五、計(jì)算分析題(根據(jù)實(shí)際難度定分,建議每題在6~12分范圍)
1、RL串聯(lián)電路接到220V的直流電源時(shí)功率為1.2KW,接在220V、50Hz的電源時(shí)功率為0.6KW,試求它的R、L值。
解:
2、已知交流接觸器的線圈電阻為200Ω,電感量為7.3H,接到工頻220V的電源上。求線圈中的電流I=?如果誤將此接觸器接到U=220V的直流電源上,線圈中的電流又為多少?如果此線圈允許通過(guò)的電流為0.1A,將產(chǎn)生什么后果?
解:
為額定電流的11倍,線圈會(huì)因過(guò)熱而燒損。
3、在電扇電動(dòng)機(jī)中串聯(lián)一個(gè)電感線圈可以降低電動(dòng)機(jī)兩端的電壓,從而達(dá)到調(diào)速的目的。已知電動(dòng)機(jī)電阻為190Ω,感抗為260Ω,電源電壓為工頻220V,F(xiàn)要使電動(dòng)機(jī)上的電壓降為180V,求串聯(lián)電感線圈的電感量L'應(yīng)為多大(假定此線圈無(wú)損耗電阻)?能否用串聯(lián)電阻來(lái)代替此線圈?試比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
解:電動(dòng)機(jī)中通過(guò)的電流:
電機(jī)電阻和電感上的電壓為:
串聯(lián)線圈端電壓:
串聯(lián)線圈電感量:
若用電阻代替,則串聯(lián)電阻端電壓:
串聯(lián)電阻值:
比較兩種方法,串聯(lián)電阻的阻值為電動(dòng)機(jī)電阻的二分之一還要多些,因此需多消耗功率:ΔP=0.5592×106≈33W,這部分能量顯然對(duì)用戶來(lái)講是要計(jì)入電表的。而串聯(lián)的線圈本身銅耗電阻很小,一般不需要消耗多少有功功率。所以,對(duì)用戶來(lái)講,用串聯(lián)線圈的方法降低電壓比較合適。
4、已知右圖所示電路中,R=XC=10Ω,UAB=UBC,且電路中路端電壓與總電流同相,求復(fù)阻抗Z。
解:根據(jù)題意可知,電路中發(fā)生了串聯(lián)諧振。
因諧振,所以
5、右圖所示電路中,已知Z=(30+j30)Ω,jXL=j(luò)10Ω,又知UZ =85V,求路端電壓有效值U=?
解: 設(shè)
則
路端電壓有效值為100伏。
6、在右圖所示電路中,已知u=141.4cos314tV,電流有效值I=IC=IL,電路消耗的有功功率為866W,求i、iL、iC。
解: 電路若有I=IC=IL,由相量圖分析可得必有電容支路電流與電感支路電流相位差為120°,這樣兩支路電流的相量和的模才符合I=IC=IL,又知電容支路的電流超前總電壓90°,則電感支路的電流必滯后總電壓30°,在電阻R上的分壓即為:
則:
7、已知感性負(fù)載兩端電壓u=311cos314tV,,測(cè)得電路中的有功功率為7.5KW,無(wú)功功率為5.5KVar,試求感性負(fù)載的功率因數(shù)及其串聯(lián)和并聯(lián)等效參數(shù)。
解:串聯(lián)時(shí):
并聯(lián)時(shí):R=2202/7500≈6.45Ω L=2202/(5500×314)≈28mH
8、在右圖所示電路中,已知復(fù)阻抗Z2=j(luò)60Ω,各交流電壓的有效值分別為:US=100V,U1=171V,U2=240V,求復(fù)阻抗Z1。
解:設(shè)串聯(lián)電路中的電流為參考相量,則
由相量圖分析可知,總電壓應(yīng)呈感性,設(shè)有功電壓分量為60V,
則無(wú)功電壓分量應(yīng)為80V,即240-80=160V,
有φ1=arcsin160/171≈69.3°
9、如下圖所示電路中,已知電路中電流I2=2A,US=7.07V,求電路中總電流I、電感元件電壓兩端電壓UL及電壓源US與總電流之間的相位差角。
解:設(shè)并聯(lián)支路端電壓為參考相量,則
1Ω電阻上通過(guò)的電流
總電流為: 即總電流有效值為2.828A
總電壓: 因電感上電壓相位為135°,所以其實(shí)部虛部數(shù)值相等,用湊數(shù)法求出總電壓的角度為123°,則
電感上端電壓為: 即總電壓、電流之間的相位差角為78°,電路呈感性。
10、電路如圖所示。已知C=100pF,L=100μH, mA,電路消耗的功率P=100mW,試求電阻R和電壓u(t)。
解:
第5章 試題庫(kù)
一、填空題(建議較易填空每空0.5分,較難填空每空1分)
1、在含有L、C的電路中,出現(xiàn)總電壓、電流同相位,這種現(xiàn)象稱為 諧振 。這種現(xiàn)象若發(fā)生在串聯(lián)電路中,則電路中阻抗 最小 ,電壓一定時(shí)電流 最大 ,且在電感和電容兩端將出現(xiàn) 過(guò)電壓 ;該現(xiàn)象若發(fā)生在并聯(lián)電路中,電路阻抗將 最大 ,電壓一定時(shí)電流則 最小 ,但在電感和電容支路中將出現(xiàn) 過(guò)電流 現(xiàn)象。
2、諧振發(fā)生時(shí),電路中的角頻率 , 。
3、串聯(lián)諧振電路的特性阻抗 ,品質(zhì)因數(shù)Q = ω0L/R 。