4.1.4 计算题
La5D1001 在下图中,U?120V,R1?30?,R2?10?,R3?20?,R4?15?。 求总电流I,各电流I1,I2,I3,I4及等值电阻R。
II1R1VI2R2R4I3R3I4
解:等值电阻 R?R1?(R2?R3)?R4(10?20)?15?30??40(?)
R2?R3?R410?20?15总电流 I?UR?12040?3(A)R415?I??3?1(A)
(R2?R3)?R4(10?20)?15 I1?I?3(A) I2?I3?I4?I?I2?2(A)答:总电流I为3A,各电流I1为3A,I2为1A,I3为1A,I4为2A,等值电阻R为40Ω。
La5D2002 如下图所示:已知R1=20Ω,R2=80Ω,R3=28Ω,U=220V,求R1、R2、R3上消耗的有功功率为多少?
R1R3R2U 解:R1与R2并联后的总电阻为,
111?2080?16?
与R3串联后的总电阻为28+16=44Ω。 所以:通过R3的总电流为220÷44=5A。
2
根据欧姆定律:R3消耗的有功功率为I×R=5×5×28=700W; R1、R2并联电路上的电压为I×R=5×16=80V
2
R1上消耗的有功功率为:U÷R=80×80÷20=320W
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R2上消耗的有功功率为:U÷R=80×80÷80=80W
答:R1上消耗的有功功率为320W,R2上消耗的有功功率为80W,R3上消耗的有功功率为80W,R3上消耗的有功功率为400W。
La5D3003 已知一台直流电动机,其额定功率PN=100kW,额定电压UN=220V,额定转速nN=1500rpm。额定效率ηn=90%,求其额定运行时的输入功率P1和额定电流IN。 解:1、额定运行时的输入功率P1
2
P1?PN?n?1000.9?111.1kW
2、额定电流IN UN.IN=P1
IN=P1/UN=100/(0.9×220)=50.5A
答:额定运行时P1为111.1千瓦,额定电流为IN为50.5安。
La5D4004 将8Ω的电阻和容抗为6Ω的电容器串接起来,接在频率为50HZ电压为220V的正弦交流电源上,试计算电路中的电流和所消耗的有功功率为多大? 解:V=220V f=50HZ R=8Ω XC=6Ω
2 Z?R2?XC?82?62?10?
电路中电流I?V220??22A Z10电路消耗有功功率为P?I2R?222?8?3.872KW
答:功率为3.872KW。
La5D5005 有一台三相电动机,每相等效电阻R为29Ω,等效感抗XL为21.8Ω,绕组成星形于线电压380V的电源上,求电动机所消耗的有功功率? 解:R=29Ω XL=21.8Ω 电源电压U线=380V
由于负载星形连接,因此U相?U线3?3803?220V
2每相负载的阻抗为Z?R2?XL?292?21.82?36.2?
每相相电流为I相?由于cos??UX220??6.1A Z36.2R29??0.8 Z36.2则电动机的消耗的有功功率为
P?3U相I相cos??3?220?6.1?0.8?3.22kw
答:电动机所消耗的有功功率为3.22KW.
La4D1006 一个容抗为6Ω的电容,与一个8Ω的电阻串联,通过电流为5A,试求电源电压
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为多大?
解:已知 电容的容抗XC=6Ω,电阻R=8Ω,回路电流I=5A
因为回路阻抗Z?R2?Xc2?82?62?10(?)
则U?IZ?5?10?50V 答:电源电压为50V。
La4D2007 有一电阻,电感串联电路,电阻上的压降UR为30V,电感上的压降UL为40V,试求电路中的总电压有效值U是多少? 解:UR=30V UL=40V
22则总电压为V?UR?UL?402?302?50V
答:电路中的总电压有效值U是50V。
La4D3008 一个5Ω电阻与31.8mH的电感线圈串联,找到频率为50HZ,电压为100V的正弦交流电源上,试求串联电路中的电流多大? 解:R?5? L?31.8mH f?50Hz U?100V XL?2?fL?2?3.14?50?31.8?10 Z??3?9.99?
2R2?XL?52?9.992?11.17?
V100??8.95A I?Z11.17
La4D4009 某用户装一台感应电动机,电路如下,电动机在某一负载下运行时,电阻R?29?,电抗XL?21.8?,若电机外接电源电压为220V的交流电,试求电动机开机后的电流?电动机本身消耗的有功功率和无功功率各是多少?
IUL电动机R
解:电动机的阻抗
2Z?R2?XL?292?21.82?36.28?
电动机电流:I?U220??6.06A Z36.2822有功功率:P?IR?6.06?29?1066W 无功功率:Q?IXL?6.06?21.8?800.6var
22 11—061 第 109 页 工种:
答:电动机开机后的电流为6.06A.电动机本身消耗的有功功率为1066W,无功功率是800.6var.
La4D5010 某感性负载接在220V、50HZ的正弦交流电源上。当运行正常时,测得其有功功率为7.5kw,无功功率为5.5kvar,求其功率因数值?若以电阻与电感串联的电路作为它的等值电路,求电阻和电感值?(Sin??0.592)
解:已知 电源电压V=220V,频率f=50HZ,有功功率P=7.5kw,无功Q=5.5kvar
cos??P?SPP?Q22?7.54.5?5.522?0.806
P7.5?103回路的电流为I???42.3(A)
Ucos?200?0.806根据阻抗三角形,得R?U220cos???0.806?4.19(?) I42.3V220XL?sin???0.592?3.08(?)
I42.3由于XL?2?fL,则L?XL3.08??0.00981(H)?9.81(mH) 2?f314答:功率因数为0.806,电阻为4.19Ω,电感值为9.81mH。
La4D5011 有一台电感线圈,其电阻R?7.5?,电感L=6毫亨,将此线圈与C=5微法的电容串联后,按到有效值为10伏??5000弧度/秒的正弦交流电源上,求电路总电流为多少。 解:感抗XL??L?5000?6?10?3?30? 容抗XC?11??40? ?c5000?5?10?6 电抗:X?XL?XC??10?
电路的总阻抗:I?R?jx?7.5?j10?12.5??53.13?
?U10?0??I???0.8?53.13?(A) Z12.5??53.13?答:电路总电流为0.8?53.13?(A).
La3D1012 某户内装一日光灯照明,电路如图,已知其端电压V=220V,频率f=50HZ,日光灯的功率P=20W,开灯后,电路中通过的电流I=0.3A,试求该路的等效电阻,以及电感L、功率因数值?如果要将该电路的功率因数提高到0.85,问需要并联一个多大的电容器?
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?ILCR?U
解:P=IR,则R?2
P20??222? I20.322202)?2222?699? 0.32Z?R2?XL?则XL?Z2?R2?(L?XL??699P20?2.23H cos????0.303 314S220?0.3如果将功率因数提高到0.85,需并联电容器 已知 cos?1?0.303 ?1?72.36? cos?2?0.85 ?2?31.799
C?P20(tg??tg?)??(tg72.36??tg31.79?)?5.2?10?7F?0.52?F1222?V2?3.14?50?220答:需要并联0.52?F的电容器
La3D1013 如图:E=6(V),R1=4(Ω),R2=2(Ω),R3=3(Ω),C=1(F) 求:R3两端的电压。
R1CER3R2
解:电容器C阻隔直流,R3上无电流流过,IR3=O
R3两端的电压为0,UR3=0(V) 答:R3两端的电压为0,UR3=0(V)
La3D2014 某电源的开路电压Uoc=10V,当外电阻R=5Ω时,电源的端电压U=5V,求电源的内阻Rs的值。
解:该电源可用电压为Us的理想电压源与内阻Rs的串联的模型来等效。
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