第5章习题习题参考答案

1、-第五章习题参考答案5.1 题 5.1的图所示的是三相四线制电路，电Ul 380V 。三个电阻性负载接源线电压成星形，其电阻为 R 1=11 ， R 2 = R 3 =22 。 (1) 试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的(3) 如无中性线，当 L1 相短路时相量图； (2) 如无中性线，求负载相电压及中性点电压；求各相电压和电流， 并作出它们的相量图；(4)如无中性线， 当 L3 相断路时求另外两相的电压和电流；(5)在(3)， (4) 中如有中性线，则又如何?L1I1R1NINRR23IL22LI33题5.1 的图381各相负载两端电压都等于电源相电压，其U l0V 220V

2、。解： U P各值为：33负载相电流分别为：U PU P 10A,IU P10I120A, I 23AR1R2R3I 2 sinI 3 sin 30 I2I3 cos30 I 22I N301cos3010 A相量图如图（ b ）所示。2 因为三相电源对称，而三相负载不对称时，由于无中性线，将使电源和负载中点之-间的电位差不为零，而产生中性点位移。U1U10设VU 1U 2UR1R2N' N11R1R2UU'1UN'N1UUU N'2'N2UUU N ''U 3220 0220120220120R3112222V550V1111R3112

3、2222200 550 V1650 V220120550V252 131 V22012055 0V252 131 V33N- 若无中性线， L 1 相短路， 此时电路如图 （ c ）所示，此时 L 1 相0 ， L2的相电压 U 1相、3L 3 相的相电压分别等于L2 、 L1 之间、 L 3 、 L 1 之间的线电压，所以有：U 2U12380150 V ,U3U 31380 150 V各相电流为：U 2I 217.3150 VR2U 3I 317.3 150 VR3I1I 2I 317.315017.3150A30 0A相量图如图（ d ）所示4 若无中线，L 3 相断路，电路如图（e ）

4、所示， L 1 ， L 2 两相成了串联电路：11.530I1 I2 U1238030A AR1 R21122UU12II111R111.530V127 30 V11.252R253022V330 V5 当有中性线， L1 相短路或 L 3 相断路，其他相电压、电流均保持不变。5.2 有一次某楼电灯发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然都暗淡下来，而第一层楼的电灯亮度未变， 试问这是什么原因 ?这楼的电灯是如何连接的， 同时又发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些，这又是什么原因？画出电路图。解： 一般来说，若建筑物有三层楼，每层楼照明分别由三相电源的一相供电，照明负载是由三相四线制电源供电

5、的不对称负载 （联成星形），当中线存在时， 每相负载的相电压必然等于电源的相电压（为电源线电压的1 ，一般是 220V）由于每一层楼的白炽灯两端电压等于3电源的相电压，灯泡能正常发光。当三相四线制电源的中线断路时，由于各相负载不对称（每一层楼不可能同时点亮相同瓦数的白炽灯，势必引起负载电压的不对称，可能会破坏各相的正常运行。因第一层楼的电灯负载适中，其电压未变，故亮度未变。而第二层和第三层并联的电灯较多，其阻抗较小，故其相-电压低于电灯的额定电压，所以暗淡下来，其中第三层并联的电灯更多，电阻更小，故相电压更低，因此电灯更暗些。电路图5.2.2如习题图-A三楼N二楼一楼BC习题 5.2.2图5.

6、3 有一台三相发电机，其绕组接成星形，每相额定电压为 220 V 。在一次试验时，用电压表量得相电压 U1 U2=U3 220 v ，而线电压则为 U12 U31=220V, U23=380V, 试问这种现象是如何造成的 ?解：是由于发电机的L1 相绕组接反造成的5.4 在题 5.4的图所示的电路中，三相四线制电源电压为380 200V ，接有对称星形联结的白炽灯负载，其总功率为180 W 。此外在 L3相上接有额定电压为220V ，功率为 40W ，功率因数cos =0.5的日光灯一支。试求电流I1，I2，I3及IN 。设U12200°V。U3I3"I3=IN'8

7、5.3I 3U 1I 1I 2U 2-解：每相白炽灯的功率p= 1180W=60W3-每相白炽灯的电流：P 60 A 0.273AI=UP220则I 1 0.2730A0.27I 23120 A0.27120I 3'3A则日光灯的电4" =P0A0.364 A流I 3U p cos2200.5"因为=0.560， I与 U 3滞60，即比U1超cos，3 后前，"I 3所以=0.36460 AI3= I=(0.27+0.3660 )A=0.553 85.33'I 3"31204A中性线电0.36INI 1I 2I 3560 A流电流和电压

8、的向量图如图所示5.5题的图是两相异步电动机的电源分相O 是铁心线圈的中心抽头。试用相量5.5电路，图说明U 12和UO 3之间相位差为90 °。I1L 1L1L2I2L 2I3L 3L 3OI NNUO日光灯白炽灯U123-题 5.4 的图题5.5 的图-U 3112U12U 1260U 23U1UU 03U13 U 1031212U 121=60U 1202=j0.8966U 12 =0.866 U 120向量图见上图。5.6 题 5.6 的图是小功率星形对称电阻性负载从单相电源获得三相对称电压的电路。已知每相负载电阻R=10 ，电源频率f 50 Hz ，试求所需的L 和 C 的

9、数值。U 3UUU C10U LI CU 2ILI2-从图电路图上可得：U L =U 1 - U 2 ， U cU 2 U 3其向量如图（ b ）所示。I L 滞后 U L 于90,I C 超前 U C于 90, 因此向量 I L 和I C 也可画出。而后再画出的向量。可见：U,U L,UC 构成一正三角U=UU C ;形，故LI2，I L,IC 构成一正三角I2 = I形，故LI C 。U3U于是有：RXLLUXC，3RXLXCC103 =314L，55mL= 103 H0.055HH31410310 61F 184F 184F=314C ， C=3141035.7 在线电压为380V 的三

10、相电源上，接两组电阻性对称负载如题5.7 的图所示，试求线路电流 I。AL1IRLL2L3UBRC1038CR题 5.6的图题 5.7的图负载为星形连负载为三角形连接。因为负载是对称的，故只解： 10接， 38要计算一-相的线电流即可。I星形连接的线电1Y I pY22022A流A10三角形连接的线U pI 13I p33380A 17.3A电流3838I=II(22 17.3) A 39.3A1Y15.8 有一三相异步电动机，其绕组接成三角形，接在线电压 Ul=380V ；的电源上，从电源所取用的功率 P1=11.43KW,功率因数cos =0.87 ，试求电动机的相电流和线电流。-解：根据

11、三相有功功率的公式：3U 1 I 1 cos ，则电动机的每相的线电P流为：P11.4310 3I 1=A=19.96A3 U 1 cos3 3800.87电动机每相相电流为：I pI 119.96 A11.5A335.9 在题 5.9的图中，电源Ul 380 V 。 (1) 如果图中各相负载的阻10 ,是否线电压抗模都等于可以说负载是对称(2) 试求各相电流，并用电压与电流的相量图计算中性线电流。如果的 ?中性则结果有何不同 ?(3) 试求三相平均功线电流的参考方向选定得同电路图上所示的方向相反，率 P 。i1L1L1RAL1Ni NCL 2L2L3i 3XLAL3L3AL2i 2题 5.9

12、题 5.10的图的图U 3I 33030U 1I1-I 2U 2解：（ 1 ）因为各相负载的元件不同，得到的电流和电压的相位各不一样，所以负载是不对称的。（ 2 ） L 1 相的相电流如图（b）为：-2200I 1220A10L2相的相电流为：U2220120I 22230 AjX C1090L3相的相电流为：22U 301203I 3 =1220AjX L090II2中性线电流为： I N I 1 23(222230 230)A 60A若中性线电流的参考方向选定的同电路图上所示的方IN60A向相反，则（3 ）三相平均功率， 即三相有功功率， 但三相中只有相是电阻元件消耗能量，而相相分别为纯电感元件，不消耗电量，所以三相平均功率为：484P=222200WP1P2 P3I PU PW5.10 在题 5.10的图中，对称负载接成三角形，已知Ul=220V，电流表读数电源电压IL=17.3A，三相功率 P=4.5Kw, 试求： (1) 每相负截的电(2)当 L1L2相断开时 图中各电流表阻和感抗；的读数和总功率 P； (3) 当 L1 线断开时，图中各电流表的读P。数和总功率解：（ 1）相电流：17.310I P1 I11AA33P4.510 3Cos=0.6833U1 I13220 17.3UP220Z22IP10R=Z cos220.68315-X LZ