B（φ为相电压与相电流的相位差）6.B（中性线保证不对称负载的相电压对称）7.B（Y连接时相电流=线电流=10A，相电压=220V；△连接时相电压=380V，相电流=380/（220/10）=17.32A，线电流=√3×17.32≈30A）8.D（线电压相位差与相电压相同，为120°）9.A（功率因数0.5时，其中一相功率表读数为零）10.A（I线=P/(√3U线cosφ)=10000/(√3×380×0.8)≈19A）二、填空题1.120°2.√3；30°3.电压4.功率因数5.√3；30°6.熔断器；开关三、判断题1.√（对称三相瞬时功率恒定，等于有功功率）2.×（对称负载Y连接时无需中性线，不对称时需要）3.√（三角形连接各相直接接于线电压，一相断开不影响其他两相）4.×（两表法适用于三相三线制，无论负载是否对称）5.√（交换两相相序可改变旋转磁场方向）四、计算题1.解：（1）相电压U相=U线/√3=380/√3≈220V（2）每相阻抗模|Z|=√(6²+8²)=10Ω，相电流I相=U相/|Z|=220/10=22A（3）Y连接时线电流I线=I相=22A（4）功率因数cosφ=R/|Z|=6/10=0.6，三相有功功率P=√3U线I线cosφ=√3×380×22×0.6≈8.7kW2.解：（1）输入功率P输入=P_N/η=15/0.9≈16.67kW额定线电流I线=P输入/(√3U线cosφ)=16670/(√3×380×0.85)≈29.5A（2）△连接时，相电压U相=U线=380V，相电流I相=I线/√3≈29.5/1.732≈17A纯电阻负载时，阻抗R=U相/I相=380/17≈22.35Ω3.解：（1）各相电流：I_U=U相/R1=220/10=22A，I_V=220/20=11A，I_W=220/30≈7.33A（2）中性线电流为三相电流的相量和。设U相电压为参考相量，即U相电流相量I_U=22∠0°A，V相电流滞后电压（假设为阻性负载，相位差0°），但题目未明确负载性质，默认阻性则I_V=11∠-120°A，I_W=7.33∠-240°A（或120°）。计算相量和：I_N=I_U+I_V+I_W=22+11(cos(-120°)+jsin(-120°))+7.33(cos(-240°)+jsin(-240°))=22+11(-0.5-j0.866)+7.33(-0.5+j0.866)=22-5.5-3.665+j(-9.526+6.35)≈12.835-j3.176≈13.22A（有效值）（3）中性线断开时，U相负载电压等于电源中性点与负载中性点的电位差。设负载中性点为N'，电源中性点为N，根据弥尔曼定理：U_N'N=(U_U/R1+U_V/R2+U_W/R3)/(1/R1+1/R2+1/R3)取U_U=220∠0°V，U_V=220∠-120°V，U_W=220∠-240°V计算分子：220/10+220∠-120°/20+220∠-240°/30=22+11(-0.5-j0.866)+7.33(-0.5+j0.866)=22-5.5-3.665+j(-9.526+6.35)=12.835-j3.176V分母：1/10+1/20+1/30=0.1+0.05+0.033≈0.183SU_N'N=(12.835-j3.176)/0.183≈70.14-j17.36VU相负载电压U_U'=U_UU_N'N=220∠0°(70.14-j17.36)=149.86+j17.36≈150.8V五、综合应用题（1）存在中性点位移。因为三相负载电流大小不等（15A、12A、10A）且相位差不同（30°、60°、0°），说明负载不对称，无中性线时中性点