中级计算与画图.docx
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中级计算与画图
四、计算题(每题5分,共26题)
1(La4D1011).电场中某点有一个电量Q=20μC的点电荷,需用F=0.01N的力才能阻止它的运动,求该点的电场强度。
答案:
解:
E=F/Q=0.01/20×10-6=500(N/C)
答:
电场强度为500N/C。
2(La4D2012).在磁感应强度为0.8T的磁场中有一条有效长度为0.15m的导线,导线在垂直于磁力线的方向上切割磁力线时,速度为20m/s,求导线中产生的感应电动势E的大小。
答案:
解:
E=BLv=0.8×0.15×20=2.4(V)
答:
感应电动势为2.4V。
3(La4D3013).已知一个R、L串联电路,其电阻和感抗均为10Ω,试求在线路上加100V交流电压时,电流是多少?
电流电压的相位差多大?
答案:
解:
电路的阻抗为
电路中的电流为
I=U/Z=100/14.1=7.1(A)
电流电压的相位差为
=tg-1XL/R=tg-110/10=45°
答:
电流为7.1A,相位差45°。
4(La4D4014).已知通过某支路的正弦交流电的频率为1Hz,Im=10mA,初相角
=π/4。
试写出电流的函数式,并求当t=0.5s时,电流的瞬时值。
答案:
解:
由已知条件可写出电流的函数式为
i=10sin(2πt+π/4)(mA)
当t=0.5s时,电流的瞬时值为
i=10sin(2π×0.5+π/4)=-7.07(mA)
答:
电流的瞬时值为-7.07mA。
5(La4D5015).已知条件如图D-8所示,求R5上的电流I5和总电流I。
图D-8
答案:
解:
R1/R2=R3/R4
I5=0
R=(R1+R3)(R2+R4)/(R1+R2+R3+R4)
R=(320×480)/(320+480)=192(Ω)
I=E/(R+R0)=24/(192+100)=0.08(A)
答:
I5为0,总电流I为0.08A。
6(La4D1016).正弦交流量的频率分别为50Hz和820kHz时,它们的周期和角频率各为多少?
答案:
解:
当频率f1=50Hz时
周期T1=1/f1=1/50=0.02(s)
角频率
1=2πf1=2×3.14×50=314(rad/s)
当频率f2=820kHz时
周期T2=1/f2=1/(8.2×105)=1.22×10-6(s)
角频率
2=2πf2=2×3.14×8.2×105=5.15×106(rad/s)
答:
50Hz时,周期为0.02s,角频率为314rad/s;820kHz时,周期为1.22×10-6,角频率为5.15×10rad。
7(La4D2017).如图D-9所示,R1=R2=R3=R4,求等效电阻R。
图D-9
答案:
解:
图(a)的等效电路为图(b),由图(b)可得
R5=R1×R2/(R1+R2)+R3=(3/2)R1
R=R5×R4/(R5+R4)=3/5R1
答:
等效电阻R为3/5R1。
8(La4D3018).将220V、100W的灯泡接在220V的电源上,允许电源电压波动±10%(即242~198V),求最高电压和最低电压时灯泡的实际功率。
答案:
解:
P=U2/R
Pmax=100×2422/2202=121(W)
Pmin=100×1982/2202=81(W)
答:
最高时为121W,最低时为81W。
9(La4D4019).有一单相全波整流电路,要求输出直流电压为110V,电流为3A。
试计算Udrm和Id值。
答案:
解:
变压器二次电压为
U=Uo/0.9=110/0.9=122(V)
整流元件截止时承受的最高反向电压为
Udrm=2
U=2×
×122=344(V)
通过整流元件的平均电流为
Id=1/2Io=1/2×3=1.5(A)
答:
Udrm为344V,Id为1.5A。
10(La4D5020).某正弦电流的初相为30°,在t=T/2时,瞬时值为-0.4A,求这个正弦电流的有效值。
答案:
解:
设正弦电流的瞬时值表达式为
i=Imsin(2πft+
)
已知
=30°=π/6,且t=T/2时,i=-0.4A
因此-0.4=
Isin[(2π/T)·(T/2)+π/6]=
Isin7/6π=-
/2I
则电流有效值为
I=0.4
=0.566(A)
答:
电流有效值为0.566A。
11(Jd4D1041).如图D-21所示的电路中,E=10V,R1=1.6kΩ,R2=6kΩ,R3=4kΩ,L=0.2H,把开关打开求:
在换电路瞬间t=0+时,
(1)电感中的电流iL(0+);
(2)电感上的电压uL(0+)。
图D-21
答案:
解:
R2与R3并联
R′=R2R3/(R2+R3)=6×4/(6+4)=2.4(kΩ)
R=R1+R′=1.6+2.4=4(kΩ)
L不起作用
I=E/R=10/4=2.5(mA)
iL=[R2/(R2+R3)]I=6/(6+4)×2.5=1.5(mA)
iL(0+)=1.5mA
uL(0+)=I(R2+R3)=1.5×(6+4)=15(V)
答:
电感中电流为1.5mA,电感上的电压为15V。
12(Jd4D2042).有一高频阻波器,电感量100H,阻塞频率为400kHz,求阻波器内需并联多大电容才能满足要求。
答案:
解:
谐振频率为
并联电容为
=10-12/(4×3.142×4002×10002×100×10-6)
=162/631=1585(pF)
答:
阻波器内需并联1585pF的电容才能满足要求。
13(Jd4D3043).将一块最大刻度是300A的电流表接入变比为300/5的电流互感器二次回路中,当电流表的指示为150A,表计的线圈实际通过了多少电流?
答案:
解:
k=I1/I2=300/5=60
I′2=I′1/k=150/60=2.5(A)
答:
表计实际通过了2.5A的电流。
14(Jd4D4044).把一块电磁铁接到220V,50Hz的电源上,只有当电流达15A以上时才能吸住电磁铁。
已知线圈的电阻XL=8Ω,求线圈电阻不能大于多少?
答案:
解:
Z=U/I=220/15=14.7(Ω)
答:
R小于12.3Ω时才符合要求。
15(Jd4D5045).一只电流表满量限为10A,准确等级为0.5,用此表测量1A电流时的相对误差是多少?
答案:
解:
最大相对误差Δm=±0.5%×10=±0.05(A)
测量1A的电流时,其相对误差为
±0.05/1=±5%。
答:
相对误差是±5%。
16(Jd4D1046).有一台额定容量15000kVA的三相变压器,接在U1=35kV的电源上,变压器空载时的二次电压U2=10kV,求这台变压器的变比k。
答案:
解:
k=U1/U2=10/35=0.28
答:
变压器的变比为0.28。
17(Jd4D2047).一台型号是DL-10500/220的单相变压器,一次侧额定电压Ue1=220/
kV,二次侧额定电压Ue2=38.5/
kV,求一、二次侧的额定电流Ie1、Ie2。
答案:
解:
Ie1=Se/Ue1=10500(220/
)=82.6(A)
Ie2=Se/Ue2=10500/(38.5/
)=472.5(A)
答:
一、二次侧额定电流为82.6A和472.5A。
18(Jd4D3048).有一台Yy0的三相变压器,容量180kVA,额定电压10/0.4kV,频率50Hz,每匝绕组的感应电动势为5.133V,铁心截面积为159.99cm2,球:
(1)变比是多少?
(2)一次、二次绕组的匝数是多少?
(3)铁芯中的磁通密度是多少?
答案:
(1)变比K=U1/U2=10/
/0.4/
=25
(2)一次绕组的匝数N1=U1/5.133=103/
/5.133=1125(匝)
一次绕组的匝数N2=U1/5.133=400/
/5.133=45(匝)
(3)磁通∮m=U1/4.44fN1=103/
/(4.44×50×1125)=0.023(Wb)
铁芯中的磁通密度Bm=∮m/S=0.023×108/159.99×10-6=1.444(T)
答:
变比是25,一次、二次绕组匝数分别是1125匝和45匝,铁芯中的磁通密度为1.444T。
19(Jd4D4049).一台220/38.5kV的三相变压器的变比k是多少?
若此时电网电压仍维持220kV,而将高压侧分头调至225.5kV,低压侧电压U2应是多少?
答案:
解:
k=U1/U2=220/38.55=5.71
调整高压侧分头后,变比为
k′=U′/U2=225.5/38.5=5.84
U2=U1/k′=220/5.84=37.67(kV)
答:
三相变压器的变比是5.71,低压侧电压是37.67kV。
20(Jd4D5050).一台20MVA双绕组变压器,短路电压为10.5%,取基准容量Si=100MVA,求其阻抗的标么值。
答案:
解:
Xb=(10.5%/100)×(SJ/Se)=0.105×(100/20)=0.525
答:
阻抗的标么值是0.525。
21(Je4D1067).有一台SFL1-50000/110双绕组变压器,高低压侧的阻抗压降为10.5%,短路损耗为230kW,求变压器绕组的电阻和漏抗值。
答案:
解:
变压器绕组的电阻
=[(230×103)/(50000)2]]×1102=1.11(Ω)
变压器漏抗
XB=(UD%Ue2/Se)×103=(10.5%×1102/50000)×103=25.41(Ω)
答:
变压器绕组的电阻为1.11Ω,漏抗值为25.41Ω。
22(Je4D2068).某站装有一组由118只GGF-300型铅酸蓄电池组成的蓄电池组,每只电池电压UD=2.15V,正常负荷电流Ifh=10A,若想使母线电压U保持在220V,问应有多少只电池投入运行?
若蓄电池组的浮充电流Ifc=0.03Qe/36A,那么浮充机输出的电流IC应是多少?
答案:
解:
电池数n=U/Ud=220/2.15=102(只)
Ife=0.03(Qe/36)=0.03×(300/36)=0.25(A)
Ie=Ife+Ifh=0.25+10=10.25(A)
答:
应有102只电池投入运行,浮充机输出的电流为10.25A。
23(Je4D3069).一台铭牌为10kV,80kvar的电力电容器,当测量电容器的电容量时为200V工频电压下电流为180mA时,求实测电容值,并判断其是否合格(ΔC<10%Ce时为合格)。
答案:
解:
根据铭牌计算其标称电容量为
Ce=Q/(U2ω)=(80×103)/[(10000)2×100π]×106=2.54(
F)
根据测试结果,求出实测电容量为
C′e=I/Uω=180×10-3/(200×100π)×106=2.86(
F)
电容量的偏差ΔC为
ΔC=[(C′e-Ce)/Ce]×100%=(2.86-2.54)/2.54×100%=12.6%
因为ΔC>10%,所以不合格。
答:
实测电容值为2.86
F,不合格。
24(Je4D4070).有额定电压11kV,额定容量100kvar的电容器48台,每两台串联后再并联星接,接入35kV母线,问该组电容器的额定电流是多少?
当35kV母线线电压达到多少伏时,才能达到额定电流?
答案:
解:
(1)电容器组的额定电流。
100kvar、11kV的电容器每台的额定电流为
Ie=100/11=9.09(A)
48台电容器分成三相每两台串联后再并联,则每相并联8台,故该组电容器的额定电流为
I=9.09×8=72.72(A)
(2)达到额定电流时的母线电压
两台电容器串联后星接,则其相电压为22kV,线电压Ue=22
=38.1(kV)
答:
电容器的额定电流是72.72A,线电压应该是38.1kV。
25(Je4D1071).某设备装有电流保护,电流互感器的变比是200/5,整定值是4A,如果原整定值不变,将电流互感器变比改为300/5,应整定为多少?
答案:
解:
原整定值的一次电流为
4×200/5=160(A)
当电流互感器的变比改为300/5后,其整定值应为
IDY=160/300/5=2.67(A)
答:
整定值为2.67A。
26(Je4D2072).某站新装GGF-300型蓄电池共118个准备投入运行,运行人员在验收时以30A的电流放电,测得电压为236V,停止放电后蓄电池组电压立即回升到253.7V,求蓄电池组的总内阻r和每个电池的内阻r′。
答案:
解:
r=(253.7-236)/30=0.59(Ω)
r′=r/118=0.59/118=0.005(Ω)
答:
蓄电池组的总内阻为0.59Ω,每个电池的内阻为0.005Ω。
五、绘图题(每题5分,共19题)
1(La4E3003).根据图E-5中电流方向及导线在磁场中受力方向,标出N、S极。
图E-5
答案:
N、S极如图E-6所示。
图E-6
2(La4E4004).图E-7中电流I的方向是磁铁B插入线圈时产生的电流方向,试标出磁铁B的N、S极。
图E-7
答案:
见图E-8。
图E-8
3(La4E3005).两导线中电流方向如图E-9所示,在图中标出通电导线间相互作用力的方向。
图E-9
答案:
见图E-10。
图E-10
4(La4E3008).标出图E-15中通电螺线管内A点,轴线上B、N点,管外C点的磁场方向。
图E-15
答案:
见图E-16。
图E-16
6(Lb4E3011).图E-21中,哪个装置是在供给能量?
哪个装置是在消耗能量(图中U、I方向为真实方向)?
图E-21
答案:
A、C装置是消耗能量的。
B、D装置是供给能量的。
7(Lb4E3014).有三台电流互感器二次侧是星形接线,其中B相极性相反,画出其电流的相量图。
答案:
如图E-24所示。
图E-24
8(Lb4E3015).图E-25所示电路中,CD两端的输出电压
AB两端的输入电压
的相位向前移动了一个角度,绘出该电路中各电压、电流相量图。
图E-25
答案:
如图E-26所示。
图E-26
9(Jd4E3032).请画出用功率表测量单相交流电电功率的电路图。
答案:
电路如图E-43所示。
图中L1是表的电流线圈,L2是电压线圈,R
是电压线圈的附加电阻,R
是负载。
图E-43
10(Jd4E3033).简述用三只功率表测量三相四线制电路的有功功率。
答案:
三相四线制电路有功功率的测量。
三相四线制的负载一般是不对称的。
此时,可用三只功率表分别测出各相功率,接线如图E-44所示。
三相总的功率等于三只表读数之和或者采用一只三相三元件有功功率表来测量。
图E-44
11(Jd4E3035).画出三相变压器的Y,d11组别接线图,并标出极性。
答案:
见图E-47。
图E-47三相变压器的Y,d11组别接线图
12(Jd4E3036).请画出电压互感器二次侧电压表的连接图。
答案:
见图E-48。
图E-48
13(Jd4E3037).画出用单相电能表测量完全对称三相四线制三相有功电能的电路图。
答案:
见图E-49。
完全对称的三相四线制电路可采用上图所示的测量方法,此时,三相总电能消耗为电能表测得数据的3倍。
图E-49
14(Jd4E3038).画出用单相电能表测量三相三线制电路中三相有功电能的电路图。
答案:
三相三线制电能测量可采用如图E-50所示的两表法。
三相消耗总电能是两表读数之和。
此法应注意,电能表额定电压与供电网路的线电压相等。
图E-50
15(Jd4E3039).请画出单相电能表经电流互感器接入电路图。
答案:
见图E-51。
图E-51
16(Je4E3061).请画出备投后备过流动作原理图。
答案:
如图E-73所示。
图E-73
17(Je4E2062).画出事故音响试验回路。
答案:
如图E-74所示。
图E-74
18(Je4E4063).请画出两相式过流保护直流展开图。
答案:
如图E-75所示。
图E-75
19(Je4E3064).请画出两相式过流保护交流回路展开图。
答案:
如图E-76所示。
图E-76
20(Je4E4065).请画出零相电流滤过器接线图。
答案:
如图E-77所示。
图E-77
21(Je4E2066).请画出电流互感器两相继电器不完全星形接线图。
答案:
如图E-78所示。
图E-78
22(Je4E3067).请画出电流互感器两相电流差接线图。
答案:
如图E-79所示。
图E-79
23(Je4E4068).请画出断线闭锁装置图。
答案:
如图E-80所示。
图E-80
24(Je4E4069).请画出预告信号熔断器监视灯回路图。
答案:
如图E-81所示。
图E-81
25(Je4E3070).请画出中央事故信号装置接线图。
答案:
如图E-82所示。
图E-82
26(Je4E3071).请画出线路电流保护回路图。
答案:
如图E-83所示。
图E-83
27(Je4E2072).请画出站用电流互感器测量回路。
答案:
如图E-84所示。
图E-84
28(Je4E2073).请画出站用电压互感器测量回路。
答案:
如图E-85所示。
图E-85
29(Je4E3074).请画出66kVTV二次开三角侧启动回路图。
答案:
如图E-86所示。
图E-86
30(Je4E3075).请画出66kV母差保护后备延时回路。
答案:
如图E-87所示。
图E-87
31(Je4E4076).请画出66kV复合电压回路。
答案:
如图E-88所示。
图E-88
32(Je4E3077).请画出零序电流保护交流电压回路图。
答案:
如图E-89所示。
图E-89
33(Je4E3078).请画出500kV失灵保护瞬时跳本断路器线圈回路图。
答案:
如图E-90所示。
图E-90
34(Je4E3079).请画出微机监控预告总信号发出原理图。
答案:
如图E-91所示。
图E-91
35(Je4E3080).画出同期母线名称图。
答案:
如图E-92所示。
图E-92
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