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电工学期末考点复习


电工学期末考点复习 一 简答题
1 三相异步电动机是怎样转起来的? 答:当三相交流电流通入三相定子绕组后,在定子腔内便产生一个旋转磁场。转 动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下, 相当于转子导体相对地切割磁场的 磁力线,从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理) 。这些带感应电流 的罢了子导体在产场中便会发生运动(电流的效应——电磁力) 。由于转子内导 体总是对称

布置的, 因而导体上产生的电磁力正好方向相反, 从而形成电磁转矩, 使转子转动起来。 由于转子导体中的电流是定子旋转磁场感应产生的,因此也称 感应电动机。 又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速,所以又称为异步 电动机。 2 电缆穿入电缆管时有哪些规定? 答:敷设电缆时,若需将电缆穿入电缆管时应符合下列规定:①、铠装电缆与铅 包电缆不得穿入同一管内;②、一极电缆管只允许穿入一根电力电缆;③、电力 电缆与控制电缆不得穿入同一管内;④、裸铅包电缆穿管时,应将电缆穿入段用 麻或其它柔软材料保护,穿送外不得用力过猛。 3 母线的相序排列及涂漆颜色是怎样规定的? 答:母线的相序排列(观察者从设备正面所见)原则如下: 1、从左到右排列时,左侧为A相,中间为B相,右侧为C相。 2、从上到下排列时,上侧为A相,中间为B相,下侧为C相。 3、从远至近排列时,远为A相,中间为B相,近为C相。 4、涂色:A-黄色,B-绿色,C-红色,中性线不接地紫色,正极-褚色, 负极-兰色,接地线-黑色。 4、引起电气设备过热,导致发生火灾或爆炸的主要原因有哪些?怎样才能防止 电气事故的发生。 答: (1 )引起电气设备过热,导致发生火灾或爆炸的主要原因有:电路联接点 接触不良,电动机严重过载或断相运行,电气设备散热、通风不良,电气设备绝 缘损坏,发生短路以及电路中保护电器失灵或额定值选用不当等。 (2)根据电气火灾和爆炸形成的原因,防火和防爆的措施应从改善现场的环境 入手,控制可燃易爆物质,防止可燃易爆物质泄漏,加强对电气设备的维护、管 理, 根据使用场所条件, 合理选择电气设备的型式、 容量, 按装相应的保护装置, 排除各种产生引起火灾和爆炸的火源。 5 建筑电气照明需要考虑的因数有哪些? 答: (1)对照明的基本要求是:照度合理、照度稳定、照度均匀、限制眩光,其 中照度必须符合国家推荐的照度标准值。 (2)照明方式主要有工作照明、事故照明、和气氛照明。事故照明电源应有一

定的独立性,危险场所的照明电源应采用低于 36 伏的安全电压。 (3)电光源分热辐射光源和气体放电光源。各种电光源具有不同的结构、工作 原理和技术特性,使用时要注意其特点和使用场合。 (4)灯具的主要作用是分配光线、固定光源。保护光源和限制眩光, (5)电气照明计算测常用方法是功率密度值法 (6)照明线路由进户线、配电箱、干线和支线组成。 ( 7)电气照明识别图,应首先熟悉国家规定的各种图形符号、文字符号、标注 方式等,还应进一部熟悉电气施工的有关规定和规范等。 6 绘制、识读电气控制线路原理图的原则是什么? 答:(1)原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路绘制。 (2).原理图中,各电器触头位置都按电路未通电未受外力作用时的常态位置画 出,分析原理时,应从触头的常态位置出发。 (3).原理图中,各电器元件不画实际的外形图,而采用国家规定的统一国标符号 画出。 (4).原理图中,各电器元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其线路中所起 作用分画在不同电路中,但它们的动作却是相互关联的,必须标以相同的文字符 号。 (5)原理图中,对有直接电联系的交叉导线连接点,要用小黑点表示,无直接电 联系的交叉导线连接点则不画小黑圆点。

二 计算题
例 1 求图 1-27 所示电路的开口电压 Uab。 解:电流 I 参考方向如图所示,在回路 CDEFC 中,根据基尔霍夫电压定律,有

6V ? 3?I ? 3?I ?12V ? 0
I ? 1A

在回路 ABEFA 中,根据基尔霍夫电压定律,有

2V ? U AB ? 3?I ? 12V ? 0 U AB ? 7V

图 1-27 例 1-4 电路图

例 2 已知图 1-28 所示的电路中电流源的电流 IS=2.2A,电阻 R0=10Ω ,RL=1Ω ,试求: (1)开关 S 断开时电流源的端电压 U。 (2)开关 S 闭合后电流源的端电压 U 及负载电流 I。 解: (1)S 断开时, ? I0 ,根据欧姆定律得 IS

U ? I 0 R0 ? 22V IS ? I 0 ? I

(2)S 闭合后,对节点 A 根据基尔霍夫定律列出电流方程式 对回联立,消去 I0,得负载电流

IRL ? I 0 R0 ? 0
L

路 ABCDA 根据基尔霍夫定律列出电压方程式 端电压 U ? R I ? 2V

R0 I? IS ? 2 R0 ? RL

图 1-28 例 1-5 电路图

【例 3-7】 设有一电感线圈,其电感 L=0.5H,接于 f=50Hz,U=50V,初相角 的 ? u ? 0? 的正弦电源上,试求: (1)线圈感抗 XL; (2)电路中的电流 i; (3)画出电压、电流的相量图; (3)线圈的无功功率 QL。
解: (1)

X L ? 2?fL ? 2 ? 3.14 ? 50 ? 0.5Ω ? 157 Ω
U 50 e j 0? I ? ? A ? 0.32 e ? j90? A jX L j157
? ?

(2)由已知得 所以

U ? 50e j0? V

?

i ? 0.32

2 s in(314 t ? 90?) A

3)电感元件中的电压、电流相量图如图 3-16 所示。 (4)无功功率

QL ? UI ? 16 Var
图 3-16 例 3-7 相量图 图 3-16 例 3-7 相量图

【例 3-8】 设有一电容器

初相位角 (1)该电容的容抗
图。

C ? 0.5? F 流过它的电流有效值 I=10mA, ? i ? 90? ? ? 100 rad/s 试求:
(2)电容器两端的电压 u
(3)画出电压、电流的相量

解: (1)

XC ?
?

1 ? 20KΩ ?C

(2)已知 所以

I ? 10 ?90 ? mA
U ? ? jX C I ? 200 ?0 ? V
? ?.

u ? 200
(3)电压、电流的相量图如图 3-20 所示。

2 s in( 100 t )

图 3-20 例 3-8 相量图

【例 4-2】在下图所示电路中,电源电压对称,Up=220V;负载为电灯组,额定 电压为 220V,各相负载电阻分别为 RA=5Ω ,RB=10Ω ,RC=20Ω 。求(1)负 载相电压、负载电流及中线电流; (2)若 A 相短路,各相负载上的电压; (3) 若 A 相断路,各相负载上的电压; (4)若 A 相短路而中线又断开,各相负载上 的电压; (5)若 A 相断路且中线又断开时,各相负载上的电压。

解: (1)负载不对称,但由于有中线,因此负载的相电压等于电源的相电压,是 对称的。各相的计算具有独立性,可分别计算。

?



?

? ?

IA
?

UA ? ? 44 ?0 ? A RA
?

IB

UB ? ? 22 ? ? 120 ? A RB

IC
中线电流为

UC ? ? 11?120 ? A RC

I N ? I A ? I B ? I C ? 29 .1? ? 19 ? A

?

?

?

?

(2)A 相短路, 如图 4-9a 所示, 此时 A 相短路电流很大, A 相的熔断器熔断, 将 由于中线的存在,B 相和 C 相未受影响,其相电压仍为 220V。 (3)A 相断路,如图 4-9b 所示,由于有中线,B 相和 C 相不受影响

(4)A 相短路且中线又断开的情况下,如图 4-9c 所示。由于 A 相负载短路,此 时负载中性点 即为 A,B 相和 C 相电灯所加的电压为线电压 380V,都超过其 额定电压(220V) ,电灯将会被损坏。

(5)A 相断路,中线又断开时,如图 4-9d 所示,相当于 B 相和 C 相电灯组串联 接在线电压 UBC=380V 电源上,B 相负载和 C 相负载的电压分配,取决于两相电 灯的电阻。

UB ?

RB U l ? 127 V RB ? RC

U C ? (380 ? 127 )V ? 253 V

负载电压高于或低于其额定电压就不能正常工作,这是不允许的。

【例 4-3】 三角形联结的对称负载,每相负载的复阻抗 Z=(6+j8)Ω ,接于线 电压为 380V 的三相电源上,试求负载的相电流和线电流。 解:由于负载对称,故可归结到一相来计算。 阻抗

Z ? 6 ? j8 ? 10?53? Ω
Ip ? U l 380 ? A ? 38 A | Z | 10

其相电流为

故线电流为

I l ? 3 I p ? 3 ? 38 A ? 65.8A

相电压与相电流的相位差

? ? 53?

【例 6-1】某铁心线圈,加 12V 直流电压时,电流为 1A;加 110V 交流电压时,电流为 2A, 且消耗功率为 88W。试求加 110V 交流电压时铁心线圈的Δ PCu、Δ PFe 及 。

解:设铁心的等效电阻为 R,则

U R? ? 12Ω I
2 Cu

cos?

在 110V 交流电压作用下的铜损为

P ? I R ? 48w

则铁损为

P ? P ? P ? 40w
Fe Cu



P ? UI cos?

可求得

P cos? ? ? 0.4 UI

【例 6-3】 某交流信号源 US=80V,内阻 R0=200Ω ,负载电阻 RL=50Ω ,试求: (1)负载直接接入信号源时,负载获取的功率 PL?(2)在信号源与负载之间 接入一个输出变压器, 要使负载获得最大功率,那么变压器的电压比应取多少? 负载获取的最大功率 PLmax 是多少?
解: (1)负载直接接入信号源时,电路电流

US I? ? 0.32A R0 ? RL
P ? I R ? 5.12w
2 L L

负载吸取的功率

(2)要使负载获得最大功率,必须使负载电阻等于信号源内阻。当信号源接入 输出变压器后,只要保证变压器负载折算到一次侧的等效电阻等于信号源内阻, 即可实现负载上取得最大功率的要求。即
' RL ? R0 ? 200 Ω

变压器的电压比为

k ?
I ?

' RL ? RL
S

200 ? 2 50
'

信号源输出的电流为

U ? 0.2A R ?R
0 L

负载获得最大功率为

P

L mx a

? I R ? 8w
2 ' L

三 设计题 1 提高日光灯功率因素

提高功率因素的意义: (1)提高发配电设备的利用率 (2)减少输电线路的电压降和功率损耗 提高功率因素的方法:在感性负载的两端并联适当的电容器

2

(1)三相异步电动机点动控制

(2)三相异步电动机连续控制

(3)三相异步电动机正反转控制

Fu:熔断器 FR:热继电器

KM:交流接触器

SB:按钮


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