第19卷 三相正弦交流电路（A卷） 湖南省（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

湖南省（职教高考）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 三相正弦交流电路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 若三相电动势依次达到最大值的次序为，则称此种相序为______。 【答案】正序 【解析】三相电动势依次达到最大值的顺序为、、时，规定该相序为正序。 2. 电路如图所示，线电压为380V，，当A相的Z短路时，电流表的读数为______A。 【答案】6.58 3. 有中线的三相供电方式称为______。 【答案】三相四线制 【解析】三相供电系统中引出三根相线和一根中线，共四根线，因此称为三相四线制。 4. 在三相负载中，如果负载为纯电阻，功率因数为1，则相位角 φ 为______度。 【答案】0 【解析】纯电阻负载的相位角为0度，因为在电阻中电流与电压是完全同相的。 5. 如图所示，U、V、W是三相交流发电机中三个线圈的始端，N是三个线圈的末端， E、F．G是三个相同的负载，照明电路中的三个照明灯也相同，那么，E、F、G 中某个负载两端的电压与某个照明灯两端的电压之比是______。若的读数是，的读数是，通过负载E、 F、C的电流是______，的读数是______。 【答案】① ② ③ 0 【解析】本题可根据三相交流电路中星形联结和三角形联结的电压、电流关系来求解。 ①求E、F、G中某个负载两端的电压与某个照明灯两端的电压之比 由图可知，负载E、F、G是三角形联结，其两端电压为线电压；三个相同的照明灯是星形联结，其两端电压为相电压Up。 在三相交流电路中，线电压与相电压的关系为Up，所以:Up=:1。 ②求通过负载E、F、G的电流 在三角形联结中，线电流与相电流Ip的关系为。 已知A1测的是线电流，读数为，则通过负载E、F、G的相电流Ip=。 ③求A3的读数 A3测量的是中性线电流，在三相对称星形联结电路中，中性线电流0，所以A3的读数是0。 6. 若三相异步电动机每相绕组的额定电压为380V，则该电动机应接成______联结才能接入相电压为220V的三相交流电源中正常工作。 【答案】三角形 【解析】电源的相电压为220V，说明电源线电压为380V（相电压×1.732≈380V）。此时： 正确接法：三角形接法（Δ） 绕组承受电压=线电压=380V，与电动机额定电压完全匹配。 7. 交流接触器在电气控制线路中不仅可以控制三相异步电动机线路的通断，还可以起欠压和______保护作用。 【答案】失压 【解析】交流接触器具有欠压保护和失压保护功能。当电源电压过低或电压消失时，接触器线圈释放，主触点断开，从而保护电动机。 8. 变压器变比 k=。 【答案】 9. 三相对称正弦交流电中，任意两相正弦量的相位差为（　　）。 【答案】 【解析】三相对称正弦交流电的三个相量大小相等，彼此相差。 10. 三相四线制供电线路中，用于连接负载中性点与电源中性点的导线称为（　　）。 【答案】中性线 【解析】三相四线制包括三根相线和一根中性线，中性线用于连接电源中性点与负载中性点。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 已知某三相发电机绕组成星形联结时的相电压，，，则当时，它们之和为（ ） A. 380V B. C. 0 D. 【答案】C 【解析】三相电动势的相位依次相差，且幅值相等，属于对称三相电动势。三相瞬时电动势之和为 uU+uV+uW=0。 因此无论t取何值，三者之和均为0。当t=10 s时，三者之和仍为0，故选C。 12. 在三相交流电路中，当负载不对称时，中性线的作用是（ ） A. 保持相电压对称 B. 保持线电压对称 C. 提高功率因数 D. 增加电路功率 【答案】A 【解析】在三相交流电路中，当负载不对称时，中性线的作用是保持相电压对称。所以选择 A 选项。 13. 如下图所示电路，中线装有熔断器，若中线熔断器和U相熔断器同时熔断开路，则造成的后果是（ ） A. 25W灯泡亮度提高 B. 100W灯泡亮度提高 C. 25W灯泡立即烧毁 D. 100W灯泡立即烧毁 【答案】C 14. 三相电阻性负载作星形联结，各相的电阻为。若相负载短路且中线断开，在此情况下比较、两相负载端电压的大小关系（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】U相负载短路且中线断开后，V、W两相负载串联接在线电压上，流过两相负载的电流相等。根据，因，所以，故选A。 15. 三相电源的线电压为，其对称负载每相阻抗为并采用星形联结，则该负载的线电流（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】三相对称负载采用星形联结时，相电压，相电流，线电流。故C正确。 16. 在如图所示的对称三相交流电路中，若V相电源线断开，则电流表和电压表的读数变化情况为（ ） A. 电流表、电压表的读数均不变 B. 电流表的读数变小，电压表的读数不变 C. 电流表的读数变大，电压表的读数不变 D. 电流表的读数变大，电压表的读数变小 【答案】B 17. 下列关于对称三相负载特点的说法中，错误的是（ ） A. 每相负载的阻抗大小均相等 B. 每相负载的阻抗角均相等 C. 三相负载的阻抗角互差 D. 每相负载都是电感性负载 【答案】D 【解析】对称三相负载的三相阻抗大小相等、阻抗角相等，而各相阻抗的相位并不互差；负载可以是电阻性、电感性或电容性，不一定都是电感性负载。因此错误的是D。 18. 三相电路的功率计算中，视在功率的计算公式是：（ ） A. √3×线电压×线电流 B. 电压乘以电流乘以功率因数 C. 电压乘以电流乘以无功功率因数 D. 电流的平方乘以阻抗 【答案】A 【解析】三相电路的视在功率等于线电压、线电流与√3的乘积，即 S=√3ULI_L。因此应选A。 19. 如图所示，这样的变压器称为（ ） A. 电压互感器 B. 自耦变压器 C. 电流互感器 D. 多绕组变压器 【答案】B 【解析】选项 A，电压互感器是一个带铁心的变压器，由一、二次绕组、铁心和绝缘组成，主要用于电压变换，其结构与图示不同。A错 选项 B，自耦变压器的特点是绕组的一部分兼作一次侧和二次侧，图中所示变压器有一个可滑动的触点来改变绕组匝数，从而改变输出电压，符合自耦变压器的特征。B对 选项 C，电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，结构与图示不同。C错 选项 D，多绕组变压器有多个独立的绕组，用于提供多个不同的电压输出，图中只有一个绕组带有滑动触点，不属于多绕组变压器。D错 20. 三相电路中，如果功率因数小于1，则说明：（ ） A. 电路存在无功功率 B. 电路稳定性好 C. 电路效率高 D. 电路为纯电阻性 【答案】A 【解析】功率因数 cosφ=P/S。功率因数小于1，说明视在功率中包含无功功率，电路存在电感性或电容性无功分量。因此应选A。功率因数小于1不等同于电路一定存在有功功率损耗。 21. 对称三相星形负载在中性线断开的情况下，负载中性点的电位状态是（　　）。 A. 中性点电位保持稳定不变 B. 中性点电位仍然发生明显偏移 C. 中性点电位与某一相线相同 D. 中性点电位等于三相电压之和 【答案】A 【解析】对称三相负载各相阻抗相同，三相电流的相量和为零，因此即使中性线断开，负载中性点也不会发生电位偏移。 22. 如图所示，连在三相交流电路中的各电阻丝、、、的阻值都相同，变压器都是变压比为2：1的降变压器，这些电阻丝按消耗功率大小的顺序排列（从大到小）应为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】R1接相电压 R2接相电压 R3接相电压 R4接线电压 电阻丝R1、R2、R3、R4的阻值都相同 23. 一组对称三相负载采用三角形连接，电源线电压为220 V，每相负载阻抗的大小为38 Ω。该负载的线电流约为（　　）。 A. 5.79 A B. 10.03 A C. 16.67 A D. 38.00 A 【答案】B 【解析】三角形连接时，每相负载电压等于线电压，每相电流约为220除以38，即5.79 A；线电流约为相电流的√3倍，因此约为10.03 A。 24. 在三相四线制电路中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流（　　）。 A. 等于一相负载电流 B. 等于两相负载电流之和 C. 等于三相电流的相量和 D. 等于线电压除以总阻抗 【答案】C 【解析】对称三相负载的三相电流大小相等、相位互差，三相电流的相量和为零，因此中性线电流为零。 25. 某对称三相负载接在线电压为380 V的三相电源上，线电流为6 A，功率因数为0.75。该负载吸收的有功功率约为（　　）。 A. 1.71 kW B. 2.96 kW C. 3.42 kW D. 4.56 kW 【答案】B 【解析】对称三相电路的有功功率为线电压乘以线电流、乘以功率因数和√3，代入数据得到约2.96 kW。 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 某对称三相负载采用星形连接，三相电源的线电压为 ，每相负载阻抗为 。求：（1）负载的相电压；（2）每相电流和线电流的有效值；（3）负载消耗的三相有功功率。 【答案】（1）相电压为 。（2）阻抗模为 ，相电流为 ，星形连接时线电流为 。（3）功率因数为 ，三相有功功率为 。 【解析】星形负载相电压为 。阻抗模为 ，故电流为 。代入三相有功功率公式，得 。 27. 一台三相异步电动机接在 三相电源上，额定输出功率为 ，效率为 ，功率因数为 。电动机连续运行 。求：（1）电动机的输入有功功率；（2）电动机的线电流；（3）运行 消耗的电能。 【答案】（1）输入有功功率为。（2）线电流为。（3）消耗电能为。 【解析】输入功率由效率确定：。根据 ，得 ，再用 得电能约为 。 28. 一台三相调压器，输入电压 380V，额定电流 5A，求该调压器的额定容量 。​ 【答案】三相调压器额定容量计算公式为 代入数据得 5≈3291VA≈3.29kVA 29. 某车间三相对称加热负载采用星形连接，每相电阻为44 Ω，接入线电压为380 V的三相正弦交流电源。求：（1）负载的相电压；（2）线路中的线电流；（3）三相负载消耗的总有功功率。 【答案】（1）星形连接时，相电压为线电压除以√3，即约为219.4 V。 （2）每相电流为相电压除以每相电阻，即约为4.99 A。星形连接时线电流等于相电流，因此线电流约为4.99 A。 （3）总有功功率为三相相电压与相电流乘积之和，即约为3.28 kW。 【解析】（1）星形连接时，负载相电压等于线电压除以√3，计算得219.4 V。 （2）根据欧姆定律，单相电流等于219.4除以44，约为4.99 A；星形连接的线电流等于相电流。 （3）三相电阻负载的总有功功率为3倍相电压乘以相电流，计算得约3.28 kW。 30. 某三相对称电动机接入线电压为380 V的电源，测得线电流为8 A，功率因数为0.80。求：（1）电动机吸收的有功功率；（2）电动机吸收的无功功率；（3）若供电线路允许的最大有功负荷为4.0 kW，判断该电动机能否在此线路上正常运行，并说明理由。 【答案】（1）有功功率为P＝√3UIcosφ＝√3×380×8×0.80，约为4.21 kW。 （2）由功率因数可得sinφ＝0.60，无功功率为Q＝√3UIsinφ＝√3×380×8×0.60，约为3.16 kvar。 （3）不能正常运行。电动机有功功率约为4.21 kW，超过线路允许的4.0 kW，应更换容量更大的供电线路或降低负载功率。 【解析】（1）三相对称电路的有功功率由线电压、线电流、功率因数和√3共同确定，计算结果约为4.21 kW。 （2）功率因数为0.80时，正弦φ约为0.60，利用无功功率公式计算得约3.16 kvar。 （3）将计算得到的有功功率与线路允许值比较，4.21 kW大于4.0 kW，因此现有线路容量不足，需要增大供电容量或减小负载。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某小型加工车间采用三相四线制供电，三相电源相电压为 220 V。车间内三相负载接成星形，各相均为纯电阻负载：A 相电阻为 22 Ω，B 相电阻为 44 Ω，C 相电阻为 110 Ω。设 A 相电压初相角为 ，三相电压对称。（1）分别计算 A、B、C 三相负载的相电流有效值，并写出三相电流的相量表达式。（2）计算中性线电流的有效值，并判断该供电系统能否省去中性线。（3）计算三相负载消耗的总有功功率，并说明采用三相四线制供电时中性线和保护接地线的作用有何不同。 【答案】（1），，。三相电流相量为 、、。（2）中性线电流为三相电流相量的矢量和，。其中 ，所以 。三相负载不对称，不能省去中性线。（3）总有功功率为 。中性线用于不对称负载时提供电流回路；保护接地线用于设备金属外壳漏电时引导故障电流，保障人身安全，不能用中性线代替保护接地线。 【解析】纯电阻负载电流与相电压同相，故IA=220/22=10 A，IB=5 A，IC=2 A，三相相角分别为、−、。相量相加得IA+IB+IC=6.5−j2.598 A，故中性线电流约7.00 A，负载不对称，不能省略中性线。总有功功率P=220(10+5+2)=3740 W。中性线承担不平衡电流回路，保护接地线用于故障时引导电流、保障人身安全，二者不可混用。 32. 某食品加工厂配电室由一台 10 kVA、10 kV/400 V 的三相变压器供电。一台三相异步电动机的额定输出功率为 5.5 kW，额定电压为 400 V，效率为 85%，功率因数为 0.80。车间同时接有一组单相照明负载，接在 230 V 相电压上，功率为 2.0 kW。忽略线路损耗，取 。（1）计算电动机的输入有功功率、视在功率和额定线电流。（2）按电动机与照明负载的视在功率直接相加进行校核，判断该变压器是否满足负载要求；若不满足，至少应选择多大容量等级的变压器。（3）从安全用电角度，列出该电动机安装和运行时应采取的三项主要安全措施。 【答案】（1）电动机输入有功功率为。视在功率为。额定线电流为 。（2）照明负载视在功率为 ，总视在功率为 。因 ，原变压器容量不足；应选择不小于 10.09 kVA 的标准容量等级，至少选用 15 kVA 变压器。（3）电动机金属外壳应可靠保护接地；电源回路应设置短路和过载保护装置；安装或检修前必须切断电源并验电，运行中不得带电拆卸接线端子。 【解析】电动机输入功率P1=5.5/0.85≈6.47 kW，视在功率SM=6.47/0.80≈8.09 kVA，线电流IM=6.47×103/(1.732×400×0.80)≈11.68 A。照明负载按功率因数1计，SL=2.0 kVA，总视在功率10.09 kVA，大于变压器额定容量，故至少选用15 kVA等级。电动机应可靠接地，设置短路、过载保护，检修前切断电源并验电。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省（职教高考）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 三相正弦交流电路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 若三相电动势依次达到最大值的次序为，则称此种相序为______。 2. 电路如图所示，线电压为380V，，当A相的Z短路时，电流表的读数为______A。 3. 有中线的三相供电方式称为______。 4. 在三相负载中，如果负载为纯电阻，功率因数为1，则相位角 φ 为______度。 5. 如图所示，U、V、W是三相交流发电机中三个线圈的始端，N是三个线圈的末端， E、F．G是三个相同的负载，照明电路中的三个照明灯也相同，那么，E、F、G 中某个负载两端的电压与某个照明灯两端的电压之比是______。若的读数是，的读数是，通过负载E、 F、C的电流是______，的读数是______。 6. 若三相异步电动机每相绕组的额定电压为380V，则该电动机应接成______联结才能接入相电压为220V的三相交流电源中正常工作。 7. 交流接触器在电气控制线路中不仅可以控制三相异步电动机线路的通断，还可以起欠压和______保护作用。 8. 变压器变比 k=。 9. 三相对称正弦交流电中，任意两相正弦量的相位差为（　　）。 10. 三相四线制供电线路中，用于连接负载中性点与电源中性点的导线称为（　　）。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 已知某三相发电机绕组成星形联结时的相电压，，，则当时，它们之和为（ ） A. 380V B. C. 0 D. 12. 在三相交流电路中，当负载不对称时，中性线的作用是（ ） A. 保持相电压对称 B. 保持线电压对称 C. 提高功率因数 D. 增加电路功率 13. 如下图所示电路，中线装有熔断器，若中线熔断器和U相熔断器同时熔断开路，则造成的后果是（ ） A. 25W灯泡亮度提高 B. 100W灯泡亮度提高 C. 25W灯泡立即烧毁 D. 100W灯泡立即烧毁 14. 三相电阻性负载作星形联结，各相的电阻为。若相负载短路且中线断开，在此情况下比较、两相负载端电压的大小关系（ ） A. B. C. D. 15. 三相电源的线电压为，其对称负载每相阻抗为并采用星形联结，则该负载的线电流（ ） A. B. C. D. 16. 在如图所示的对称三相交流电路中，若V相电源线断开，则电流表和电压表的读数变化情况为（ ） A. 电流表、电压表的读数均不变 B. 电流表的读数变小，电压表的读数不变 C. 电流表的读数变大，电压表的读数不变 D. 电流表的读数变大，电压表的读数变小 17. 下列关于对称三相负载特点的说法中，错误的是（ ） A. 每相负载的阻抗大小均相等 B. 每相负载的阻抗角均相等 C. 三相负载的阻抗角互差 D. 每相负载都是电感性负载 18. 三相电路的功率计算中，视在功率的计算公式是：（ ） A. √3×线电压×线电流 B. 电压乘以电流乘以功率因数 C. 电压乘以电流乘以无功功率因数 D. 电流的平方乘以阻抗 19. 如图所示，这样的变压器称为（ ） A. 电压互感器 B. 自耦变压器 C. 电流互感器 D. 多绕组变压器 20. 三相电路中，如果功率因数小于1，则说明：（ ） A. 电路存在无功功率 B. 电路稳定性好 C. 电路效率高 D. 电路为纯电阻性 21. 对称三相星形负载在中性线断开的情况下，负载中性点的电位状态是（　　）。 A. 中性点电位保持稳定不变 B. 中性点电位仍然发生明显偏移 C. 中性点电位与某一相线相同 D. 中性点电位等于三相电压之和 22. 如图所示，连在三相交流电路中的各电阻丝、、、的阻值都相同，变压器都是变压比为2：1的降变压器，这些电阻丝按消耗功率大小的顺序排列（从大到小）应为（ ） A. B. C. D. 23. 一组对称三相负载采用三角形连接，电源线电压为220 V，每相负载阻抗的大小为38 Ω。该负载的线电流约为（　　）。 A. 5.79 A B. 10.03 A C. 16.67 A D. 38.00 A 24. 在三相四线制电路中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流（　　）。 A. 等于一相负载电流 B. 等于两相负载电流之和 C. 等于三相电流的相量和 D. 等于线电压除以总阻抗 25. 某对称三相负载接在线电压为380 V的三相电源上，线电流为6 A，功率因数为0.75。该负载吸收的有功功率约为（　　）。 A. 1.71 kW B. 2.96 kW C. 3.42 kW D. 4.56 kW 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 某对称三相负载采用星形连接，三相电源的线电压为 ，每相负载阻抗为 。求：（1）负载的相电压；（2）每相电流和线电流的有效值；（3）负载消耗的三相有功功率。 27. 一台三相异步电动机接在 三相电源上，额定输出功率为 ，效率为 ，功率因数为 。电动机连续运行 。求：（1）电动机的输入有功功率；（2）电动机的线电流；（3）运行 消耗的电能。 28. 一台三相调压器，输入电压 380V，额定电流 5A，求该调压器的额定容量 。​ 29. 某车间三相对称加热负载采用星形连接，每相电阻为44 Ω，接入线电压为380 V的三相正弦交流电源。求：（1）负载的相电压；（2）线路中的线电流；（3）三相负载消耗的总有功功率。 30. 某三相对称电动机接入线电压为380 V的电源，测得线电流为8 A，功率因数为0.80。求：（1）电动机吸收的有功功率；（2）电动机吸收的无功功率；（3）若供电线路允许的最大有功负荷为4.0 kW，判断该电动机能否在此线路上正常运行，并说明理由。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某小型加工车间采用三相四线制供电，三相电源相电压为 220 V。车间内三相负载接成星形，各相均为纯电阻负载：A 相电阻为 22 Ω，B 相电阻为 44 Ω，C 相电阻为 110 Ω。设 A 相电压初相角为 ，三相电压对称。（1）分别计算 A、B、C 三相负载的相电流有效值，并写出三相电流的相量表达式。（2）计算中性线电流的有效值，并判断该供电系统能否省去中性线。（3）计算三相负载消耗的总有功功率，并说明采用三相四线制供电时中性线和保护接地线的作用有何不同。 32. 某食品加工厂配电室由一台 10 kVA、10 kV/400 V 的三相变压器供电。一台三相异步电动机的额定输出功率为 5.5 kW，额定电压为 400 V，效率为 85%，功率因数为 0.80。车间同时接有一组单相照明负载，接在 230 V 相电压上，功率为 2.0 kW。忽略线路损耗，取 。（1）计算电动机的输入有功功率、视在功率和额定线电流。（2）按电动机与照明负载的视在功率直接相加进行校核，判断该变压器是否满足负载要求；若不满足，至少应选择多大容量等级的变压器。（3）从安全用电角度，列出该电动机安装和运行时应采取的三项主要安全措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $