2.4.5 有一由RLC 元件串联的交流电路,已知Ω=10R ,H L 4.311=
,F C μ3140
106
=。
在电容元件的两端并联一短路开关S 。
1)当电源电压为220V 的直流电压时,试分别计算在短路开关闭合和断开两种情况下电路中的电流I 及各元件上的电压R U ,L U ,C U ;2)当电源电压为正弦电压t u 314sin 2220=时,试分别计算在上述两种情况下电流及各电压的有效值
解:1)电源电压为直流时
短路开关闭合时,电容被短路,0=C U ,
由于输入为直流,感抗0==L X L ω,0=L U
V U R 220=,22A ==
R
U I R
短路开关断开时,电容接入电路,∞=C X ,电路断开0A =I ,0==L R U U ,
220V =C U ,
2)电源电压为正弦电压t u 314sin 2220=,可知314=ω 开关闭合时,电容被短路,0=C U 感抗Ω==
10L X L ω,A 2112
2
=+=
L
X R U I
V I U L L 2110X == V I U R R 2110X ==
开关断开时,电容接入电路容抗Ω==
101
C
X C ω,感抗Ω==10L X L ω
22A )
(2
2
=-+=
C L X X R
U I
V I U L L 220X == V I U R R 2110X == V I U C C 2110X ==
本题要点:电阻电容电感性质,电容隔直通交,电感阻交通直;相量计算
2.4.10 无源二端网络输入端的电压和电流为V t u )20314(sin 2220 +=,
A t i )33-314(sin 24.4 =,试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的
参数值,并求二端网络的功率因数以及输入的有功功率和无功功率
解:由电压和电流相位关系可知,电压超前电流,为感性电路
Ω===
504
.4220I U Z 电压和电流相位差 53)(-33-20==ϕ 6.053cos =
Ω===3053cos 50cos ϕZ R
Ω===4053sin 50sin ϕZ X L
有功功率W UI P 8.5806.0*4.4*220cos ===ϕ
无功功率ar 4
.7748.0*4.4*220sin V UI Q ===ϕ 本
题
要
点
:
i
u
C L C L I U Z R X X X X j R Z ϕϕϕ∠∠=∠=-∠-+=+=arctan
)(R )X -(X 22C L 阻抗三角形,电压三角形,功率三角形
2.5.3 如图所示各电路图中,除0A 和0V 外,其余电流表和电压表的读数在图上都已标出(都是正弦量的有效值),试求电流表0A 或电压表0V 的读数
A) A A I I I 1.14210)10()10(2222210==+=+=
b) V V V V 80)0(6)100(2221220=-=-=
C)
A I I I 2210=-= 此处会不会为-2A ?电流表和电压表的读数始终为正,故此处并没有在电路图上给出参考方向
d) V V V V V 1.14201)0(1)10(2221220==+=+=
e) 设V U 01001∠=
A j j I I I 0105
5100
10000∠=++
=+=
V I j V V V O 4521001001000A 10-∠=-∠=+=
A I 100= V V V 14121000==
本题要点:理解相量运算,不能采取标量相加
2.5.11 如图所示电路,已知
bc ab U U =,Ω=10R ,Ω==
101
C C
X ω,
L jX R Z +=ab 。
试求U 和I 同相时ab Z 等于多少
解:设V U U 0∠=,A I I 0∠=,则有1
0ϕ∠=∠=I Z V I Z U ab ab ab ,V I U bc 0)(R//X C ∠=
5
-5))
10/(-1()101(1
R//X Z C bc j j =+=
=,
由
bc
ab U U =可得
Ω=+=
=22522L bc ab X R Z Z
由
U 和
I
同相,可知
Ω=⇒-++=∠=∠∠=+55500
0L L bc
ab X j jX R Z I U Z Z
又有22522=+=
=L bc ab X R Z Z 故可得Ω=5R
Ω+=)55(j Z ab
2.7.3 如图所示电路测得二端网络N 的数据如下,V U 220=,5A =I ,500W =P ,又知当与N 并联一个适当数值的电容C 后,电流I 减小,而其他读数不变。
是确定该网络的性质、等效参数及功率因数。
其中50Hz =f
解:并联电容后,电流减小,故N 为电感性网络(采用相量图最清楚)
455.0cos 功率因数UIcos 500W ==
⇒==UI
P
P ϕϕ Ω==Ω==⇒==
2.39sin ,20cos 44ϕϕZ X Z R I
U
Z L mH f
X L L
1252==
π
2.8.5 如图所示三相四线制电路,电源线电压V U L 380=,三个电阻性负载连成星形,其电阻为Ω=111R ,Ω==
2232R R ,1)试求负载相电压,相电流及中性线电流,并作
出相量图;2)如无中性线,当L1相短路时,求各相电压和电流,并作相量图;3)如无中性线,当L3相断路时求另外两相的电压和电流;4)若2、3中有中性线,则又如何? 解:1)电源线电压为380V ,则负载线电压为380V ,可知相电压为220V ,设V U 02201∠=,
则V U 120-2202∠=,V U 1202203∠=
相电流A R U I 0201
11∠== A R U I 12010222-∠== A R U I 120103
33∠==
中性线电流A I I I I 0103
21N ∠=++= 2)无中性线,L1相短路时,L1端即为中性点,则有V U 0
1='
,V U U 150380212-∠==' V U 3802=',V U U 150380313∠==' V U 3803='
相电流A R U I 17.3222
='='
A R U I 3.17333='
='
A I I I I I 0360cos 2212
2
2
1
1='
'+'+'=
'
3)L3相断路且无中性线时,R1和R2串联,两端电压V U U U 303802112
∠=-='
A I I 5.1122
1138021=+=
= A I 03= V R I U 127111==' V R I U 253222=='
4)若在L1短路时存在中性线,L1短路电流很大,将L1相烧毁,但L2和L3相未受影响 L3短路时,L1和L2相未受影响
2.8.8 如图电路,电源线电压V U L 380=,1)若图中各相负载的阻抗模都等于10欧,可否说负载对称?2)试求各项电流。
并用电压与电流的相量图计算中性线电流,若中性线电流的参考方向选为与电路图上所示方向相反,则结果有何不同?3)试求三相平均功率P
解:1)不能, 负载对称是指321Z Z Z ==
,而不是321Z Z Z ==
2)电源线电流等于380V 。
则负载线电流等于380V ,相电压为220V ,设V U 02201∠=
A R
U I 0221
1∠== A jX U I C 0322-22-∠==
A jX U I L
032223∠==
A I I I I 060.13
21N ∠=++= 若中性线电流方向相反,则相位相差180度,A I I 18060.1N N
∠=-='
3)4840W 22*22011===
I U P。