《电路理论基础》(第三版_陈希有)习题答案第七章

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答案7.1

解:设星形联接电源电路如图(a)所示,对称星形联接的三相电源线电压有效值

倍,相位上超前前序相电压30︒。即

AB 3030)V=538.67cos()V u t t ωω=-︒+︒

BC 538.67cos(120)V u t ω=-︒

CA 538.67cos(240)V u t ω=-︒

各相电压和线电压的相量图可表达如图(b)所示。

A

B C

N

(a)

&U &(b)

U

-&

答案7.2

解:题给三个相电压虽相位彼此相差120o ,但幅值不同,属于非对称三相电压,须按KVL 计算线电压。设

AN 127V U =& BN 127240V=(-63.5-j110)V U =∠︒& CN

135120V=(-67.5+j116.9)V U =∠︒& 则

AB

AN

BN

BC BN CN CA CN AN

(190.5j 110)V 22030V (4j226.9)V 226.989V (194.5j 116.9)V 226.9149V U

U U U U U U U U =-=+=∠︒=-=-=∠-︒=-=-+=∠︒&&&&&&&&& 即线电压有效值分别为220V ,226.9V ,226.9V 。

答案7.3

设负载线电流分别为A B C i i i 、、,由KCL 可得A B C

0I I I =&&&++。又A B C 10A I I I ===,则A B C i i i 、、的相位彼此相差120︒

,符合电流对称条件,即线电流是对称的。

但相电流不一定对称。例如,若在三角形负载回路存在环流0I &(例如,按三角形联接的三相变压器),则负载相电流不再对称,因为

CA CA 0

BC BC 0

AB AB ',','I I I I I I I I I &&&&&&&&&+=+=+=

不满足对称条件。而该环流对线电流却无影响,因为每个线电流都是两个相电流之差(如图题7.3),即

BC

CA BC CA C AB

BC AB BC B CA

AB CA AB A '','',''I I I I I I I I I I I I I I I &&&&&&&&&&&&&&&-=-=-=-=-=-=

图 题7.3

如已知负载对称,则相电流也是对称的,每相电流为77.53/10≈A 。

答案7.4

负载各相阻抗化为星形联接为

(8j6)'33

Z Z -==Ω

设A 相电源相电压为2200∠o ,A 相负载线电流与电源相电流相等

AN A 220082.50A (8j6)Z 'j23

l U I Z ∠︒===∠-Ω

+Ω+o && 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7.5

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 C

(a)U &

设负载A 相电压为AN

2200V U =∠︒&,对于感性负载,由cos 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 AN A i

[2200236.87(2j4)]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7.6

解:设线电流1

20A I =∠︒&,由于负载对称,故其它线电流为: C

3

2120A 2120A

I I =∠︒=∠-︒&&

设对称三相电阻负载的星形等效电路如图(b)所示。

(b)

对电阻负载,1I &与A U &同相。由于线电压AB U &超前相电压A U &为30o ,故AB

I &超前1I &的角度也为30o 。图(a)中2I &是流过电阻负载的电流,它与AB U &同相,即2I

&超前1

I &30o : 2

230A I =∠o &

答案7.7

解:设电源为星形联接,电源A 相电压相量为

AN

2200V U ==∠︒& 则电源线电压分别为

AB 38030V U =∠︒&,BC 38090V U =∠-︒&,CA

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 '

U B

U C

U U (b)

AN U '

CN U '

U AN I '

BN I '

CN I '

AN I 'BN I 'I AN I '

因为负载为星形联接,所以负载相电压

AN'2200V U =∠︒&,BN'

220120V U =∠-︒&,CN'220240V U =∠-︒& 又因为

(8j6)1036.87Z =+Ω=∠︒Ω,

相电流

AN'AN'2236.87A U I Z ==∠-︒&&

BN'BN'22156.87A U I Z ==∠-︒&& CN'CN'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 '

U B

U C U Z '

U B

U C

U AN I 'BN I 'CN I '

AN 'BN I 'CN I '

AB AN'BN'38030V 19 6.87A 221036.87U I I Z ∠︒=-===∠-︒⨯∠︒Ω&&& AN 'BN'

19030V U U '=-=∠︒& CN'CA AN'

380150V 19030V 329120V U U U =+=∠︒+∠︒=∠︒&&& (3) C 相负载短路时,如图(e)所示。

AN'BN'AC 380V U U U ===,CN'0U =