電工技術(shù)基礎(chǔ)A

1、第一次作業(yè)1. 試用電源的等效變換法求如圖2-74所示電路中的電流I及電壓U。 解：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)行電源的等效變換化簡，如圖所以，電流 電壓2. 試用結(jié)點(diǎn)電壓法求如圖2-79所示電路中的電流I。 解：指定參考結(jié)點(diǎn)、假設(shè)結(jié)點(diǎn)電壓如圖所示列A結(jié)點(diǎn)的電壓（電位）方程，有   （1）列B結(jié)點(diǎn)的電壓（電位）方程，有  （2）聯(lián)立（1）（2）求解，得  所以，電流A3. 如圖5-65所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。已知 ，t = 0時將開關(guān)S斷開，試求、和。 解：根據(jù)換路前的穩(wěn)態(tài)電路（電容開路、電感短路），有根據(jù)換路定則，有時刻的等

2、效電路如圖所示由等效電路，有4. 使異步電動機(jī)自己轉(zhuǎn)動起來的基本條件是什么？簡述異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理。答：異步電動機(jī)自己轉(zhuǎn)起來的基本條件是：（1）、定子繞組通入三相交流電流，在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；（2）、轉(zhuǎn)子繞組自成回路。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理是：定子三相對稱繞組通入三相對稱交流電流時，在氣隙將產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)時，與轉(zhuǎn)子繞組有相對運(yùn)動，因此將在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合繞組，在感應(yīng)電勢的作用下將在繞組中流過三相短路電流。此電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。這就是異步電動機(jī)的基本轉(zhuǎn)動原理。 異步電動機(jī)只有當(dāng)其轉(zhuǎn)子

3、轉(zhuǎn)速低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（稱為“同步轉(zhuǎn)速”）才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；也就是說，自己不能達(dá)到“同步轉(zhuǎn)速”，所以稱為“異步”電動機(jī)。5. 某三相異步電動機(jī)的PN = 40kW，UN = 380V，f50H Z ，n = 2930r/min， = 0.9，cos =0.85，Ist /IN = 5.5，Tst /TN= 1.2，接法，采用Y起動，求：（1）起動電流和起動轉(zhuǎn)矩；（2）保證能順利起動的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩是其額定轉(zhuǎn)矩的多少？解：（1）（2）能保證順利起動的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩是其額定轉(zhuǎn)矩1.2倍。第二次作業(yè)1. 試用電源的等效變換法求如圖2-76所示電路中的電流I和電壓UAB。 解：（1

4、）用電源等效變換法求出電流I。（含未知電流I支路不變，將其余電路部分等效變換等電壓源，整個電路將變成單回路電路）等效變換化簡如圖                                       &#

5、160;                     所以，電流由原電路，有2. 試用疊加定理求解題2.7中的電流I，并檢驗電路的功率平衡。 解：運(yùn)用疊加原理，每個電源單獨(dú)作用時的電路及參數(shù)如下（1）8V電壓源單獨(dú)作用時的電路如圖所示有，電流（2）10V電壓源單獨(dú)作用時的電路如圖所示有，電流(3)2V電壓源單獨(dú)作用時的電路如圖所示有，電流 所以，由疊加原理，有3. 試用戴維南定理求如圖2-8

6、8所示電路中的電流 。 解：第一步：找出二端網(wǎng)絡(luò)將待求電流I所在的支路移去，二端網(wǎng)絡(luò)如圖第二步：求二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UAB(疊加原理) 開路電壓 第三步：求等效電阻RO對應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)如圖故，等效電阻  第四步：求待求參數(shù)電流I畫出戴維南等效電路，如圖所以，電流 4. 異步電動機(jī)的銘牌電壓、電流和功率是指什么電壓、電流和功率？答：其銘牌電壓、電流是指電動機(jī)的額定線電壓和額定線電流；而銘牌功率則是指電動機(jī)的額定輸出功率，即軸上輸出的額定機(jī)械功率。5. 三相異步電動機(jī)正常運(yùn)行時，如果轉(zhuǎn)子突然卡住，電動機(jī)電流有何變化？對電動機(jī)有何影響？答：三相異步電

7、動機(jī)正常運(yùn)行時，如果轉(zhuǎn)子突然卡住，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變?yōu)榱?，轉(zhuǎn)差率為1，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子的速率增加，轉(zhuǎn)子電流增大，與轉(zhuǎn)子電流平衡的定子電流也跟著增大，時間長了有可能會燒毀電動機(jī)。第三次作業(yè)1.  試用戴維南定理求如圖2-76所示電路中的電流I。 解：第一步：找到線性有源的二端網(wǎng)絡(luò)    移去4電阻即可得到需等效的線性有源的二端網(wǎng)絡(luò)如圖第二步：求二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UAB（用任何分析方法均可）11V6V20V1.5V16.5V6VABCD 此處用結(jié)點(diǎn)電壓法，如圖列出C、D結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)電壓方程，有C點(diǎn)   D點(diǎn)    聯(lián)

8、立，解方程組可得所以，開路電壓AB第三步：求等效電阻RO 對應(yīng)無源二端網(wǎng)絡(luò)如圖所以，等效電阻 第四步：求待求參數(shù)電流I 43VAB4I畫出戴維南等效電路，如圖 所以，電流2.  如圖5-63所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)， 時開關(guān)S閉合，試求、及和，并解釋為什么。 解：根據(jù)開關(guān)閉合前的穩(wěn)態(tài)電路（電容開路），有由換路定則，有時刻的等效電路如圖所示由等效電路可得（疊加原理）（KVL）2. 三相異步電機(jī)在什么情況下轉(zhuǎn)差率s為下列數(shù)值： 、和。答：在三相異步電機(jī)起動的瞬間，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ，；當(dāng)異步電動機(jī)正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要小于同步轉(zhuǎn)速，此時；當(dāng)三相異步電動機(jī)處

9、在再生制動的情況下時，這種情況下，例如起重機(jī)吊重物下降，重物拖動電動機(jī)使其加速；多速電動機(jī)換速（從高速轉(zhuǎn)到低速）運(yùn)行時，都產(chǎn)生再生制動。3. 為什么三相異步電動機(jī)不能在最大電磁轉(zhuǎn)矩 處運(yùn)行？答：三相異步電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩必需大于它的額定轉(zhuǎn)矩，即電動機(jī)必須有一定的抗過載能力，這樣在電動機(jī)工作時，機(jī)械負(fù)載突然沖擊或者短時間的過載才不至于損壞電動機(jī)。4. 電路如圖所示，已知：US=20V，R1=4W，R2=15W，R3=8W，R4=10W，R5=4W，R6=12W。試求電路的開路電壓U和電流I。第四次作業(yè)1.  三相異步電動機(jī)在電源斷掉一根線后為什么不能起動？在運(yùn)行中

10、斷掉一根線為什么還能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？長時間運(yùn)行是否可以？答： 三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，異步電動機(jī)定子三相繞組只有兩相的線端串接在電源上，這是電源由三相變成單相，電動機(jī)的令兩相繞組組成了簡單的串回路。流過同一電流，形成單相脈動磁場，脈動磁場可以分解為兩個大小相等、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)起動時，轉(zhuǎn)子靜止，兩個旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子間的轉(zhuǎn)差率均為1，則兩個大小相等、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，對轉(zhuǎn)子的合成總轉(zhuǎn)矩為零，因此不能起動。如果在運(yùn)行中斷了一根電源線，則電動機(jī)仍按照原來的方向旋轉(zhuǎn)，因為這是單相異步電動機(jī)的兩個旋轉(zhuǎn)磁場中必有一個和原來的轉(zhuǎn)向相同，它對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為而另一個相反方向旋轉(zhuǎn)的磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率為由于

11、因此由相反方向旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的有功分量 很小，使所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，所以，結(jié)果所受到的總轉(zhuǎn)矩不比負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)仍按照原方向旋轉(zhuǎn)。 這兩種情況下，對電動機(jī)都是非常不利的，起動時若斷去一根電源線則不能起動，還會由于磁場性質(zhì)的變化發(fā)出不正常的“嗡嗡”聲，使電流突然很大，時間長了，電動機(jī)的繞組將會燒毀。在運(yùn)行時若斷去一根電源線，電機(jī)雖然能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速會下降，定子電流變大，時間一長，電動機(jī)過熱，亦將燒壞。2. 在圖3-68所示正弦交流電路中，試分別求出電流表A0和電壓表V0的讀數(shù)，并作出相量圖。 解：（a）并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)并聯(lián)電壓為參考相量，畫出相量圖由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電

12、流表A0的讀數(shù)（b）串聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)串聯(lián)電流為參考相量，畫相量圖如下由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電壓表V0的讀數(shù)80V。（c）并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)并聯(lián)電壓為參考相量，畫出相量圖由相量圖，有所以，電流表A0的讀數(shù) （d）串聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)串聯(lián)電流為參考相量，畫相量圖如下由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電壓表V0的讀數(shù)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè) 為參考相量，畫相量圖如下圖中 為電容兩端的電壓，為電感支路的電流。100V10A所以，電流表A0的讀數(shù) 電壓表V0的讀數(shù)3. 在圖3-77所示電路中，已知：，。試用戴維南定理求電路中電流 。 解：戴維南定理求解（1）找出二端網(wǎng)絡(luò)移去包含待求電流的支路

13、，即得有源二端網(wǎng)絡(luò)，如下圖（2）求開路電壓 采用疊加定理求解開路電壓。單獨(dú)作用時單獨(dú)作用時單獨(dú)作用時根據(jù)疊加定理，有（3）求等效復(fù)數(shù)阻抗 （4）求待求電流 畫出戴維南等效電路如下圖根據(jù)戴維南等效電路，有4. 圖1-85所示電路中的方框代表電源或負(fù)載。試求： （1）說明各方框上的電壓與電流參考方向是否關(guān)聯(lián)。（2）確定哪些是電源，哪些是負(fù)載，并討論其功率平衡。 解：（1）A、C、D方框上的電壓與電流參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向； B、E 方框上的電壓與電流參考方向為非關(guān)聯(lián)參考方向。2）判斷電源、負(fù)載：為電源； 為負(fù)載；為電源； 為負(fù)載；為電源。為電源；為電源； 為負(fù)載；為電源； 為負(fù)載；為電源。為電源；為電源； 為負(fù)載；為電源； 為負(fù)載；為電源。驗證功率平衡：故功率平衡。5. 一只110V、15W的指