电路设计与分析技巧

3.4.1　电路设计

根据工作任务要求，所接的负载需要两种额定电压，因此电源须采用星形连接的三相四线制。

由于照明电灯为单相负载，连接时须将这些单相负载均衡地分配在各相电源上，因此将60盏照明电灯每20个一组分别接入U、V、W三相。

电动机为三相对称负载，额定电压为380V，须采用三角形连接接入U、V、W三相。

设计的电路图如图4－12所示。

图4－12　电路图

3.4.2　电路分析

该电路中的电灯为纯电阻，其消耗的功率为有功功率，即

P1＝60P灯＝60×50＝3000（W）

电动机为电感性负载，其感抗为

XL＝ωL＝2πfL＝2×3.14×50×0.127＝40（Ω）

阻抗为

由于电动机做三角形连接

线电压等于相电压为

UL＝UP＝380V

相电流为

线电流为

有功功率为

无功功率为

电路总的有功功率为

P＝P1＋P2＝3000＋5212.6＝8212.6（W）

电路的视在功率为

一、填空题

1.三相对称的交流电动势是指三个交流电动势频率________，最大值________，在相位上________。

2.三相电源的连接方式有________和________。

3.三相电源相线与相线之间的电压称为________________。相线与中性线之间的电压称为________。

4.三相四线制供电线路可以提供________种电压。

5.三相对称电源星形连接时，线电压的有效值是相电压的________倍。目前，我国低压三相四线制供配电系统中线电压是________V，相电压是________V。

6.对称三相负载星形连接时，线电压是相电压的_________倍，线电流是相电流的________倍。

7.对称三相负载三角形连接时，线电压是相电压的________倍，线电流是相电流的________倍。

8.对称三相电路星形连接，若相电压为u＝2202sin（314t－60°）V，则线电压为________V。

9.对称三相电路的有功功率P＝3ILULcosφ，其中，φ角为_________与_________的夹角。

10.三相负载的额定电压为220V，当电源的额定线电压为380V时，应将三相负载接成________；当电源的额定线电压为220V时，应将三相负载接成________。

二、判断题

1.中线的作用就是使不对称接负载的端电压保持对称。（　）

2.三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。（　）

3.三相负载做三角形连接时，总有成立。（　）

4.负载做星形连接时，必有线电流等于相电流。（　）

5.采用三相四线制供电，做星形连接的三相负载不论对称或不对称，中性线上的电流均为零，因此中性线实际上可以省去。（　）(www.xing528.com)

6.三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。（　）

7.中线不允许断开，因此不能安装熔断丝和开关，并且中线截面比火线粗。（　）

8.三相电源电压对称，做星形连接的三相负载也对称时，中性线上的电流为零。（　）

9.三相不对称负载的总功率。（　）

10.负载不对称的三相负载电路，负载端的相电压、线电压、相电流和线电流均不对称。（　）

三、选择题

1.三相对称电路是指（　）。

A.三相电源对称的电路　B.三相负载对称的电路

C.三相电源和三相负载均对称的电路　D.三相电源和三相负载均不对称的电路

2.三相对称负载星形连接，其线电压在数值上为相电压的（　）倍。

3.在同样的线电压下，负载三角形连接所消耗的功率是星形连接的（　）倍。

4.对称三相交流电路，三相负载为星形连接，当电源电压不变而负载换为三角形连接时，三相负载的相电流应（　）。

A.增大　B.减小　C.不变　D.不确定

5.下列结论中错误的是（　）。

A.当负载做连接时，必须有中线

B.当三相负载越接近对称时，中线电流就越小

C.当负载做连接时，线电流必等于相电流

D.当负载做△连接时，线电流为相电流的3倍

6.对称三相交流电路中，三相负载为△连接，当电源电压不变，而负载变为连接时，对称三相负载所吸收的功率（　）。

A.增大　B.减小　C.不变　D.不确定

7.在负载为星形连接的对称三相电路中，各线电流与相应的相电流的关系是（　）。

A.大小、相位都相等

B.大小相等、线电流超前相应的相电流

C.线电流大小为相电流大小的倍、线电流超前相应的相电流

D.线电流大小为相电流大小的倍、线电流滞后相应的相电流

8.在电源对称的三相四线制电路中，若三相负载不对称，则该负载各相电压（　）。

A.不对称　B.仍然对称　C.不一定对称　D.一定不对称

9.某三相电路中U，V，W三相的有功功率分别为PU，PV，PW，则该三相电路总有功功率P为（　）。

10.下面关于三相正弦电路的功率说法错误的是（　）。

A.三相电路的功率等于各相功率之和

B.三相负载对称时，三相有功功率等于一相有功功率的3倍

C.视在功率等于有功功率与无功功率之和

D.有功功率、无功功率和视在功率，遵循三角形法则

四、计算题

1.一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于线电压为380V的对称三相电源上，其线电流IL＝2.2A，cosφ＝0.8，试求每相绕组的阻抗Z。

2.如题图1－1所示的三相四线制电路，三相负载连接成星形，已知电源线电压380V，负载电阻Ra＝11Ω，Rb＝Rc＝22Ω，试求：

题图1－1

（1）负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率；

（2）中线断开，A相短路时的各相电流和线电流；

（3）中线断开，A相断开时的各线电流和相电流。

3.三相对称负载三角形连接，其线电流IL＝5.5A，有功功率P＝7760W，功率因数cosφ＝0.8，求电源的线电压UL、电路的无功功率Q和每相阻抗Z。

4.三相对称负载，每相负载电阻R＝10Ω，感抗XL＝10Ω，接在线电压为380V的对称三相电源上，负载分别做星形连接和三角形连接，求负载的有功功率。