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电路理论基础第四版 孙立山 陈希有主编 第5章习题答案详解

教材习题5答案部分(p151)
答案5.1略 答案5.2
负载各相阻抗化为星形联接为
(8j 6)'33
Z Z -==Ω
设A 相电源相电压为2200∠,A 相负载线电流与电源相电流相等
A N
A
220082.50
A (8j 6)
Z 'j 23
l U I Z ∠︒===∠-Ω+Ω+
由三角形联接得相电流与线电流关系得
A '
B '
47.6A I = 即负载相电流为47.6A 。

答案5.3
解:电路联接关系如图(a)所示。

负载断开时电源的输出线电压等于图中相倍。

下面计算相电压A
U。

A
I (b)
I A
U B
U C
U C
B
(a)i
Z i
Z i Z A
U
设负载A 相电压为A N
2200V U =∠︒,对于感性负载,由c o s 0.8ϕ=,得36.87ϕ=-︒,则
A
236.87A I =∠-︒ 采用单相分析法,如图(b)所示。

电源相电压为
A A N A i
[2200236.87(2j 4)]V U U I Z =+=∠︒+∠-︒⨯+
2281V
=∠︒ 当负载断开时,电源输出电压为
A 395V l U =
答案5.4略
答案5.5略 答案5.6略 答案5.7
解:设电源为星形联接,电源A 相电压相量为
A N
380V
2200V 3U ==∠︒ 则电源线电压分别为
A B 38030V U =∠︒,B C 38090V U =∠-︒,C A
380150V U =∠︒。

(1)设电路联接如图(a)所示,化为单相计算,如图(b)所示。

N
N '
N N '
A U B
U C
U A
U (b)
AN U '
CN U '
BN U '
AN I '
BN I '
CN I '
AN I 'BN I 'CN I '
AN I '
因为负载为星形联接,所以负载相电压
A N '2200V U =∠︒,
B N '220120V U =∠-︒,
C N '220240V U =∠-︒ 又因为
(8j 6)1036.87Z =+Ω=∠︒Ω
, 相电流
A N '
A N '
2236.87A U I Z ==∠-︒ B N '
B N '
22156.87A U I Z ==∠-︒ C N '
C N '
22276.87A U I Z
==∠-︒ 电压、电流相量图如图(c)所示。

(2) C 相断线时,'0CN I =,电源线电压降落在AB 相上。

如图(d)所示。

N '
A U B
U C U Z '
A U B
U C
U AN I 'BN I 'CN I '
AN I 'BN I 'CN I '
A B
A N '
B N '
38030V 196.87A 221036.87U I I Z ∠︒=-===∠-︒⨯∠︒Ω
A N '
B N '19030V U U '=-=
∠︒ C N 'C A A N '
380150V 19030V 329120V U U U =+=∠︒+∠︒=∠︒ (3) C 相负载短路时,如图(e)所示。

A N '
B N 'A C
380V U U U ===,CN'0U = A N 'A C
A N '
3866.87A U U I Z Z ===∠
-︒ B C
B N '
38126.97A U I Z
==∠-︒ C N 'A N 'B N '65.8283.13
A I I I =--=
∠︒ 答案5.8
解:(1)电路模型如图(a)所示。

B
Z (a )
A
C B
Z
Z C I B
I (b )
C B
Z
Z
(c )
C
I B
I
图 题7.8
负载相电流
A B
A B 13.17A Z U I =≈Ω
负载线电流
A A B
22.81A I ≈ (2)设A 相负载断路,如图(b)所示。

由图(b)可见,A B 0I =,B 、C 相负载因相电压不变,均为电源线电压,故电 流
BC CA C BC A B BC 13.17A 22.81A 13.17A
I I I I I I =======
(3)设端线A 断路,如图(c)所示。

由图(c)可见
A 0I =
B C
B C B C
A B C A B C
B C 19.76A Z 2Z
6.587A 21317A
U I I U I I Z U
I Z
==
≈==≈=
≈∥
答案5.9
解:电路如图所示:
A
C B
图 题7.11
因为三相负载平均功率等
于每相负载平均功率的3倍,所以
2A
2334.18cos sin (3.62j2.09)l
U P Z U Z P
Z Z Z λλ
λϕϕ=⨯⨯==⨯≈Ω=+=+Ω
答案5.10
解: 星形接法时
380V l U =
,22A p l p
U I I Z ===
2
380V 22A 0.68687.97W l
P I ⨯⨯= 三角形接法时负载每相承受电压为380V ,
倍。

根据功率与电压的平方成正比关系可知,三角形联接时负载的平均功率是星形联接的3
倍。


38687.9726063.91W
P =⨯=
答案5.11
解:由已知功率因数
c o s 0
.85ϕY =,c o s 0.8ϕ∆= 可求得星形和三角形负载的阻抗角分别为:
31.24ϕY =︒,36.87ϕ∆=︒
方法一:
因为负载端线电压
3
80V l U = 所以星形负载相电流为
17.77A I Y
= 星形负载阻抗
12.3531.24Z Y Y
=∠︒Ω 三角形负载相电流为
10W 10.96A 3c o s 3380V 0.8l P k I U ϕ
ϕ∆
∆===⨯⨯ 三角形负载阻抗
380V 36.8734.6736.8710.96A p l
U U Z I I ∆
===∠︒=∠︒Ω 将三角形联接等效成星形联接,设负载阻抗为Z ∆',
3
Z Z ∆
∆'=
化为单相分析法,则电路如图 (b)所示。

(b )

A N 2200U ''=∠︒V,17.7731.24I Y =∠-︒,18.9936.87I '∆
=∠-︒ A 17.7731.2418.9936.8736.7634.14I I I 'Y ∆
=+=∠-︒+∠-︒=∠
-︒A 由KVL 方程得,电源相电压为
A NA A N
227.11V l U I IU ''=⨯+=∠︒ 则电源线电压为
A B A N
393.3U =V 方法二:
负载总平均功率
210k W =20k W Y P P P ∆=+=⨯ 负载总无功功率
t g t g (6.06
67.5)k W =13.566k v a r Y Y Q P P
ϕϕ
∆∆
=⨯+⨯=+ 负载总功率因数
0.8276λ=
因为
l l P I λ
负载线电流
36.72A l I = 电源发出平均功率为
2
S 323R e []
2010W +3(36.72A )0.120404.43W
l l P P I Z =+⨯=⨯⨯⨯Ω= 无功功率为
2
S 32
3R e []
13.56610W +3(36.72A )0.214374.88v a r
l l Q Q I Z =+⨯=⨯⨯⨯Ω
= 电源视在功率为
S A B A B 3
93.3V l
S I U =
答案5.12略
答案5.13略
答案5.14
解:设电源电压
A B 0l U U ︒=∠

B C A B
120120l U U U =∠-︒=∠-︒ 设负载为星形联接,如图(b)所示。

U +- A B C
A
I (b )
阻抗角为ϕ,则A 相负载电流A I 滞后电压A
U 的角度为ϕ,滞后A B
U
的角度
为30ϕ+,即
A (
30)l I I ϕ︒
=∠-- 功率表的读数
B C A
c o s (120(30))c o s (90)s i n l l l l P U I U I U I ϕϕϕ
︒︒
=-︒--
-=-= 由对称三相负载无功功率的计算公式得
s i n v a r ll
I =。

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