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电工学第三、四章习题答案

篇一：电工学第三、四章习题 (1)

第三章 三相电路

一、单相选择题

1．三相对称绕组在空间位置上应彼此相差（ B ）

A、60°电角度；B、120°电角度；C、180°电角度； D、360°电角度。

2. 三相对称电路是指（ C ） A、三相电源对称的电路； B、三相负载对称的电路；

C、三相电源和三相负载均对称的电路- D、三相电源对称和三相负载均不对称的电路。

3. 有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏，串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（ B ）

A、100W灯泡最亮； B、25W灯泡最亮； C、两只灯泡一样亮； D、100W和25W都不亮。

4. 三相四线制供电线路，已经明白作星形联接的三相负载中U相为纯电阻，V相为纯电感，W相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，那么中线电流为（ A ）

A、30安；B、10安； C、27.32安。

5. 在某对称星形连接的三相负载电路中，已经明白线电压 uAB=2sin?t V，那么

?

C相电压有效值相量 UC 为（ A ）

??

A、 220?90 V B 、380?90 V

?

220??90? V D、380??90 C 、

6．星型连接的三相对称负载，接于三相对称电源上，线电流与相电流之比为( C )。

A、3

B、2

C、1 D、

3

3

7. 额定电压为 220 V 的照明负载接于线电压为380 V的三相四线制电源时，必须接成 ( A) 形。A 、?

B、 ?

C、Y和?都可以 D 、Y和?都不可以

8．当三相交流发电机的三个绕组连接成星形时，假设线电压

uBC?2sin(?t?180)V，那么相电压uC? ( D )。 A、2sin(?t?30)V B、 2sin(?t?30)V C、 2sin(?t?120)V D

、?t?30)

9.有一对称三相电动势，假设U相电动势为uU?311sin(314t??)V那么V相和W相电动势分别为 （A） A、uV?311sin(314t?B、uV?311sin(314t?C、uV?311sin(314t?D、uV?311sin(314t?

?

3

)V)V)V)V

uW?311sin(314t?uW?311sin(314t?uW?311sin(314t?uW?311sin(314t?

?

3

)V )V )V )V

?

3

?

3

?

6

?

6

?

6

?

6

10．在三相交流电路中，三相堆成负载星形连接，三个线电流均为4A，那么中线电流为（A ）。

A、0B、4AC、8A D、12A

11.某三相电热电器，每相负载的电阻为55Ω，额定电流为4A，电源电压为380V，那么三相电热电器用作（ A）。 A、Y连接 B、△连接 C、Y、△连接均可D、不能在该电源上使用

二、填空题

1．我国民用三相交流电的相电压是相位关系上看，相电压 滞后 线电压30度。

?与相电压U?的关系是U?= U?，2．三相对称负载三角形电路中，线电压Uabaaba?的关系是I?与相电流I?

线电流Iaabab

?

Ia?30 3.对称三相负载作Y接，接在380V的三相四线制电源上。现在负载端的相电压等于

1 倍的线电流；中线电流等于

。

4. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A，那么三相电路的有功功率为 1760w ；无功功率为 ；视在功率为 。

5．为了防止中线断开，中性线上不同意装设 6.对称三相负载三角形连接，接在线电压为380V的三相电源上，已经明白线电流的有效值为10A，三相有功功率为6KW，那么电路中的相电压为 220 V，相电流为

103 A，功率因数为，三相负载的阻抗为

。 319

8.电力工程上常采纳、U、V、W三相。

三、计算题

1．以以下图所示的电路为三相对称电路，其线电压Ul=380V，每相负载R=6Ω。 试求:相电压、相电流、线电流，并画出电压和电流的相量图。

解：电路为三相对称电路，因此只要求出一相，即可知其他相。 已经明白线电压幅值为380v，因此设UA?220?0，那么UAB?380?30

?

?

IPA

UUA220?0?

???36.67?0?ILA?A?3?36.67??30??63.51??30?

RR6

2． 在线电压为380V的三相电源上，接有两组电阻性对称负载，如以以下图所示。试求线路上的总线电流I和所有负载的有功功率。

解：由于两组对称负载都是电阻性，因此计算较简单。

380

ILY?IPY?

UP3

??22RY10（A）

IL??3

UPU380?3L??17.32R?R?38（A）

IL?ILY?IL??22?17.32?39.32（A）

也可以用相量法进展求解。

由于三相负载对称，因此可以选用一相进展计算。

?

设UAB?（V）

那么Ua?220/0?（V）

星接时的线电流和相电流相等，那么

?

?U220/0???IAY?Ia?a?22/0?RY10（A）

三角接时的线电压和相电压相等，那么

?U380/30??Iab?AB?10/30?R?38（A）

由角接时线电流和相电流的关系知，

??3I?/?30???10/30??30??17.32/0?IL?ab（A）

因此IL?ILY?IL??22/0??17.32/0??39.32/0?（A）

即 IL=39.32（A）

???

3．一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于线电压UL=380V的对称三相电源上，其线电流IL=2.2A，cosφ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z。

解：因三相交流电动机是对称负载，因此可选一相进展计算。三相负载作星接时

UL?p

由于UL=380(V)，IL=2.2(A)

那么 UP=220(V), Ip=2.2(A),

Z?

UpI

?

p

由阻抗三角形得

220

?1002.2（Ω）

（Ω）

（Ω）

R?ZCOS??100?0.8?80XL?

2

Z?R2?2?802?60

因此 Z=80+j60（Ω）

4.电路如图3.2所示的三相四线制电路，三相负载连接成星形，已经明白电源线电压380V，负载电阻Ra＝11Ω，Rb=Rc=22Ω，试求： （1）负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率； （2）中线断开，A相又短路时的各相电流和线电流； （3）中线断开，A相断开时的各线电流和相电流。

篇二：电工学少学时1-4章课后习题

篇三：电工学概论习题答案_第四章

4-1. 如何样从三相异步电动机的构造特征来区别笼型和绕线型？

答：转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流和产生电磁转矩，其构外型式有笼型和绕线型两种，笼型转子的每个转子槽中插入一根铜导条，在伸出铁心两端的槽口处，用两个短路铜环分别把所有导条的两端都焊接起来。假设去掉铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，因此称为笼型转子。绕线型转子的绕组和定子类似，是用绝缘导线嵌放在转子槽内，结合成星形的三相对称绕组，绕组的三个出线端分别接到转子轴上的三个滑环（环与环，环与转轴都互相绝缘），在通过碳质电刷把电流引出来。

4-2. 如何样使三相异步电动机改变转向？

答：将同三相电源相联接的三个导线中的任意两根的对调一下，三相异步电动机改变转向。

4-3. 已经明白一台三相笼型异步电动机的额定功率PN ＝3kW，额定转速nN＝2880r/min。试求

(1)磁极对数；(2)额定时的转差率sN；(3)额定转矩TN。

解：(1) 同步转速n0?3000r/min，因此电动机磁极对数p为1； (2) sN?n0?n3000?2880??4% n03000

PN=9.95N?m nN(3) TN?9.55

4-4. 已经明白Y112M-4型异步电动机的技术数据为PN＝4kW，△接法，额定电压UN＝380V，nN＝1440r/min，额定电流IN＝8.8A，功率因数cos?N=0.82，效率?N＝84.5%。试求(1)磁极对数; (2)额定运转时的输入功率P1N; (3)额定时的转差率sN; (4)额定转矩TN。 解：(1) 同步转速n0?1500r/min，因此电动机磁极对数p为2； (2) P1N?PN

?N?4.73kW (3) sN?n0?n1500?1440??4% n01500

PN=26.5N?m nN(4) TN?9.55

4-5. 已经明白Y132M-4型异步电动机的额定功率PN为7.5kW，额定电流IN＝15.4A，额定转速

nN＝1440r/min，额定电压UN＝380V，额定时的功率因数cos?N=0.85，额定时的效率?N＝0.87，起动转矩Tst/额定转矩TN=2.2，起动电流Ist/额定电流IN＝7.0，最大转矩Tm/额定转矩TN=2.2。试求(1)额定输入功率T1N；(2)额定转矩TN；(3)额定时的转差率；(4)起动电流Ist；(5) 起动转矩Tst; (6) 最大转矩Tm。

解：(1) 额定输入功率T1N?PN

?N?8.62kW (2) TN?9.55PN=49.74N?m nN

(3) sN?n0?n1500?1440??4% n01500

(4) Ist=7IN=107.8A

(5) Tst=2.2TN=109.43N?m

(6) Tm=2.2TN=109.43N?m

4-6. 在三相异步电动机起动瞬间（s＝1），为什么转子电流I2大，而转子电路的功率因数cos?2小？

答：电动机在接通电源瞬间，转子电路的感应电动势和感应电流为最大，这称为起动电流或堵转电流。一般中小型三相异步电动机的起动电流为额定电流的5～7倍。尽管电动机起动电流特别大，但由于转子的功率因数cos?2特别低，实际上电动机的起动转矩是不大的。

4-7. 假设在三相电网中有一大批异步电动机同时起动，将对电网电压造成什么阻碍？为什么？

答：在三相电网中有一大批异步电动机同时起动时，电网会产生较大的电压降落。由于异步电动机起动电流为额定电流的5～7倍，假设在三相电网中有一大批异步电动机同时起动，会产生较大的启动电流，过大的起动电流会在电源线路上产生较大的电压降落，阻碍同一变压器供电的其它负载的正常工作。

4-8. 三相异步电动机转矩特性曲线的形状受哪些要素阻碍？

答：电磁转矩又可以表示为T?kT

2U1sR2R2?(sX20)222 当s特别小时(sX20)2lt;lt;R2,(sX20)2可略去，T正比于S；当s接近于1时，

22那么T与S成反比。因此上式作出的转矩特性曲线（T～S曲线）(sX20)2R2，R2可略去，

如以以下图。

T～S曲线

当S?SN时，表示电动机处于额定运转状态，现在转子转速nN为额定转速，转矩TN为额定转矩，所输出的机械功率为额定功率PN。

当S?Sm时，电动机处于临界运转状态，现在电磁转矩Tm为最大值，可以通过求取T～

RU1S曲线极值的方法，求得临界转差率Sm?2，Tm?kT。可见Sm与R2成正比，X202X20

但Tm与R2无关；而Tm与U1成正比，Sm与U1无关，如此可以通过改变R2（绕线型转子电路外接变阻器）及降低U1来改变T～S曲线形状，如图4.2.3及图4.2.4所示。

图4.2.3增大R2的T～S曲线 图4.2.4降低U1的T～S曲线 222

4-9. 为什么要采纳降压起动措施？降压起动对电动机的起动转矩有何阻碍?在什么情况下才

可以采纳降压起动？

答：降压起动的目的是为了减小电动机起动时的起动电流对电网的阻碍，其方法是在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机转速接近稳定时，再把电压恢复到正常值。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此降压起动时转矩亦会相应减小，目前降压起动的主要方法为星—三角（Y—Δ）换接起动，其适用条件是正常运转时定子绕组为Δ联接的笼型异步电动机。

4-10. 降压起动有哪几种主要的方法？

答：启动的方法有（1）直截了当起动，（2）Y—Δ换接降压起动，（3）软起动法，（4）转子串接电阻起动。降压起动主要有Y—Δ换接降压起动和软起动法。

4-11. 绕线型异步电动机转子电路中串联电阻为什么能改善异步电动机的起动功能和调速功能？

答：绕线型电动机可以采纳在转子回路中串电阻Rst的起动方法。如此既可以限制起动电流，同时又增大了起动转矩。因此对要求启动转矩较大的消费机械，例如起重机、锻压机等常采纳绕线型电动机拖动。电动机起动完毕后，随着转速的上升将起动电阻逐段切除。

4-12. 三相异步电动机在正常运转中，假设转子突然被卡住，将会对电动机造成什么后果？ 答：三相异步电动机在正常运转中，假设转子突然被卡住(堵转)，电动机中的电流立即升高为额定电流的数倍，假设没有保护措施及时切断电源，电动机将被烧毁。

4-13. 三相异步电动机在正常运转中，假设突然有一相断电，电动机是否还能运转？假设电动机是在重载情况下，电动机电流有何变化？

答：三相异步电动机在正常运转中，假设突然有一相断电，电动机可以运转。假设电动机是在重载的情况下，转差率增大，感应电动势增大，电动机电流增大。长时间运转有可能烧毁电机。

4-14. 三相异步电动机有哪几种调速方法？其中哪种方法的调速功能最好？

答：三相异步电动机调速方法主要有(1)改变磁极对数调速，(2)改变转差率调速，(3) 变频调速。在交流异步电动机的诸多调速方法中，变频调速的功能最好，其特点是调速范围大、稳定性好、运转效率高。

4-15. 在电源电压不变的情况下，假设额定时为△联接的误接成Y型联接，会造成什么后果？又如额定时为Y型联接的误接成△联接，又会造成什么后果？

答：一样大小三个电阻△联接后的等效Y型联接电阻为直截了当Y型联接大小的1/3。因此，在电源电压不变的情况下，假设额定时为△联接的误接成Y型联接，实际电阻偏大，电路中的电流变小，造成功率缺乏。假设额定时为Y型联接的误接成△联接，那么实际电阻偏小，电路中的电流变大，有可能烧坏电阻。

4-16. 热继电器在三相异步电动机操纵电路中起到什么作用？它能否起短路保护作用？ 答：热继电器是用于交流异步电动机过载保护的，它利用电流的热效应而动作。现在消费的

热继电器都具有三组热元件，且具有断相保护功能，即在三项电流严峻不平衡甚至断开一相的情况下，其机械构造亦能使扣板脱扣将动断触点断开，保护了电动机因断相造成二相电流过载而脱环的情况。

4-17. 试拟出能在两个地点分别对一台三相笼型异步电动机进展直截了当起动操纵的操纵电路。 答：

小容量笼型电动机直截了当起动的操纵线路，其中用了空气开关Q、交流接触器KM、按钮SB、热继电器FR及熔断器FU等操纵电器。工作时先将空气开关Q闭合，引入电源，当按下起动按钮SB2(动合触点)时，交流接触器KM的线圈通电，动铁心被吸合，将三个主触点(动合触点)闭合，使电动机通电起动。当松开SB2时，按钮触点恢复到原来断开位置，但是由于与SB2并联的交流接触器KM的辅助触点(动合触点)和主触点同时闭合，因此接触器线圈的电路仍然接通，而使接触器触点保持在闭合的位置。这个辅助触点称为自锁触点，起到使电动机能长时间运转的自锁作用。如按停顿按钮SB1(动断触点)，那么将接触线圈的电路切断，动铁心和触点恢复到断开的位置，电动机停车。

上述操纵电路除具有对电动机实行远间隔的起动、停车操纵功能外，还具有短路保护、过载保护、失压和欠压保护作用。

4-18. 试拟出既能作点动操纵，又能作直截了当起动操纵（二者用开关转换）的操纵电路。 答：