1、电工电子学考试大纲一、课程名称：电工电子学（II）（双语）二、课程代码：15011550三、课程性质：必修课程四、考核内容：1) 电路部分a. 电路的基本概念和分析方法：基尔霍夫定律，受控电源，采用戴维宁定理、电源的等效变换、叠加定理等方法分析直流电路，最大功率传输。b. 电路的暂态分析：电感与电容的伏安特性以及串并联等效，电路的暂态、稳态以及时间常数的概念，初始值的求解，一阶线性电路暂态分析的三要素法。c. 正弦稳态分析及频率特性：正弦量的相量表示法，电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图，用相量法计算简单正弦交流电流电路的方法，有功功率、功率因数的概念和计算方法，无功功率、视在功率的概念和
2、提高功率因数的经济意义，正弦交流电路的戴维宁等效电路以及最大功率传输的条件，三相交流电路电源和负载的联接方式，相序的概念，对称三相电路的分析计算，滤波器和转移函数的概念，滤波器的分类与工作原理，交流电路串联谐振和并联谐振的条件、特征和频率特性。2) 数字逻辑电路部分a. 组合逻辑电路：与门、或门、非门、与非门、异或门等逻辑门电路的逻辑功能，逻辑代数的基本运算法则，简单组合逻辑电路的分析和设计以及用卡诺图化简逻辑函数的方法。b. 时序逻辑电路：R-S 触发器、J-K 触发器、D 触发器的逻辑功能，寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理。3) 模拟电路部分a. 二极管：二极管、稳压管的工作原理和特
3、性曲线，理想二极管电路的分析与计算，单相整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理b. 放大电路的分类与外特性：放大电路的分类与特性参数，各种放大电路之间的转换，多级放大的概念，各种理想放大电路的特性，差动放大电路的工作原理，差模信号和共模信号的概念。c. 场效应管：MOS 场效应管的基本结构、3 个工作区域以及特性方程，共源极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，源极输出器的结构与基本特点。d. 双极结型晶体管：共射极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，射极输出器的结构与基本特点。e. 运算放大电路：
4、理想运算放大器的特性，“虚断”与“虚断”的概念，由理想运算放大器构成的反相输入、同相输入和差动输入三种组态电路。第 1 章 直流电路 习题参考答案一、 填空题：1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3 个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件，由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ；对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容
5、 元件，它们都是无源 二端 元件。3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流 0RUIS、端电压 U0 时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。4.从耗能的观点来讲，电阻元件为 耗能 元件；电感和电容元件为 储能 元件。5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。二、 判断题：1. 理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。 （错）2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 （错）3. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。
6、（错）4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。 （错）三、选择题：（每小题 2 分，共 30 分）1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（B ）功率。A、吸收； B、发出。2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（ C ）A、负载电阻增大； B、负载电阻减小； C、电源输出的电流增大。3. 当电流源开路时，该电流源内部（ C ）A、 有 电 流 ， 有 功 率 损 耗 ； B、 无 电 流 ， 无 功 率 损 耗 ； C、 有 电 流 ， 无 功率 损 耗。4. 某
7、电阻元件的额定数据为“1K、2.5W” ，正常使用时允许流过的最大电流为（ A ）A、50mA； B、2.5mA； C、250mA。四、计算题1.1 已知电路如题 1.1 所示，试计算 a、b 两端的电阻。解: (1)在求解电阻网络的等效电阻时，应先将电路化简并转化为常规的直流电路。该电路可等效化为：(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。 就本题而言,仔细分析发现 25 和 5 电阻被短路,则原图可化为:1.2 根据基尔霍夫定律，求图 1.2 所示电路中的电流 I1和 I2；解：本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用，对电路中的任何封闭面也适用。
8、本题就是 KCL 对封闭面的应用。对于节点 a 有: I1+2-7=0对封闭面有: I1+I2+2=0解得: I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A) 1.3 有一盏“220V 60W”的电灯接到。 （1）试求电灯的电阻；（2）当接到220V 电压下工作时的电流；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按 30 天计算）用多少电？解: 由题意:根据 R=U 2/P 得：电灯电阻 R=U 2/P=2202/60=807()根据 I=U/R 或 P=UI 得:I=P/U=60/220=0.273(A)由 W=PT 得W=606060330=1.944102 (J)在实际生活中，电量常以“度
9、”为单位，即“千瓦时” 。对 60W 的电灯，每天使用 3 小时，一个月(30 天)的用电量为:W=60/1000330=5.4(KWH)1.4 根据基尔霍夫定律求图 1.3 图所示电路中的电压 U1、U 2和 U3。解:根据基尔霍夫电压定律，沿任意回路绕行一周，回路中各元件上电压的代数和等于零。则对 abcka 回路: 2-U2-2=0U2=0对 cdpkc 回路：-4-U1+U2=0U1=-4(V)对 eghce 回路：-U3-10+5+U2=0U3=-5(V)1.5 已知电路如图 1.4 所示，其中 E1=15V， E2=65V，R 1=5， R2=R3=10。试用支路电流法求 R1、
10、R2和 R3三个电阻上的电压。解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，选取绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下 0321I1ERI232代入已知数据得 0321I5632I解方程可得I1=-7/4（A） ，I 233/8（A） ，I 319/8（A） 。三个电阻上的电压电流方向选取一至，则三个电阻上的电压分别为：U1=I1R1=- 547=-35/4（V）U2=I2R2= 083=165/4（ V）U3=I3R3=9=38/4（V）1.6 试用支路电流法，求图 1.5 所示电路中的电流 I1、I 2、 I3、I 4 和 I5。 （只列方程不求解）解：在电路图上标出各支路电流
11、的参考方向，如图所示，三回路均选取顺时针绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下 0321I54I131ER052II243如给定参数，代入已知，联立方程求解即可得到各支路电流。1.7 试用支路电流法，求图 1.6 电路中的电流 I3。解：此图中有 3 支路，2 节点，但有一支路为已知，所以只需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下0321I46I2=5（A）所以： I1=-2（A） ， I3=3（A）1.8 应用等效电源的变换，化简图 1.7 所示的各电路。解：1.9 试用电源等效变换的方法，求图 1.8 所示电路中的电流 I。解：利用电源等效变
12、换解题过程如下：由分流公式可得： I=586.2134(A)1.10 试计算题 1.9 图中的电流 I。解：由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。（1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。 3261I(A)UOC=-2+12-62/3=6(V)（2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。 4163ab()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。 1246I(A)1.11 已知电路如图 1.10 所示。试应用叠加原理计算支路电流 I 和电流源的电压 U。解
13、：（1）先计算 18V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。 6128I(A)U(V)（2）再计算 6A 电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。 612I(A)16236U(V)（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 426I(A)1U(V)1.12 电路图 1.11 所示，试应用叠加原理，求电路中的电流 I1、I 2 及 36电阻消耗的电功率 P。解：（1）先计算 90V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。 615903261I（A ）.4I（A）5.13623（A）（2）再计算 60V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。 5.36120I
14、（A）.I（A）5.0365.3（A）（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 11II（A）135.2（A ）203（A）（4）36 电阻消耗的电功率为143623RIP（W）1.13 电路如图 1.8 所示，试应用戴维南定理，求图中的电流 I解：（1）先计算开路电压，并将 12A、6 电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由 KCL 和 KVL 得： 0321II6384解得： I1=8/9（A） ， I24/9（A） ， I3-4/3（A） 320)(4UOC（V
15、）（2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。 )263(ab4（）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。 86.270134I(A)1.14 电路如图 1.12 所示，试应用戴维南定理，求图中的电流 I。解：（1）先计算开路电压，并将 3A、6 电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由 KCL 和 KVL 得： 0321II1846解得： I1=4/3（A） ， I2-1/2（A） ， I35/6（A） 2)(2UOC（V）（2）再求等效电阻 R
16、ab将恒压源除去，得电路如图。Rab=4612=2()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。 4.032I(A)1.15 电路如图 1.11 所示，试应用戴维南定理，求图中的电压 U。解：（1）先计算开路电压，如下图。UOC=-116+1=-15(V)（2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。Rab=1()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。 3514I(A)U=4I=4( )=-12(V)1.16 电路如图 1.11 所示，如果 I3=1A，试应用戴维南定理，求图中的电阻 R3。解：（1）先计算开路电压，如下图。 3512609
17、21I(A)80UOC(V)（2）再求等效电阻 RAB将恒压源除去，得电路如图。 4126ab()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。当 I3=1A 时，则 4803R所以 R3=80-4=76（）1.17 电路如图 1.14 所示，已知 15 欧电阻的电压降为 30V，极性如图1.14 所示。试计算电路中 R 的大小和 B 点的电位。解：设 R 电阻上的电压和电流如图所示。由 KCL 可知I2=2+5=7(A) ，I=I 2-2-3=2（A） ， (A)由 KVL 得， （绕行方向选顺时针方向）U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35 (V)5.173
18、IR（）1.18 试计算图 1.15 中的 A 点的电位：（1）开关 S 打开；（2）开关 S 闭合。解：（1）当开关 S 打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。由 KVL 得(3+3.9+20)I=12+12I=0.892(mA)UA=-20I+12=-5.84(V)（2）当开关 S 闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。由 KVL 得(3.9+20)I=12I=0.502(mA)UA=-20I+12=1.96(V)第二章 正弦交流电路 习题参考答案一、填空题：1. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率
19、 ；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 。2. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ；电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 dtiLu；电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 dtuCi。由上述三个关系式可得， 电阻 元件为即时元件； 电感 和 电容 元件为动态元件。3. 在 RLC 串联电路中，已知电流为 5A，电阻为 30，感抗为 40，容抗为 80，那么电路的阻抗为 50 ，该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ，吸收的无功功率又为 600var 。二、 判断题：1. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相
20、位。 （错）2. 电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。 （对）3. 因为正弦量可以用相量来表示，所以说相量就是正弦量。 （错）4. 电压三角形是相量图，阻抗三角形也是相量图。 （错）5. 正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 （错）6. 一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。 （错）7. 串接在正弦交流电路中的功率表，测量的是交流电路的有功功率。 （错）8. 正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。 （错）三、选择题：1. 某正弦电压有效值为 380V，频率为 50Hz，计时始数值等于 380V，其瞬时值表达式为（ B ）A、 tu314
21、sin80V；B、 )4531sin(57tuV；C、)9i(3tV。2. 一个电热器，接在 10V 的直流电源上，产生的功率为 P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为 P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（ D ）A、7.07V； B、5V； C、14V； D、10V。3. 提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（ D ）A、减少了用电设备中无用的无功功率； B、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量；C、可以节省电能； D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。4. 已知 )90314sin(01ti A， 210sin(6830)itA，则（ C ）A、i
22、1 超前 i260； B、i 1 滞后 i260； C、相位差无法判断。5. 电容元件的正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将（ A ）A、增大； B、减小； C、不变。6. 在 RL 串联电路中，U R=16V，U L=12V，则总电压为（ B ）A、28V； B、20V； C、 2V。7. RLC 串联电路在 f0 时发生谐振，当频率增加到 2f0 时，电路性质呈（ B ）A、电阻性； B、电感性； C、电容性。8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的（ A ）A、电压有效值与电流有效值乘积； B、平均功率； C、瞬时功率最大值。四、计算题2.1 把下列正弦量的时间函数
23、用相量表示：(1) u 10 2sin314t 伏 (2) i5sin(314 t60)安解：(1) U=10/0 (V) (2) mI=5/60 =5/18060=5/120 (A)2.2 已知工频正弦电压 uab的最大值为 311V，初相位为60，其有效值为多少？写出其瞬时值表达式；当 t=0.0025S 时， Uab的值为多少？解： ababm2有效值20311abm(V)瞬时值表达式为 64sintu(V)当 t=0.0025S 时， 5.80)12i(3025.1sin3Uab(V)2.3 用下列各式表示 RC 串联电路中的电压、电流，哪些是对的，哪些是错的？（1） i= Zu（2）
24、 I= CXRU（3） I= CjRU（4） I=（5） U=UR+UC （6） = R+ C （7） I=j （8） I= jU解：在 R、C 串联电路中，总阻抗 cjXjZC1而 XZC2 UIRI CUjIXRUCR2所以 （1） 、 （2） 、 （3） 、 （5） 、 （7） 、 （8）均是错的， （4） 、 （6）是对的。2.4 图 2.1 中， U1=40V， U2=30V， i=10sin314t A，则 U 为多少？并写出其瞬时值表达式。解：由电路图可知，电压 u1与电流 i 同方向，而电压 u2超前电流 i90，所以 5043221(V)电压 u 超前电流 i 的电度角213
25、arctnarct6.94U )9.6.sn(50t(V)2.5 图 2.2 所示电路中，已知 u100sin(314 t+30)伏，i22.36sin(314 t+19.7)安， i210sin(314 t+83.13)安，试求： i1、 Z1、 Z2并说明 Z1、 Z2的性质，绘出相量图。解：由题知， 7.9/36mI(A) 13.8/02mI(A) 30/mU(V)所以 8./021 (A)即 4sinti (A)67.3/5.8/1mIZ()1./0./2U()Z 1为感性负载，Z 2为容性负载。2.6 图 2.3 所示电路中， XC=XL=R，并已知电流表 A1的读数为 3A，试问
26、A2和A3的读数为多少？解：由图可以看出，电容与电感并联连接，由于电容电流落后两端电压900，而电感电流超前两端电压 900，因为 XC=XL，所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等，方向相反，故而电流表 A2的读数为 0A。由上分析可知，电压 u 的有效值为 3R，故电感两端电压亦为 3R。因为XL=R，所以电流表 A3的读数为 3A。2.7 有一 R、 L、 C 串联的交流电路，已知 R=XL=XC=10， I=1A，试求电压U、 UR、 UL、 UC和电路总阻抗 Z。解： 10I(V)XjL(V)C(V) RjZ() 10IU(V)2.8 电路如图 2.4 所示，已知 =2rad/s
27、，求电路的总阻抗 Zab。解：=2rad/s 2LX() 21CX() jjjjjjjjZCLab 3)2(424/2()2.9 电路如图 2.5 所示，已知 R=20， RI=10/0A， XL=10， 1U的有效值为 200V，求 XC。解： 由题意可知：0/22IRU(V) CCjI90/2(A)0/19/2RCLXI(A)90/182)0(1CLjIjX(V)0/9/8/21 jXUC (V)又因 U1=200故有 210)0(2CX2102C.73CX.730X则得： X C=5.36()，或 XC=74.6()2.10 图 2.6 所示电路中，uS=10sin314tV， R1=2
28、， R2=1， L=637mH， C=637F，求电流 i1， i2和电压uc。解： =314rad/s 06374LX（） 5116C（） 13.9)(21 jjjXRZCL（）3.（） 7.68/1.50/1jUISm(A) 3.21/.9)35(./81jZC(V)/23.92jjXIm(A)则 i1=1.816sin(314t+68.7)(A)i2=1.86sin(314t+68.7)(A)uc=9.32sin(314t-21.3)(V)2.11 图 2.7 所示电路中，已知电源电压 U=12V， =2000rad/s，求电流I、 I1。解：当 =2000rad/时 s 105.23L
29、X（） 26C（）jjjXRZ124)(21（） 21ZL（）6UI(A)128.49C(V)12.IR(A)2.12 图 2.8 所示电路中，已知 R140，X L=30，R 260，X c60，接至 220V 的电源上试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。解：设 0/2.U(V)则9.36/4.0/21jXjRIL(A) 同理 5/.6/2jjC(A) 61.8/4.923/4.1I (A) 1.8cos50cosUP(KW).7in.inQ(Var)(61)0.2.13 图 2.9 所示电路中，求： (1)AB 间的等效阻抗 ZAB；(2)电压相量 UAF和 DF；(3)整个
30、电路的有功功率和无功功率。解：4386)(4jjjZAB 1.53/2430/1jZUIAB(A)9.6/81jXLF(V)./I(V)1.53/686jBFD(A) 80/)6(.1)(2 jRIU(V) 2cos0cosP(W).53ininQ(Var)2.14 今有一个 40W 的日光灯，使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为 220V，频率为 50Hz 的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于 110V，试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？解： P=40W UR=110(V) =314rad/s36.014LRI(A) 22 5.
31、1902RL (V)536.09IUX()142L(H)由于灯管与镇流器是串联的，所以 5.021cosUR第 3 章 三相交流电路习题参考答案三、 填空题：1. 对称三相负载作 Y 接，接在 380V 的三相四线制电源上。此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为 22，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 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6 ；等效电感量为(工频下) 42mH 。四、
32、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称 Y 接负载的端电压保持对称。 （对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。 （错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有 P3Il成立。 （错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。 （对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。 （对）6. 中线不允许断开。因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。（错）三、选择题：1. 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。2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中 U 相
33、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，则中线电流为（ C ）A、30 安； B、10 安； C、27.32 安。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。四、计算题3-1 一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于 UL=380V 的对称三相电源上，其线电流 IL=2.2A，cos=0.8，试求每相绕组的阻抗 Z。解：先由题意画出电路图（如下图） ，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
34、算。三相负载作星接时 3Lp由于 UL=380(V)，I L=2.2(A)则 U P=220(V), Ip=2.2(A),201.pZI（）由阻抗三角形得 8.COSR（） 601022ZXL（）所以 Z=80+j60（）3-2 已知对称三相交流电路，每相负载的电阻为 R=8，感抗为 XL=6。（1）设电源电压为 UL=380V，求负载星形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图；（2）设电源电压为 UL=220V，求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图；（3）设电源电压为 UL=380V，求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图。解：由题意：（1）负载作星接时
35、 plU3因 380lUV，则 208cbaU（V）设 /2a（V）因相电流即线电流，其大小为：9.36/280.jIA(A).15/.B(A).CI(A)此时的相量图略。（2）负载作三角形连接时 plU因 0lUV，则 20caba（V）设 /2ab则相电流 9.36/28/ jZIab（A）9.156/2.bc（A）3.aI（A）线电流 9.6/380/.abI（A）179186/0/3bcBI （A）.5.aC（A）此时的相量图略。（3）负载作三角形连接时 plU因 380lUV，则 380caba（V）设 /ab则相电流 9.36/ jZIab（A）9.156/38.bcI（A）.a（
36、A）线电流 9.6/8.50/.abI（A）3/065.8/19173BbcI （A）./3.aCI（A）此时的相量图略。3-3已知电路如下图所示。电源电压 UL=380V，每相负载的阻抗为 R XL XC10。（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，画出相量图；（3）求三相总功率。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） 380LU（V） 则 20pU（V）设 /.a（V）则 12.b（V） ， 1/.c（V）0/RIaA（A）30/212 jjXUCbB（A）/0/ jjcIL（A）所以：
37、30/2/2. CBANI= /1.6（A）(3)由于 B 相负载为电容，C 相负载为电感，其有功功率为 0， 故三相总功率即 A 相电阻性负载的有功功率。即 480122RIPa（W）=4.84(KW)3-4. 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，已知电源线电压 380V，负载电阻Ra11，R b=Rc=22，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。解：（1） 380LU（V） 则 20pU（V）设 0/2.aU（V）则 1.b（V） ， 120/.cU（
38、V）/RIaA（A）120/20bB（A）/1/cCRUI（A）所以： 120/0/2.BANI= （A）（2）中线断开，A 相又短路时的电路如图所示；此时 RB、 RC上的电压为电源线电压， 7.12380bUI（A）.cC（A）（3）中线断开，A 相断开时的电路如图所示，此时 RB、 RC二负载串联后的电压为电源线电压， 64.8230cbUI（A）3-5. 三相对称负载三角形连接，其线电流为IL=5.5A，有功功率为 P=7760W，功率因数cos=0.8，求电源的线电压 UL、电路的无功功率 Q 和每相阻抗 Z。解：由于 cos3I所以2.108.576LU（V ） 8.519cos2
39、108sinIQ（Var）.PLU(V),3.LPIA320.19.8pZI()Z=320.19/36.93-6. 电路如图 3.3 所示，已知Z 12+j16，I L32.9A，求 UL。解：由于三角形联接时， P， 3PI所以32.91LPI（A） 38062ZUL（V）3-7. 对称三相负载星形连接，已知每相阻抗为 Z=31+j22，电源线电压为380V，求三相交流电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。解： VL380， P207.52311jI（A）功率因数： 816.0cos2有功功率： 3cos3805.7s35.73098.LPUI(W)无功功率： 2in.198.LQ（
40、Var）视在功率： 33805.7LSI（VA）3-8. 在线电压为 380V 的三相电源上，接有两组电阻性对称负载，如图 3.4 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，所以计算较简单。 21038YPLYRUI（A） 32.178L（A）932.7LYLII（A）也可以用相量法进行求解。由于三相负载对称，所以可以选用一相进行计算。设 0/38ABU（V）则 2a（V）星接时的线电流和相电流相等，则0/21YaAYRUI（A）三角接时的线电压和相电压相等，则 3/8IABab（A）由角接时线电流和相电流的关系知， 0/32.170/10/3abL
41、I（A ）所以 9/.2LY （A ）即 IL=39.32（A）3-9. 对称三相电阻炉作三角形连接，每相电阻为 38，接于线电压为 380V 的对称三相电源上，试求负载相电流 IP、线电流 IL 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 LU所以1038PRUI（A）2.7L（A） 40LI（W ）3-10. 对称三相电源，线电压 UL=380V，对称三相感性负载作三角形连接，若测得线电流 IL=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 PLU， PLI3因 cos3UP所以8.031782.9LI1
42、03.7LPI（A）PIUZ()4.08.cosR() 8.2322XL()Z=30.4+j22.8()3-11. 对称三相电源，线电压 UL=380V，对称三相感性负载作星形连接，若测得线电流 IL=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 PLU3， PLI因 cos3UP所以8.031782.9LI2038LPU（V） ， 3.17PLI（A）7.1.PIZ() 2.082cosR() 57.XL()Z=10.2+j7.57()3-12. 三相异步电动机的三个阻抗相同的绕组连接成三角形，接于线电压UL=380V 的对称三相电
43、源上，若每相阻抗 Z=8+j6，试求此电动机工作时的相电流 IP、线电流 IL 和三相电功率 P。解：由于对称三相感性负载作三角形连接时，则 PLU， PLI3，则只选一相进行计算。 26810Z所以 3PUI（A）865.L（A） 83cos30.34.61LI（W）第五章 磁路与变压器习题参考答案一、填空题：1变压器运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为 铜 损耗；交变磁场在铁心中所引起的 磁滞 损耗和 涡流 损耗合称为 铁 损耗。 铁 损耗又称为不变损耗； 铜 损耗称为可变损耗。2变压器空载电流的 有功 分量很小， 无功 分量很大，因此空载的变压器，其功率因数 很低 ，而且是 感 性
44、的。3电压互感器在运行中，副方绕组不允许 短路 ；而电流互感器在运行中，副方绕组不允许 开路 。从安全的角度出发，二者在运行中，其 铁心和副 绕组都应可靠地接地。4变压器是能改变 电压 、 电流 和 阻抗的 静止 的电气设备。5三相变压器的额定电压，无论原方或副方的均指其 线电压 ；而原方和副方的额定电流均指其 线电流 。6变压器空载运行时，其 空载电流 是很小的，所以空载损耗近似等于 铁损耗 。7电源电压不变，当副边电流增大时，变压器铁心中的工作主磁通 将 基本维持不变。二、判断题：1. 变压器的损耗越大，其效率就越低。 （ 对 ）2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁损耗基本不变
45、。 （ 对 ）3. 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。 （ 错 ）4. 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。 （ 错 ）5. 互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。 （ 错 ）6. 变压器是依据电磁感应原理工作的。 （ 对 ）7. 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。 （ 对 ）8. 自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。 （ 对 ）9. 变压器的原绕组就是高压绕组。 （ 错 ）三、选择题：1. 变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（ B ）A、升高； B、降低； C、不变。2. 变压器从空载到满载，
46、铁心中的工作主磁通将（ C ）A、增大； B、减小； C、基本不变。3. 电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（ A ）A、原方匝数多，导线截面小； B、副方匝数多，导线截面小 。4. 自耦变压器不能作为安全电源变压器的原因是（ B ）A、公共部分电流太小； B、原副边有电的联系； C、原副边有磁的联系。5.决定电流互感器原边电流大小的因素是 （ D ）A、副边电流； B、副边所接负载； C、变流比； D、被测电路 。6. 若电源电压高于额定电压，则变压器空载电流和铁耗比原来的数值将（ B ）A、减少； B、增大； C、不变。四、问答题：（每小题 3 分，共 9 分）1. 变压器的负载增加时，其原绕组中电流怎样变化？铁心中主磁通怎样变化？输出电压是否一定要降低？答：变压器负载增加时，原绕组中的电流将随之增大，铁心中的主磁通将维持基本不变，输出电压在电阻性负载和感性负载时都要降低，但在容性负载情况下不一定要降低。2. 若电源电压低于变压器的额定电压，输
