变电一次安装工中级工计算题.docx
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变电一次安装工中级工计算题
1.(计算题,专门技能,较易)
有一台直流发电机,在某一工作状态下测得该机端电压U=230V,内阻r0=0.2Ω,输出电流I=5A,求发电机的电动势E、负载电阻RL和输出功率P各为多少?
答案:
解:
RL=
=
=46(Ω)
E=I(RL+r0)=5×(46+0.2)=231(V)
P=UI=230×5=1150(W)
答:
发电机的电动势为231V,负载电阻为46Ω,输出功率为1150W。
2.(计算题,专门技能,中等)
一额定电流IN为20A的电炉箱接在电压U为220V的电源上,求此电炉的功率P是多少?
若用10h,电炉所消耗电能为多少?
答案:
解:
P=UIN=220×20=4400(W)=4.4(kW)
使用10h时,电炉所消耗的电能A=Pt=4.4×10=44(kWh)。
答:
电炉的功率P为4.4kW。
电炉使用10h消耗44kWh电能。
3.(计算题,基本技能,较易)
在RLC串联电路中,已知L=20mH,C=200pF,R=100Ω,问电路的谐振频率f0为多少?
答案:
解:
谐振频率为
f0=
≈79.6×103(Hz)=79.6(kHz)
答:
电路的谐振频率为79.6kHz。
4.(计算题,基本技能,较易)
已知电流的瞬时值函数式i=sin(1000t+45°),试求其最大值、角频率、频率和相角,并求该电流经多长时间第一次出现最大值。
答案:
解:
Im=1A,ω=1000(rad/s),α=45°,则
f=ω/(2π)=1000/(2π)=159(Hz)
i第一次出现最大值时,必须是ωt+α=90°,即
1000t+45°=90°
t=[(π/2)-(π/4)]/1000=0.785×10-3(s)=0.785(ms)
答:
电流经0.785ms第一次出现最大值。
5.(计算题,基本技能,较易)
在纯电感电路中,电感L=400mH,交流电流的瞬时值i=1.75
sin314t,写出交流电压瞬时值的表达式。
答案:
解:
XL=2πfL=125.6(Ω)
I=
=1.75(A)
U=IXL=1.75×125.6=220(V)
在纯电感电路中电压超前电流π/2,则交流电压瞬时值表达式为
u=Umsin(ωt+φ0)=220
sin
(V)
答:
电压表达式u=220
sin(314t+π/2)。
6.(计算题,基本技能,中等)
在电压为220V,频率为50Hz的电源上,接以电感L=10mH的线圈,线圈电阻略去不计,试求感抗XL,电流函数式I,无功功率Q。
答案:
解:
感抗XL
XL=2πfL=2×3.14×50×10×10-3=3.14(Ω)
电流有效值I
I=U/XL=220/3.14=70(A)
电流函数式i
i=70×1.414sin(314t-π/2)(A)
无功功率Q
Q=UI=220×70=15400(var)
答:
感抗XL为3.14Ω,电流函数式i=70×1.414sin(314t-π/2),无功功率Q为15400var。
7.(计算题,基本技能,中等)
平板电容器极板面积S=15cm2,板间距离d=0.2mm,电容量C=132pF。
求介电常数ε。
答案:
解:
ε=Cd/S=132×0.2/(15×102)
=0.0176(pF/mm)
答:
介电常数为0.0176pF/mm。
8.(计算题,基本技能,较难)
已知图D-8所示电路中,R=110Ω,XL=183.3Ω,U=110V,求I、IR、IL、P。
图D-8
答案:
解:
IR=
=
=1(A)
IL=
=
=0.6(A)
I=
=
=1.17(A)
P=IRU=1×110=110(W)
答:
IR等于1A,IL等于0.6A,I等于1.17A,P等于110W。
9.(计算题,基本技能,较难)
已知图D-9所示电路中,C1=5pF,C2=10pF,C3=10pF,求总电容CAB。
图D-9
答案:
解:
C2与C3串联,有
C23=C2C3/(C2+C3)=5(pF)
C1与C23并联,则
CAB=C1+C23=5+5=10(pF)
答:
总电容为10pF。
10.(计算题,基本技能,较难)
已知图D-10所示电路中,C1=4μF,C2=6μF,E=6V,当开关S从A拨到B后,两电容器各带多少电量?
两端电压各为多少?
图D-10
答案:
解:
开关在位置A时,C1充电。
其带电量为
Q1=C1E=4×10-6×6=24×10-6(C)
S从位置A扳到位置B时,C1与C2两端电压相等均为
U=
=2.4(V)
Q1=C1U=9.6×10-6(C)
Q2=C2U=14.4×10-6(C)
答:
当开关从A位置到B位置时,C1电量为9.6×10-6C,C2电量为14.4×10-6C,两端电压均为2.4V。
11.(计算题,专门技能,较难)
一条电压U为220V纯并联电路,共有额定功率P1为40W的灯泡20盏,额定功率P2为60W的灯泡15盏,此线路的熔断器容量应选多大的?
答案:
解:
I1=P1/U=40/220=0.18(A)
I2=P2/U=60/220=0.27(A)
总电流I=20I1+15I2=0.18×20+0.27×15=3.6+4.05=7.65(A)
根据线路熔断器容量选择原则为略大于工作电流之和,所以选10A熔断器。
答:
此线路熔断器应选10A。
12.(计算题,专门技能,较易)
求额定电压为220/110kV,额定容量为180000kVA的三相变压器的一、二次绕组的额定电流?
答案:
解:
三相变压器一次额定电流为
I1N=S/(1.732UN)=180000/(1.732×220)≈473(A)
三相变压器二次额定电流为
I2N=S/(1.732UN)=180000/(1.732×110)≈945(A)
或I2N=(220/110)×I1N=2×473=946(A)
答:
三相变压器一次额定电流为473A,二次额定电流约为945A。
13.(计算题,基本技能,较难)
两电阻R1和R2并联,R1=20Ω,R2=30Ω,外接110V直流电压,求电路的总电阻和各支路电流及R1、R2上的发热功率。
答案:
解:
R=R1R2/(R1+R2)=(20×30)/(20+30)=12(Ω)
总电流I=U/R=110/12=9.16(A)
R1支路电流
I1=U/R1=110/20=5.5(A)
R2支路电流
I2=U/R2=110/30=3.66(A)
R1的发热功率
P1=
R1=5.52×20=605(W)
R2的发热功率
P2=
R2=3.662×30=401.87(W)
答:
电路总电阻为12Ω,R1支路电流和发热功率分别为5.5A和605W,R2支路电流和发热功率分别为3.66A和401.87W。
14.(计算题,基本技能,较难)
图D-11是一分压器原理图,已知U=300V,d是公共接地点,R1=150kΩ,R2=100kΩ,R3=50kΩ,问Ucd与Ubd的电压各是多少?
图D-11
答案:
解:
由图可知:
Ucd=U3=[R3/(R1+R2+R3)]U=[50/(150+100+
50)]×300=50(V)
∴由C点输出电压50V,则有
Ubd=U2+U3=[(R2+R3)/(R1+R2+R3)]U=[(50+100)/(150+100+50)]×300=150(V)
∴b点输出电压150V。
答:
Ucd为50V,Ubd为150V。
15.(计算题,专门技能,较易)
某台560kV·A,10000/400V,Dyn接法的三相电力变压器,每相二次绕组的阻抗r2=0.004Ω,x2=0.0058Ω,求二次绕组阻抗r2、x2折算到一次侧的
和
的值。
答案:
解:
变压器的变比为
K=
=43.3
折算值
=K2r2=43.32×0.004=7.5(Ω)
=K2x2=43.32×0.0058=10.874(Ω)
答:
折算到一次侧的阻抗
为7.5Ω,
为10.874Ω。
16.(计算题,专门技能,较易)
某三相对称负载取用的功率为5.5kW,采用三角形接法接在线电压为380V的线路上,设线电流I=19.5A,求相电流Iph、功率因数cosφ和每相的阻抗值Zph。
答案:
解:
Iph=
=
×19.5=11.3(A)
cosφ=
=0.43
Zph=
=33.63(Ω)
答:
相电流为11.3A,功率因数为0.43,每相的阻抗为33.63Ω。
17.(计算题,专门技能,中等)
一台三相变压器的电压U=6000V,负载电流I=20A,功率因数cosφ=0.866,试求有功功率和无功功率。
答案:
解:
P=
UIcosφ=
×6000×20×0.866=179.8(kW)
S=
UI=
×6000×20=207.6(kVA)
Q=
=103.8(kvar)
答:
有功功率为179.8kW,无功功率为103.8kvar。
18.(计算题,专门技能,中等)
一个电容的容抗为6Ω,与一个8Ω电阻串联,通过电流为5A,试求电路总电压U?
并绘出U、I、UR、UC的相量图。
答案:
解:
已知XC=6Ω,R=8Ω,IC=5A,则
Z=
=10(Ω)
U=ICZ=5×10=50(V)
答:
总电压U=50V。
相量图见图D-12。
图D-12
19.(计算题,专门技能,中等)
某一变电所一照明电路中保险丝的熔断电流为3A,现将10盏额定电压UN为220V,额定功率PN为40W的电灯同时接入该电路中,问熔断器是否会熔断;如果是10盏额定功率
为100W的电灯同时接入情况下又将会怎样?
答案:
解:
接入10盏40W电灯时,电流
I=
=1.8(A)<3A
接入10盏100W电灯时,电流
=4.54(A)>3A
答:
接10盏40W电灯时,熔断器不会熔断;接入10盏100W电灯时熔断器将熔断。
20.(计算题,专门技能,中等)
用电压表和电流表测得某负载的电压为110V,电流为5A,用瓦特表测得其功率P为330W,问视在功率S,功率因数cosφ及无功功率Q各为多少?
答案:
解:
视在功率S=UI=110×5=550(V·A)
功率因数cosφ=P/S=330/550=0.6
无功功率Q=
=
=440(var)
答:
视在功率S为550V·A。
功率因数0.6,无功功率440var。
21.(计算题,专门技能,较难)
一台感应电机的额定输出功率是370W、效率η为0.66,接在电压U为220V的电源上,当此电动机输出额定功率时,它所取得的电流I为3.7A,求:
输入功率Pi;功率因数cosφ;此电动机用一串联的阻抗作等值代替,则阻抗Z和电阻R为多少?
答案:
解:
Pi=
=560(W)
S=UI=220×3.7=814(V·A)
cosφ=
=0.688
等值阻抗Z=U/R=220/3.7=59.5(Ω)
电阻R=Zcosφ=59.5×0.687=40.8(Ω)
答:
输入功率P为560W,功率因数为0.688。
等值替代的阻抗Z为59.5Ω,其中,电阻R为40.8Ω。
22.(计算题,专门技能,较难)
交流接触器的线圈电阻R=200Ω,电感L=6.3H,外接220V的工频交流电源,问通过线圈的电流是多少?
如不小心把它接到220V直流电源上,电流又是多少?
会有什么后果(假设接触器线圈的允许电流为0.2A)?
答案:
解:
接交流时,有
XL=ωL=2πfL=2π×50×6.3=1978(Ω)
通过线圈的电流
I=
=0.11(A)
接直流时,有
=1.1(A)
答:
接交流时,通过线圈的电流为0.11A;接直流时,通过线圈的电流为1.1A,1.1A>0.2A。
此时线圈已超过允许电流,将会烧毁。
23.(计算题,专门技能,较难)
有一三相对称负载,每相的电阻R=8Ω,感抗XL=6Ω,如果负载接成三角形,接到电源电压U为380V的三相电源上,求负载的相电流、线电流及有功功率。
答案:
解:
负载阻抗Z=
=10(Ω)
负载的相电流Iph=
=38(A)
线电流I=
Iph=
×38=65.82(A)
有功功率P=3
=3×382×8=34.66(kW)
答:
负载的相电流为38A,线电流为65.82A,有功功率为34.66kW。
24.(计算题,专门技能,难)
标有"250V、0.5μF"字样的电容器能否接入下面的电路中:
(1)u=200sinωntV;
(2)220V的照明电路。
答案:
解:
(1)接入u=200sinωnt电路时,
=200V<250V。
(2)接入220V照明电路时,
=220×1.414=311V>250V。
答:
因为220V照明电路电压最大值高于电容器耐压值,所以该电容器只能接入第
(1)个电路中。
25.(计算题,专门技能,难)
在RLC串联电路中,L=500μH,C为可变电容,变化范围在10~290pF,R=10Ω,若外加正弦电压的频率f=1000kHz,问C为何值时电路发生谐振。
答案:
解:
谐振角频率
=1/
=2πf0,则有
C=1/(
L)=1/[(2πf0)2L]
代入数据,得电路发生谐振时的电容为
C=1/[(2π×1000×103)2×500×10-6]≈50.7×10-12(F)=50.7(pF)
答:
当C为50.7pF时电路发生谐振。
26.(计算题,专门技能,中等)
起吊一台变压器的大罩,其质量Q为11t,钢丝绳扣与吊钩垂线成30°,四点起吊,求钢丝绳受多大的力?
答案:
解:
根据题意,钢丝绳受力为
S=
=
=
31119(N)=31(kN)
答:
钢丝绳受31kN的力。
27.(计算题,专门技能,较难)
有一简支梁,设L=2m,a=0.5m,载荷P=20kN,试求支撑点A、B所受的力。
答案:
解:
由题作梁的受力图如图D-19所示,则
图D-19
NB=P×a/L=20×0.5/2=5(kN)
NA=P-NB=20-5=15(kN)
答:
支撑点A、B所受的力为15kN和5kN。
28.(计算题,专门技能,易)
有一盘电缆,其导电线芯为圆形排列,盘架上的规格字迹已退落,该电缆线芯由n=7根绞合而成,每根直径d=2.10mm,请判断电缆标称截面?
答案:
解:
直径d=2.10mm,半径r=1.05mm,计算截面S为
S=nπr2=7×3.1416×1.052=24.25mm2≈25mm2
答:
该电缆标称截面为25mm2。
29.(计算题,专门技能,较易)
两根材料相同的轴,一根轴的直径为另一根轴直径的2倍,即d1=2d2,问直径为d1的抗弯强度是直径为d2的轴的抗弯强度的几倍?
答案:
解:
抗弯强度与直轴面积S成正比
答:
两轴的抗弯强度相差4倍。
30.(计算题,专门技能,中等)
在图D-20所示倾斜角α=30°的斜面上,放质量m=100kg的设备,计算出物体下滑力和斜面承受的垂直压力是多少?
图D-20
答案:
解:
垂直压力F1=mgcosα=100×
×9.8=86.5×9.8=847.7(N)
沿斜面下滑力F2=mgsinα=100×
=50×9.8=490(N)
答:
物体下滑力是490N,斜面承受的垂直压力是847.7N。