变电站值班员职业技能鉴定试题库计算题第二版(供参考).pdf
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1、变电站值班员职业技能鉴定试题库(第二版)四、计算题La5D1001电炉取用电流为 5A,接在电压为 220V 的电路上,问电炉的功率是多少?若用电 8h,电炉所消耗的电能为多少?解:电炉的功率P=UI=220X5=1100(W)=1.1kW电炉在 8h 内消耗的能量 A=P-t=1.1X8=8.8(kWh)答:电炉的功率为 1.1kW 电炉所消耗的电能为 8.8kWhLa5D2002 如图 D-1 所示,其中:R=5Q,R2=10Q,R3=8Q.R4=3Q.民=6Q.试求图中 A、B 端的等效电阻 R?解:R,=R/R5=只甩/(R4+R)=3X6/(3+6)=2(Q)Rb=R5+R=8+2=
2、10(Q)RC=R/Rb=RR/(R2+R,)=10X10/(10+10)=5(Q)RAB=R+R:=5+5=10(Q)答:A、B 端的等效电阻 R 为 10QOLa5D3003 有一对称三相正弦交流电路,负载为星形连接时,线电压为 380V,每相负载阻抗为 10Q电阻与 15Q感抗串接,试求负载的相电流是多少?解:已知电压UL=380V,则相电压 Up=U/3=220(V)每相负载电阻 R=1CQ每相负载感抗XL=15Q每相负载阻抗ZR2XL-10215218(Q)则负载相电流为IP=U/Z=220/18=12.2(A)答:负载相电流为 12.2AoLa5D5004 图 D-2 所示 L、C
3、 并联电路中,其谐振频率 f=30MHzC=20pF,求 L 的电感值。解:f012LCL1,(2f0)2C142(30106)2201061.41012(H)答:L 的电感值为 1.4X10-12HoLa5D4005 某电源的相电压 U相是 6kV,如接成星形,它的线电压是多少?如果 UA=Usin3t(kV),写出各相、线电压的瞬时值表达式。解:线电压UL=.3UP=.3X6(kV)=10.39(kV)答:线电压为 10.39kVo各相、线电压的瞬时值表达式为uA=Usin3t(kV)uB=Umsin(t-120)kVuc=Umsin(t+120)kVuAB=V3Umsin(t+30)kV
4、ouBC=.3Umsin(3t-90o)kVuCA=吋3Umsin(3t+150)kVLa5DI006 如图 13-3 所示,已知:E=230V,R=1Q,E2=215V,R2=1Q,R=44Q,试求 1、12、13及各电阻上消耗的功率?解:应用支路电流法建立一组独立方程为Il+12-13=0I1R1+|3=E-I2R2-I3R3=-E2将已知数代入上式,得I1+I2-I3=0I1X1+13X44=230I2X1+I3X44=215应用消元法得I1=10(A)I2=-5(A)I3=5(A)I1、I3为正值,说明这两个电流的实际方向与选定的参考方向相同;I2为负值,说明它的实际方向与参考方向相反
5、。各电阻上消耗的功率为22P1=I:R=102X1=100(w)22P2=I;R=(-5)2X1=25(w)22P3=I3R3=502X44=1100(W)答:11、12、13分别为 10A、-5A,5A,消耗的功率分别为 100W25W1100WLa5D2007 在图 D-4 中,已知:R 为 4Q,XL为 9Q,XC为 6Q,电源电压 U 为 100V,试求电路中的电压和电流的相位差及电阻、电感和电容上的电压。解:已知 U=100VXL=9Q,Xc=6Q,R=4Q。由此得出电路的电抗X=XL-XC=9-6=3(Q)电路的阻抗 Z=,R2X2=5(Q)则电路中的电流 I=U/Z=100/5=
6、20(A)电压和电流的相位差为书=arctg(X/R)=arctg(3/4)=36.87电阻上的电压为UR=IR=20X4=80(V)电感上的电压为UL=IXL=20X9=180(V)电容上的电压为Uc=IXc=20X6=120(V)答:相位差为 36.87,电阻、电感、电容上的电压分别为 80V、180V 和 120V。La5D3008 图 D-5 所示电路中,已知 0=50V,M=-40V,V=30V,求 IX、Uc、UOc、LL、Ub。、IX。解:Uac=Va-Vc=50-30=20(V)Ubc=V-Vc=-40-30=-70(V)UoC=0-Vc=-30(V)Uab=Va-Vb=50-
7、(-40)=90(V)Ubo=Vb-0=-40(V)Uoa=0-Va=-(50V)答:Ua为 20V,Ubc为-70V;UOc为-30V,LL 为 90V,Ubo为-40V,UOa为-50V。La5D4009 图 13-6 所示电路中,各支路的电流的正方向已标出,试列出各节点的电流方程式。答:节点 a:11+15-16=0节点 b:I2-14+I6=0节点 C:I3+I4-I5=0节点 d:-I1-I2-I3=0La5D5010 图 D-7 所示电路中,已知 C=1gF,C2=3gF,Cs=6gF,G=2RF,各电容器原不带电,求加上电压 U=100V 后各电容器上的电压。解:设各电容器的电压
8、为 U1、U2、U3、U4、U5,电容 C3、C4串联,再与C并联后的等效电容C5=CXC4/(C3+5+C2=6X2/(6+2)+3=9/2(gF)C/C5=U5/U1U1+U=100将 C、G 数值代入,解联立方程得U1=81.8(V)U5=U=18.2(V)C3/G=U4/U3U3+U=U=18.2将 G、C4数值代入,解联立方程得U3=4.55(V)U4=13.65(V)答:C、C2、C3、C4、Cs上的电压分别为 81.8V、18.2V、4.55V、13.65V 和 18.2VLa4D1011 电场中某点有一个电量 Q=2QiC的点电荷,需用 F=0.01N 的力才能阻止它的运动,求
9、该点的电场强度。解:E=F/Q=0.01/20X10-6=500(N/C)答:电场强度为 500N/CoLa4D2012 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。解:E=BLv=0.8X0.15X20=2.4(V)答:感应电动势为 2.4VoLa4D3013 已知一个 R、L 串联电路,其电阻和感抗均为 10Q,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?解:电路的阻抗为Z=.R2X210210210214.1(Q)电路中的电流为I=U/
10、Z=100/14.1=7.1(A)电流电压的相位差为=tg-1(XL/R)=tg-1(10/10)=45答:电流为 7.1A,相位差 45。La4D4014 已知通过某支路的正弦交流电的频率为 1Hz,Im=10mA 初相角=n/4。试写出电流的函数式,并求当 t=0.5s时,电流的瞬时值。解:由已知条件可写岀电流的函数式为i=10sin(2nt+n/4)(mA)当 t=0.5s 时,电流的瞬时值为i=10sin(2nX0.5+n/4)=-7.07(mA)答:电流的瞬时值为-7.07mALa4D5015 已知条件如图 D-8 所示,求民上的电流丨5和总电流 I。解:R/R=R/RI5=0R=(
11、R1+R)(R2+RI)/(R1+R+R+R)R=(320X480)/(320+480)=192(Q)I=E/(R+R0=24/(192+100)=0.08(A)答:I5为 0,总电流 I 为 0.08AoLa4D1016 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?解:当频率 f!=50Hz 时周期 T1=1/f1=1/50=0.02(s)角频率31=2nfl=2X3.14X50=314(rad/s)当频率 f2=820kHz 时周期 T2=1/f2=1/(8.2X105)=1.22X10-6(s)角频率32=2nf2=2X3.14X8.2X105=5
12、.15X106(rad/s)答:50Hz 时,周期为 0.02s,角频率为 314rad/s;820kHz 时,周期为 1.22X10-6,角频率为 5.15X10rad。La4D2017 如图 D-9 所示,R=R?=R5=Rt,求等效电阻 Ro解:图(a)的等效电路为图(b),由图(b)可得R5=RXR2/(R1+R)+R3=(3/2)R1R=R5XR4/(R5+R()=3/5R答:等效电阻 R 为 3/5R1oLa4D3018 将 220V、100W 勺灯泡接在 220V 的电源上,允许电源电压波动土 10%(即 242198V),求最高电压和最低电压时灯泡的实际功率。解:P=U2/RP
13、1/P2=U;.U;Pmax=100X2422/2202=121(W)Pmin=100X1982/2202=81(W)答:最高时为 121V,最低时为 81WLa4D4019 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 UU 和 Id的值。解:变压器二次电压为U=U0/0.9=110/0.9=122(V)整流元件截止时承受的最高反向电压为Udrm=2、-2U2,2122=344(V)通过整流元件的平均电流为Id=1/210=1/2X3=1.5(A)答:Udrm为 344V,Id 为 1.5AoLa4D5020 某正弦电流的初相为 30在 t=T/2 时,瞬时值为-
14、0.4A,求这个正弦电流的有效值。解:设正弦电流的瞬时值表达式为i=Imsin(2nft+)已知=30=n/6,且 t=T/2 时,i=-0.4A因此-0.4=、.2lsin(2n/T)(T/2)+n/6=.2Isin7/6n=-.,2/2I则电流有效值为I=0.42=0.566(A)答:电流有效值为 0.566A。La3D1021 如图 D-10 所示,U=120V,R=30Q,R2=10Q,Rs=20Q,凡=15,求 1、12、I4、U 和 U。解:R2=R+R=30(Q)R4R2R4(R2R4)=30X15/(30+15)=10(Q)R=R1+Ri=30+10=40(Q)Il=U/R=1
15、2C/40=3(A)I4=(U-IiR)/R=(120-3X30)/15=2(A)I2=Ii-I4=3-2=l(A)Ui=liR=3X30=90(V)U4=U-Ui=120-90=30(V)答:Ii为 3A,I2为 1A,I4为 2A,U 为 90V,U4为 30V。La3D2022 如图 D11 所示,电路中的总功率是 400w,求 j 及各个支路电流 I(R 取整数,I 保留两位小数)。解:R=U2/P=206/400=100(Q)R2=RXR/(R+RO=50X50/(50+50)=25(Q)32RtR4R2=500+25=525(Q)R-!R1R4/(R1R4)=25X525/(25+
16、525)=24(Q)rx=R-R=100-24=76(Q)I=P/U=400/200=2(A)I1=(U-Irx)/R=(200-2X76)/25=1.92(A)12=I3=(I-I1)/2=0.04(A)答:rx为 76Q,11为 1.92A,12为 0.04A,13为 0.04A。La3D3023 某串联电路中 R=10QL=64gHC=100 卩 F,电源电动势 E=0.5V,求发生谐振时各元件上的电压.解:30=1164106100106106.80/meUR=0.5(V)I=E/R=0.05(A)UL=I3O_=0.05X(106/80)X64X10-6=0.04(V)Uc=l(1/
17、3oC)=O.05X80/(106X100X10-6)=0.04(V)答:UR为 0.5V,UL为 0.04V,UC为 0.04V。La3D4024 已知条件如图 D-12 所示,求各支路电流 I 八 12、丨丨3.解:(1)利用叠加原理先将 E 短接,则有R=RR/(R1+R)=4X4/(4+4)=2(Q)I3=-E/(R+R0=-15/(2+4)=-2.5(A)2I2=-1.25(A)丨1=-1.25(A)(2)将 E 短接,则有R=RR/(R!+R)=4X4/(4+4)=2(Q)I2=E/(R+R)=6/(4+2)=1(A)12丨1=-1/2(A)I3=1/2(A)1=11=I2=I3I
18、2=-1.75(A)I2=-0.25(A)I3=-2(A)23答:I1为-1.75A,12为-0.25A,13为-2A。La3D5025 如图 D-13 所示的三相四线制电路,其各相电阻分别为 R=R=20Q,RC=10Q。已知对称三相电源的线电压UL=380V,求相电流、线电流和中线电流。解:因电路为三相四线制,所以每相负载两端电压均为电源相电压,即 UP=LL/、.3380/3=220(V)设UA220z0V,则UB220z-120V,UC220z120V所以,各相相电流分别为因负载星接,所以线电流等于相电流,即IA=11A,IB=11A,Ic=22A,中线电流La3D1026 如图 D-
19、14 所示,U 为正弦交流电压,已知XL=10Q,开关 S 打开和合上时,电流表 A 的读数都是 5A,试求容抗XLO解:S 打开时,由已知可得电源电压为U=IXL=5X10=50(V)S 合上时,IL不变,由图 D-15 相量图得I=IC-IL所以电容电流lc=l+lL=5+5=10(A)因此容抗为X=U/1C=50/10=5(Q)答:容抗XL为5QOLa3D2027 如图 D-16 所示电路,四个电容器的电容各为 Ci=C4=0.2gF,C2=C3=O.6 讦。试求:开关 S 打开时,ab 两点间的等效电容。(2)开关 S 合上时,ab 两点间的等效电容。解:(1)开关 S 打开时,其等效
20、电容为Cab=(CQ)/(C1+C2)+(C3C4)/(C3+C4)=(O.2XO.6)/(O.2+O.6)+(0.2XO.6)/(O.2+0.6)=O.3(卩 F)(2)开关 S 合上时,其等效电容为Cab=(Ct+C)(C2+C4)/(CI+G+G+G)=O.8X0.8/(O.8+O.8)=0.4(gF)答:S 打开时,6 为 O.3gF;S 合上时,6 为 O.4gFoLa3D3O28 如图 D-17 所示,将变频电源接在此电路中,R=50,L=16gHC=4OgF,U=22OVO求谐振频率 fO相应的 I、IL、IC、IRO解:fO12LC1216106401061O416199(Hz
21、)XL=3L=2nfoL=2n(1O/16n)X16X1O-3=2O(Q)IR=U/R=22O/5O=4.4(A)IL=U/XL=220/20=11(A)IC=IL=11(A)I=IR=4.4(A)答:I 为 4.4A,IL为 11A,Ic为 11A,IR为 4.4ALa3D4O29 在图 13-18 所示对称三相电路中,由三线制电源所提供的对称三相线电压为 38OV,线路阻抗乙=0.4+jO.3Q,星形连接的负载各相阻抗 Z=7.6+j5.7Q。试求三相负载的相电压和相电流的大小。解:电源相电压up=uL/,338O/,3=2oo(v)每相总阻抗因三相负载对称,所以流过每相负载的电流均为IP
22、=up/Z=22O/10=22(A)每相负载阻抗Z7.625.72=9.5(Q)负载相电压UpIpZ=22X9.5=209(V)答:相电压为 2O9V,相电流为22AOLa3D5O3O 已知加在 C=1OOgF电容器上电压 UC=2Osin(1O3t+6O)V。求电流的有效值、无功功率 QC以及UC达到最大值时,电容所储存的能量。解:容抗XC=1/3C=1/(1O3X1OOX1O-6)=1O(Q)电流的有效值 I=U/XC=20/(2X1O)=.2=1.414(A)电容储存的能量W=1/2CUm=1/2X100X106X202=2X10-2(J)答:电流的有效值 1.414A,无功功率为 20
23、var,电容所储存的能量为 2X10-2J。Jd5D1031 有一长 2km 截面积为 4mrm 的铜导线,试求导线的电阻为多大?(p=0.0175Qmm2/m)解:已知L=2km=2000m 截面积 S=4mm贝UR=pL/S=0.0175X2000/4=8.75(Q)答.导线的电阻为 8.75Q.Jd5D2032 用电阻法测一铜线的温度,如果 20C时线圈电阻为 0.64Q,升温后电阻为 0.72Q,求此时的温度ta=0.004(1/C)。答:因为 R=R1+a(t-20)所以a=(Rt-R20)/R(t-20)=(0.72-0.64)/0.64(t-20)=0.004t=(0.72-0.
24、64)/0.004X0.64+20=51.2(C)答:温度为 51.2C。Jd5D3033 有一块表头的量程是 100gA,,内阻 Rg=1kQ,如把它改装成一个量程为 3V、30V 和 300V 的多量程伏特表,内部接线如图 D-19 所示,求 R 和 R+R 的数值。解:R=3/(100X10-6)-Rg=29000(Q)R2+R=300/(100X10-6)-R1-Rg=297X104(Q)答:R1为 29000Q,R+R 为 297X104Q。Jd5D4034某三相变压器的二次侧电压 400V,电流是250A,已知功率因数 cos=0.866,求这台变压器的有功功率 P、无功功率 Q
25、和视在功率 S 各是多少?解:P=、.3Ulcos=、.3X400X250X0.866=150(kW)S=.3UI=.3X400X250=173.2(kVA)Q=.3Ulsin.S21502.173.22150286.6(kVA)答:有功功率 P 为 150kW 无功功率 Q 为 86.6kVA,视在功率为 173.2kVA。Jd5D5035 有一台三相电动机绕组,接成三角形后接于线电压 U=380V 的电源上,电源供给的有功功率PL8.2kW,功率因数为 0.83,求电动机的相、线电流。若将此电动机绕组改连成星形,求此时电动机的线电流、相电流及有功功率。解:接成三角形接线时 IP1=.3IL
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