电工与电气设备答案

09/ 10 学年第 1 学期《电工与电气设备》试卷 答案及评分标准
使用班级：水电0741、2 闭 卷 课程编号：
答题时间： 120 分钟
1. 电源的有载工作状态有： 满载 、 轻载 和 过载 。

2. 一般并联负载电阻越多，则总电阻值 越小 ，电路中总电流和总功率 越大 ，每个负载上的电流和功率 不变 。

3. 三相电路的供电方式有 三线三线制 、 三线四线制 。

4. 已知i=10sin(3140t+145º)A ，则其电流的有效值是 7.07 A ，该交流电的频率为 500 Hz 。

5. 在RLC 串联交流电路中，若电阻R=6欧，感抗X L =4欧，容抗X C =12欧，则此电路的阻抗大小为 10 欧。

6. 三相对称负载是指：负载的 阻抗大小相等 、 阻抗角相等 。

7. 当发电机的三相绕组连接成星形时，设线电压V t u )50sin(238012︒-=ω，则相电压A u 的三角函数式为V t u )80sin(22201︒-=ω。

8. 电源的两种电路模型： 电压源 、 电流源 。

9. 变压器有载运行时的损耗有 铜损 、 铁损 。

其中 铁损 是固定损， 铜损 是可变损。

二、判断对错（10分，每题1分）
1. 电路的性质由电路中的负载的参数来决定。

（ √ ）
2. 电流的方向与负电荷流动的方向相反。

（ √ ）
3. 在三相四线制电路中，中性线不允许安装熔断器等短路或过流保护装置。

（ √ ）
4. 变压器在有载运行时，当二次侧电流变化时，一次侧电流不变化。

（ × ）
5. 视在功率等于有功功率与无功功率代数和。

（ × ）
6. 在RC 串联电路中，电流的表达式为：C
R U I ωj += （ × ） 7. 叠加原理适应于线性电路中的I 、U 和P 物理量。

（ × ）
8. 交流电气设备的铭牌上所给出的电流，电压均为有效值。

（ √ ）
9. 电压具有绝对性，电位具有相对性。

（ √ ）
10. 负载作三角形连接时，线电压必等于相电压。

（ √ ）
三、简答题（20分）
1、如图所示电路中，试计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用还是发出功率。

（5分）
解：电压源功率 P=-40*1=-40W ---------- 1分
是发出的功率 ---------------------- 1分
电流源的电压：U I =40-10*1=30V ------- 1分
电流源功率 P=30*1=30W ---------- 1分
是取用的功率 ---------- 1分
2、计算，并说明电路的性质。

（5分）
（1） Ω-=︒∠=869040j Z V U
， ，=R ，=X ，=I ，=P 。

解：由题R=6Ω，X=8Ω ------------------- 2分
A Z U I ︒∠==1434 ---------------------- 1分
W R I P 962== ------------------------------- 1分
︒=53ϕ 电路呈容性 ----------- 1分
3、有一台单相照明变压器，铭牌上标明容量为10 kV·A ，额定电压为3300/220V ，若要求变压器在额定情况下运行，可以接多少盏220V 、40W 、功率因数为0.45的日光灯？（5分） 解：每只日光灯的视在功率为：A V P S ⋅===9.8845
.040cos ϕ ----------- 3分 因而可装日光灯数为：1129
.8810103
=⨯=S S N 盏 --------------------- 2分 4、简述提高功率因数的意义及提高感性电路功率因数的方法；功率因数提高后，电路有功功率是否改变？（5分）
答：提高功率因数能使发电设备的容量得到充分利用，减少线路和发电机绕组上的功率损耗；感性电路中并联一个适当的电容；不改变电路的有功功率。

四、计算。

（40分）
1、如图所示电路，负载R L =13 Ω，试用戴维宁定理求电流I 。

（10分）
解：图 ------------------------------------------------ 3分
V U o 86*6424*26428=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+++++= --------3分 Ω=+=36//)42(O R -------------------------- 2分
A R R U I L o 5.013
380=+=+= ---------------- 2分 2、有一日光灯电路，接于 220 V 、50 Hz 交流电源上工作，测得灯管电压为 100 V 、电流为 0.3 A ，镇流器的功率为 8 W 。

求：（1）灯管的电阻R L 及镇流器的电阻和电感；（2）灯管消耗的有功功率、电路消耗的总有功功率以及电路的功率因数。

（10分） 解：Ω=Ω==3333
.0100L L I U R ------------------------2分 Ω=Ω==9.883.082
2I P R RL ------------------------2分 Ω=Ω==++=7333
.0220)(||22L I U X R R Z L -------------1分 ()2
2R R Z X L L ++= Ω=Ω+-=4.599)9.88333(73322 --------------------1分
H 9.1H 50
14.324.5992=⨯⨯==f X L L π ------------------------1分 W 30W 3.0100L L =⨯==I U P ------------------------1分
W 38W )830(R L =+=+=P P P ------------------------1分
58.03
.0220830R L =⨯+=+=UI P P λ ------------------------1分 3、有一三相四线制照明电路, 相电压为220 V ，已知三个相的照明灯组分别由 45、45、56 只白织灯并联组成，每只白织灯的功率都是100W ，求：三个线电流和中线电流的有效值。

（10分）
解：三个线电流分别是：
A U P I A A A 45.2022010045=⨯== ------------------- 2分 A U P I
B B B 45.20220
10045=⨯== ------------------- 2分 A U P I C C C 45.25220
10056=⨯== ------------------- 2分 由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同
中线电流为：
C
B A N I I I I ++= -------------------------------- 2分 ︒∠+︒-∠+︒∠=12045.2512045.20045.20N I
A ︒∠=1205 --------------------------------- 2分
4、有一台Y250M-6型三相笼式异步电动机，电压为380V ，三角形联接，功率为37kW ，转速为985r/min ，电流为72A ，5.6=N st I I ，8.1=N st T T 。

已知电动机起动时的负载转距m N T L ⋅=200，从电源取用的电流不得超过360 A ，试问：（1）能否直接起动？
（2）能否采用星-三角起动？（10分）
答案：（1）能否直接起动
电动机的额定转矩 ==N
N N n P T 9550359Nm --------------2分
直接起动时的起动转距和起动电流 ==N st T T 8.1646Nm ----------------------------------1分
==N st I I 5.6468A -----------------------------------1分
由于>st I 360A ，所以不能直接起动。

----------------------1分
（2）能否采用星-三角起动
星-角起动时的起动转距和起动电流
=='st st T T 3
1215Nm -----------------------------------2分 =='st st
I I 31156A -------------------------------------2分
能采用星-三角起动。

-----------------1分
五、电路设计。

（10分）
1、试画出鼠笼式三相异步电动机正、反转的控制线路。

并说明该电路有几种保护，分别由什么电气元件控制完成。

答：有三种保护。

即：短路保护由熔断器FU完成；过载保护由热继电器FR完成；零压保护由交流接触器KM完成。

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图--------------------------4。