第章三相交流电路复习练习题
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第3章复习练习题
一、填空题
1. 三相对称电压就是三个频率 相同 、幅值 相等 、相位互差 120° 的三相交流电压。
2.三相电源的相序有 正序 和 反序 之分。
3. 三相电源相线与中性线之间的电压称为 相电压 。
4. 三相电源相线与相线之间的电压称为 线电压 。
5.有中线的三相供电方式称为 三相四线制 。
6.无中线的三相供电方式称为 三相三线制 。
7.在三相四线制的照明电路中,相电压是 220 V ,线电压是 380 V 。(220、380)
8.在三相四线制电源中,线电压等于相电压的倍 3 ,相位比相电压 超前30o
。
9.三相四线制电源中,线电流与相电流 相等 。
10. 三相对称负载三角形电路中,线电压与相电压 相等 。
11.三相对称负载三角形电路中,线电流大小为相电流大小的 3 倍、线电流比相应的相电流 滞后30o
。
12. 当三相负载越接近对称时,中线电流就越接近为 0 。
13.在三相对称负载三角形连接的电路中,线电压为220V ,每相电阻均为110Ω,则相电流I P =___ __2A___,线电流I L =___ 23A __。
14.对称三相电路Y 形连接,若相电压为()
οω60sin 220-=t u A V ,则线电压
=AB u ()
ο
-ω30t 380sin V 。
15.在对称三相电路中,已知电源线电压有效值为380V ,若负载作星形联接,负载相电压为__220V__;若负载作三角形联接,负载相电压为__380V__。
16. 对称三相电路的有功功率?cos 3l l I U P =,其中φ角为 相电压 与 相电流 的夹角。
17.负载的连接方法有 星形连接 和 三角形连接 两种。 18.中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的 相电压 对称。 19.在三相四线制供电线路中,中线上不许接 熔断器 、 开关 。
20.三相电路星形连接,各相电阻性负载不对称,测得I A =2A,I B =4A,I C =4A ,则中线上的电流为 2A 。
21.在三相正序电源中,若A 相电压u A 初相角为45o,则线电压u AB 的初相角为 75o 。 22.在三相正序电源中,若B 相电压u B 初相角为-90o,则线电压u AB 的初相角为 60o 。
23.在三相正序电源中,若C 相电压u C 初相角为90o,则线电压u AB 的初相角为 0o 。 24.在三相正序电源中,若线电压u AB 初相角为45o,则相电压u A 的初相角为 15o 。 25.在三相正序电源中,若线电压u AB 初相角为45o,则相电压u B 的初相角为 -105o 。 26.三相对称电动势的特点是最大值相同、 频率 相同、相位上互差 120° 。 27.当三相对称负载的额定电压等于三相电源的线电压时,则应将负载接成 三角形 。 28.当三相对称负载的额定电压等于三相电源的相电压时,则应将负载接成 星形 。 29.三相电源的线电压 超前 对应相电压30°,且线电压等于相电压的 3 倍。
30.三相对称负载作三角形连接时,线电流 滞后 对应相电流30°,且线电流等于相电流的
3 倍。
31.在三相不对称负载电路中,中线能保证负载的 相电压 等于电源的 相电压 。 32.三相交流电路中,只要负载对称,无论作何联接,其有功功率为 ?cos 3L L I U P =
。
二、选择题
1.下列结论中错误的是____。 A
A.当负载作Y 联接时,必须有中线。
B.当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。
C.当负载作Y 联接时,线电流必等于相电流。 2.下列结论中错误的是____。A
A.当负载作△联接时,线电流为相电流的3倍。
B.当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。
C.当负载作Y 联接时,线电流必等于相电流。 3.下列结论中正确的是____。 A
A. 当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。
B.当负载作△联接时,线电流为相电流的3倍。
C. 当负载作Y 联接时,必须有中线。 4.下列结论中正确的是____。A
A. 当负载作Y 联接时,线电流必等于相电流。
B.当负载作△联接时,线电流为相电流的3倍。
C. 当负载作Y 联接时,必须有中线。
5.已知对称三相电源的相电压u A =10sin(ωt+60°)V ,相序为A ─B ─C ,则当电源星形联接时线电压u AB 为_____V 。 A
A. 17.32sin(ωt+90°)
B. 10sin(ωt+90°)
C. 17.32sin(ωt-30°)
D. 17.32sin(ωt+150°)
6.对称正序三相电压源星形联接,若相电压u A =100 sin(ωt- 60°)V ,则线电压u AB =____ V 。 A A. 1003sin(ωt-30°) B. 100 3sin(ωt-60°) C. 1003sin(ωt-150°) D. 100
3sin(ωt-150°)
7.在正序对称三相相电压中,u A =U 2sin(ωt-90°),则接成星形时,其线电压u AB 为_____。 A
A. U6sin(ωt-60°)
B. U6sin(ωt+30°)
C. U2sin(ωt-30°)
D. U2sin(ωt+60°)
9.对称正序三相电压源星形联接,若相电压u A=100 sin(ωt- 60°)V,则线电压u BC=______ V。A
A. 1003sin(ωt-150°)
B. 1003sin(ωt+90°)
C. 100 sin(ωt+90°)
D. 100 sin(ωt-150°)
10.若要求三相负载中各相电压均为电源相电压,则负载应接成_____。A
A. 星形有中线
B. 星形无中线
C. 三角形联接
11.若要求三相负载中各相电压均为电源线电压,则负载应接成_____。A
A. 三角形联接
B. 星形有中线
C. 星形无中线
12.对称三相交流电路,三相负载为△连接,当电源线电压不变时,三相负载换为Y连接,三相负载的相电流应________。A
A. 减小
B. 增大
C.不变。
13.对称三相交流电路,三相负载为Y连接,当电源电压不变而负载换为△连接时,三相负载的相电流应_______。A
A.增大
B.减小
C.不变
14.已知三相电源线电压U L=380V,三角形联接对称负载Z=(6+j8)Ω。则线电流IL=________A。A
A. 383
B. 223
C. 38
D. 22
15.已知三相电源线电压U L=380V,三角形联接对称负载Z=(6+j8)Ω。则相电流IL=_______A。A
A. 38
B. 223
C. 383,
D. 22
16.已知三相电源线电压U L=380V,星形联接的对称负载Z=(6+j8)Ω。则相电流IL=________。A
A. 22,
B. 223,
C. 38,
D. 383。
17.已知三相电源相电压U L=380V,星形联接的对称负载Z=(6+j8)Ω。则线电流IL=________。A
A. 22
B. 223
C. 38
D. 383
18.对称三相交流电路中,三相负载为△连接,当电源电压不变,而负载变为Y连接时,对称三相负载所吸收的功率________。A
A.减小,
B. 增大,
C.不变。
19.对称三相交流电路中,三相负载为Y连接,当电源电压不变,而负载变为△连接时,对称三相负载所吸收的功率________。A
A.增大
B.减小
C.不变
20.在三相四线制供电线路中,三相负责越接近对称负载,中线上的电流________。A
A.越小
B.越大
C.不变
21、三相四线制电源能输出种电压。A
A.2
B.1
C.3 C.4
22、在正序三相交流电源中,设A相电流为i A=I m sinωt A,则i B为 A。A
A.i B=I m sin(ωt-120°)
B. i B=I m sin ωt
C. i B=I m sin(ωt-240°) C. i B=I m sin(ωt+120°)
23、三相电源相电压之间的相位差是120°,线电压之间的相位差是 。A
A. 180°
B.90°
C.120° C. 60°
24.已知对称三相电源的相电压u B =10sin(ωt-60°)V ,相序为A ─B ─C , 则电源作星形联接时,线电压u BC 为__ _ __V 。 A
A. 103sin(ωt-30°)
B.103sin(ωt-90°)
C. 10sin(ωt+90°)
D.103sin(ωt+150°)
25.对称正序三相电源作星形联接, 若相电压u A =100 sin(ωt+60°)V ,则线电压u AB =___ V 。A
A. 1003sin(ωt+90°)
B.1003sin(ωt-150°)
C. 100 sin(ωt+90°)
D.100 sin(ωt-150°)
26. 三相负载对称的条件是 。 A A.每相复阻抗相等 B.每相阻抗值相等
C.每相阻抗值相等,阻抗角相差120° C.每相阻抗值和功率因数相等 27.三相负载对称星形连接时 。A A. p l I I = p l U U 3= B. p l I I 3=
p l U U = C.不一定 C.都不正确
28. 三相对称负载作三角形连接时 。A A.p l I I 3=
p l U U = B.p l I I = p l U U 3= C.不一定 D.都不正确
29.三相对称负载作星形连接时 。A A. p l I I = p l U U 3= B. p l I I 3= p l U U = C.不一定 D.都不正确
30.在负载为星形连接的对称三相电路中,各线电流与相应的相电流的关系是 。A A.大小、相位都相等
B.大小相等、线电流超前相应的相电流
C.线电流大小为相电流大小的3倍、线电流超前相应的相电流
D.线电流大小为相电流大小的3倍、线电流滞后相应的相电流
31.已知三相电源线电压U AB =380V ,三角形联接对称负载Z =(6+j8)Ω。则线电流IA =___ __A 。 A
A. 383
B. 223
C. 38
D. 22
32.已知三相电源线电压U AB =380V ,星形联接的对称负载Z=(6+j8)Ω。则线电流IA = _ A 。D
A. 22
B.223
C.38A
D. 383
33.下列结论中错误的是_ ___。 A
A.当负载作Y 联接时,必须有中线。
B.当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。
C.当负载作Y 联接时,线电流必等于相电流。
34.下列结论中错误的是_ ___。 A
A.当负载作△联接时,线电流为相电流的
3倍。B.当三相负载越接近对称时,中线电
流就越小。C.当负载作Y 联接时,线电流必等于相电流。
三、计算题
1.已知星形联接的对称三相负载,每相阻抗为40∠25°(Ω);对称三相电源的线电压为380V。求: 负载相电流,并绘出电压、电流的相量图。 解:UAB
=380V Z=40∠25°Ω
(1)三相对称电源接入三相对称负载 令 A
U =220∠0°V 则相线电流
A I =A
U /Z=5.5∠-25°V B I
=5.5∠-145°V c I =5.5∠95°V
(2) 矢量图略
2.某一对称三相负载,每相的电阻R=8Ω,XL =6Ω,联成三角形,接于线电压为380V的电源上,试求其相电流和线电流的大小。 解:令A U =380∠0°V 则AB I =A
U /Z=38∠-37° A BC I =38∠-157° A cA I =38∠83° A
A I =A
B I -cA I =38∠-37°-38∠83°=66∠-67° A
B I =66∠-187° A
c
I =66∠53° A
3.现要做一个15KW 的电阻加热炉,用三角形接法,电源线电压为380V ,问每相的电阻值为多少?如果改用星形接法,每相电阻值又为多少?
解:每相功率为P =5KW , 三角形接法时,每相电阻为 R=3802
/5000=28.9Ω 星形接法时,每相电阻为 R=2202
/5000=9.68Ω
4.已知星形联接的对称三相负载,每相阻抗为10(Ω);对称三相电源的线电压为380V。求: 负载相电流,并绘出电压、电流的相量图。
解:(1)U L =380V Z =10 Ω 三相对称电源接入三相对称负载 U P =220V
则相线电流I P =U P /︱Z ︱=22A I L =22A
(2) 矢量图略
5.某一对称三相负载,每相的电阻R=380Ω,联成三角形,接于线电压为380V的电源上,试求其相电流和线电流的大小。 解: 令U L =380V 则
I P =U P /︱Z ︱=10A I L =17.3 A
6.某人采用铬铝电阻丝三根,制成三相加热器。每根电阻丝电阻为40Ω,最大允许电流为6A。试根据电阻丝的最大允许电流决定三相加热器的接法(电源电压为380V)。
解:星形接法时,每相(每根)电阻丝的最大允许电流为220/40=5.5A;三角形接法时,每相(每根)电阻丝的最大允许电流为380/40=9.5A;∴ 采用星形接法.
7.对称三相电路中,负载每相阻抗Z = ( 6 + j 8 ) Ω,电源线电压有效值为 380V,求三相负载的有功功率。
解: 由线电压 380 V 求出相电压UP = 220 V ,
相电流IP = UP /│Z│= 220V/(│6+j8│Ω) = 22 A , 有功功率P= 3I2
R=3×222
×6W = 8712 W
8. 星形联接的对称三相电路,已知:A I =5∠10°(A),AB
U =380∠85°(V)。求:三相总功率P。 解:
A
U =220∠55°(V), Z的阻抗角φ= 55°- 10°= 45° ?=
cos l l I U 3P =3×380×5×cos45°= 3290W
9.某三相对称负载,其每相阻抗Z=8+j6Ω,将负载连成星形,接于线电压380V的三相电源上。试求:相电压、线电流和三相有功功率。
解: 设 A
U = 220∠0°V, 则 A I = 220/(8+j6)=22∠-156.9°A 1
∴
B I = 22∠-156.9°A
C I = 22∠83.1°A
P= 3UP IP cos φ= 3×220×22×cos36.9°= 11.6K W
10.某三相对称负载,R=24Ω、XL =18Ω,接于电源电压为380V的电源上。试求负载接成星形时,线电流、相电流和有功功率。
解: (1) 相电压 UP =220V,IL =IP =7.33A P=3I2
R=3×7.332
×24=3.87KW
11.三角形连接的对称三相电路中,负载每相阻抗Z = ( 6 + j 8 ) Ω,电源线电压有效值为 220V,求三相负载的有功功率。
解: 由线电压 220 V 求出相电压UP = 220V
相电流 IP = UP /│Z│= 220V/(│6+j8│Ω) = 22 A 有功功率 P= 3I2
R=3×22
×6W = 8712 W
12.某三相对称负载,R=24Ω、XL =18Ω,接于电源电压为380V的电源上。试求负载接成三角形时,线电流、相电流和有功功率。
解: Ip
=12.67A IL
=Ip = 21.94A
P=3Ip 2
R=3×12.672
×24=11.55KW
13.三相交流电动机定子绕组作三角形联接,线电压UL =380V,线电流IL = 17.3A,总功率P= 4.5KW。试求三相交流电动机每相的等效电阻和感抗?
.解:三相交流电动机三相对称,计算一相即可,电动机的每相等效阻抗为 ︱zp ︱=UP /Ip=UL
/(IL /3)=380/(17.3/3
)=38Ω
cos φ=P/3U L I L = 4.5×103
/3×380×17.3 = 0.4 ∴ φ= 66.7°
Rp=︱zp ︱ cos φ= 38×0.4 = 15.2 Ω Xp=︱zp ︱ sin φ=38×0.92=34.9Ω
14.有一台三相交流电动机,定子绕组接成星形,接在线电压为380V的电源上。已测得线电流I
L
=6.6A,三相功率P=3.3KW,试计算电动机每相绕组的阻抗z和参数R、XL 各为多少?
解:每相绕组的阻抗为 ︱z︱=220/6.6=33.3Ω cos φ=P/3U L I L =3300/(3×380×6.6)=0.76 φ=40.56°,
R=︱z︱cos φ=33.33×0.76=25.3Ω XL =︱z︱sin φ=33.33×sin40.56°=21.7Ω
15. 一台三相交流电动机,定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上,其线电流I L =2.2A ,cos φ=0.8,试求每相绕组的阻抗Z 。
解:先由题意画出电路图,以帮助我们思考。
因三相交流电动机是对称负载,因此可选一相进行计算。三相负载作星接时
p l U U 3=
由于U l =380(V),I L =2.2(A)
则 U P =220(V), I p =2.2(A), 1002
.2220
==
=
p
p U U Z (Ω) 由阻抗三角形得
808.0100=?==?COS Z R (Ω)
60801002222
=-=-=
R Z X L (Ω)
所以 Z=80+j60(Ω)
16. 三相对称负载三角形连接,其线电流为I L =5.5A ,有功功率为P =7760W ,功率因数cos φ=0.8,求电源的线电压U L 、电路的无功功率Q 和每相阻抗Z 。
解:由于?cos 3L L I U P =
所以2.10188
.05.537760cos 3=??=
=
?
L L I P U (V )
8.5819cos 15.52.10183sin 3=-???==??L L I U Q (Var )
86.5873
2.1018==
P U (V)
9.1065
.586
.587==
=
p
p I U Z (Ω) ∴Z =106.9/36.9o
17.对称三相电阻炉作三角形连接,每相电阻为38Ω,接于线电压为380V 的对称三相电源上,试求负载相电流I P 、线电流I L 和三相有功功率P ,并绘出各电压电流的相量图。
解:由于三角形联接时P L U U = 所以1038
380
===
P P P R U I (A ) 32.171033≈?==P L I I (A )
114032.1738033=??==L L I U P (W )
18.对称三相电源,线电压U L =380V ,对称三相感性负载作三角形连接,若测得线电流I L =17.3A ,三
相功率P =9.12KW ,求每相负载的电阻和感抗。
解:由于对称三相感性负载作三角形连接时,则P L U U =,P L I I 3=
因?cos 3L L I U P =
所以8.03
.1738031012.93cos 3=???=
=
L
L I U P ?
103
3.173
≈==
L P I I (A )
3810
380
====
P L P P I U I U Z (Ω) 4.308.038cos =?==?Z R (Ω)
8.224.30382222
=-=-=
R Z X L (Ω)
Z=30.4+j22.8(Ω)
19.对称三相电源,线电压U L =380V ,对称三相感性负载作星形连接,若测得线电流I L =17.3A ,三相功率P =9.12KW ,求每相负载的电阻和感抗。
解:由于对称三相感性负载作星形连接时,则P L U U 3=,P L I I =
因?cos 3L L I U P =
所以8.03
.1738031012.93cos 3=???=
=
L
L I U P ?
2203
3803
≈==
L P U U (V ),3.17==P L I I (A )
7.123
.17220===
P P I U Z (Ω) 2.108.07.12cos =?==?Z R (Ω)
57.72.107.122222
=-=-=
R Z X L (Ω)
Z=10.2+j7.57(Ω)
20、对称三相电路如图所示,已知:?=?
30/5A I (A) ?=?
90/380AB U (V)。
试求:(1)相电压b U ,(2)每相阻抗Z ,
(3)每相功率因数,(4)三相总功率P。
解: 由已知有(1)相电压为
?=?-?=?
60/2203090/220b U (V)(3分)
(2)每相阻抗为:?=+===30/44221.38j I U I U Z b
b A b
P (Ω)(3分)
(3)每相功率因数为;866.030cos cos =?=?(2分)
(4)
2850866.0538073.130cos 53803cos 3=???=????==?l l I U P (W)。(2分)
21、△ 在图中,对称负载联成三角形,已知电源电压UL=220伏,安培计读数IL=17.3A,三相功率P=4.5千瓦,试求每相负载的电阻和感抗。
解: (1)Ip =IL /3=17.3/3=10 (A) (2分) ∵ P=3I2
p R ∴ R=P/3I2
p
=4500/(3×102
)=15(Ω) (3分)
68.03
.17220345003=??=
=
L
L I U P COS ?(3分)
XL =Rtg φ=15×1.07=16.1Ω(2分)
22、△ 在图5中,对称负载联成三角形,已知电源电压UL =220伏,安培计读数IL
=17.3A,三相功率P=4.5千瓦。试求A 线断开时,各线电流、相电流和三相总功率。
解: (1)Ip =IL /3=17.3/3=10 (A) (2分)
当A线断开时则有:
)(15510A I I C B =+==;(3分) )(0A I A = (2分)
22504
1
4131=?+?+?=P P P P 总(W) (3分)
23、△ 在图5中,对称负载联成三角形,已知电源电压UL =220伏,安培计读数IL =17.3A,三相功率P=4.5千瓦。试求AB 相负载断开时,各线电流、相电流和三相总功率。
解: 负载△连接时有: )(103/3.173/A I I L P ===(2分)
当AB相负载断开时则有: )(10A I I I P B A ===;(3分)
)(3.17A I I L C ==(2分)
P总=2P/3=2×4500/3=3000 (W) (3分)
24、△某人采用铬铝电阻丝三根,制成三相加热器。每根电阻丝电阻为40Ω,最大允许电流为6A 。试根据电阻丝的最大允许电流决定三相加热器的接法(电源电压为380V )。
解:
(1) 星形接法时,每相(每根)电阻丝的电流为
5.540/220==P I A <6A (4分)
(2) 三角形接法时,每相(每根)电阻丝的电流为
5.940/380==P I A >6A (4分)
∴ 采用星形接法. (2分)
25、现要做一个15KW 的电阻加热炉,用三角形接法,电源线电压为380V ,问每相的电阻值应为多少?
如果改用星形接法,每相电阻值又为多少?
解: 解题要点(2分)对称负载,每相负载消耗的功率为15/3=5kW 解题要点(4分)△接法:88.281053803
2
=)(=角?R Ω 解题要点(4分)Y 接法:68.9105)3380
(32
=)(=?Y R Ω
26、一个对称三相负载,每相为4Ω电阻和3Ω感抗串联,星形接法,三相电源电压为380V ,求相电流和线电流的大小及三相有功功率P 。 解:534222
2=+=+=
L X R Z (Ω)
2203
3803
==
=
L P U U (V )
445
220===
=Z U I I P L P (A ) 232304443322
=??==R I P P (W )
27.用阻值为10Ω的三根电阻丝组成三相电炉,接在线电压为380V 的三相电源上,电阻丝的额定电流为25A ,应如何联接?说明理由。
解:负载采用Y 联接:
解题要点(4分)I YP =380/(1.73×10)=22A <额定电流25A 负载采用△联接:
解题要点(4分)I △P =380/10=38A >额定电流25A 解题要点(2分)故只能采用星形Y 联接。
28. △已知电路如下图所示。电源电压U L =380V ,每相负载的阻抗为R =X L =X C =10Ω。 (1)该三相负载能否称为对称负载?为什么? (2)计算中线电流和各相电流;
解:(1)三相负载不能称为对称负载,因为三相负载的阻抗性质不同,其阻抗角也不相同。故不能称为对称负载。
(2) 380=L U (V ) 则 220=p U (V ) 设?=0/220.
a U (V )
则?-=120/220.
b U (V ),?=120/220.
c U (V )
?==
0/22.
.R
U I a
A (A ) ?-=-?
-=-=
30/2210
120/220.
.
j jX U I C b B (A )
?=?
==
30/2210
120/220.
.
j jX Uc I L C (A ) 所以: ?+?-+?=++=30/2230/220/22.
.
.
.
C B A N I I I I =?0/1.60(A )
29. △电路如图所示的三相四线制电路,三相负载连接成星形,已知电源线电压380V ,负载电阻
R a =11Ω,R b =R c =22Ω,试求:负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率。
解: 380=L U (V ) 则 220=p U (V ) 设?=0/220.
a U (V )
则?-=120/220.
b U (V ),?=120/220.
c U (V )
?==
0/20.
.R
U I a
A (A ) ?-=?
-==
120/1022
120/220.
.
b b B R U I (A ) ?=?==
120/1022
120/220.
.
c C R Uc I (A ) 所以: ?+?-+?=++=120/10120/100/20.
.
.
.
C B A N I I I I =?1.19/46.26(A )
30.对称三相感性负载星形联接,线电压为380V ,线电流5.8A ,三相功率P =1.322kW ,求三相电路的功率因素和每相负载阻抗Z 。
解:由?cos UI P =
得:6.08
.538010322.1cos 3=??==UI P ? 93.378
.53/380===
P P I U Z (Ω) 3.308.093.37sin =?==?Z X P (Ω) 76.226.093.37cos =?==?Z R P (Ω)
31.已知三相对称负载三角形联接,其线电流I l =35A ,总功率P =2633W ,cos φ=0.8,
求线电压U l 、电路的无功功率Q 和每相阻抗Z 。
解:由?cos UI P =
3808
.0352633
cos =?==
?I P U L (V )
19756.035380sin =??==?UI Q (V ar )
由于三角形联接时P L U U =,P L I I 3=
所以:5=P I (V )
765
380
===
P P I U Z (Ω) 8.0cos =? ?=9.36? ?=9.36/76Z (Ω)