图示电路中,U= 220V,,f=50Hz,S断开及闭合时电流I的有效值均为0. 5A,则容抗为()。
A 、110Ω
B 、440Ω
C 、220Ω
D 、不能确定
【正确答案:C】
由于S断开及闭合时总电流有效值均为0.5A,根据电感与电容的电压电流位关系,可绘制如下相量图。
显然,三个电流相量组成一个正三角形,电感回路有效值IRC==0.5A,则:S打开时,
电路的实在功率为:S=UI=2200 VA
电路的有功功率为:P=UIcosφ=220x10x0.5=1100 W
电路的无功功率为:QL=√(S^2-P^2)=1905 Var(感性)
S闭合后,
电容容抗Xc=1/(ωC)=1/(314x6x10^-5)≈53Ω
增加电容的无功功率为Qc=U^2/Xc=913Var(容性)
电路的有功功率不变:P=1100 W
电路的无功功率为:Q=QL-Qc=1905-913=992Var(感性)
此时视在功率为S=√(P^2+Q^2)=1481 VA
电路的功率因数cosφ=P/S=0.743
线路总阻抗Z=√3平方+(-4)平方=5欧 ,串联线路电流I=U/Z=220/5=44A那么 P=I平方R=44平方*3=5808WQ=I平方XC=44平方*-4=-7744VARS=√5808平方+(-7744)平方=9680VACOSφ=P/S=5808/9680=0.6由于线路中的Q是呈容性的,所以应该是功率因数是超前的-0.6。
两个图的电路结构相似,所以分析方法也相似。
分析:对(a)图的答复如下。
(1)当开关断开时,左侧支路是上3欧与下6欧串联,所以上3欧电阻两端的电压是U左上=3V,下6欧电阻两端的电压是U左下=6V。
同理,右侧支路是上6欧与下3欧串联,所以上6欧电阻两端的电压是U右上=6V,下3欧电阻两端的电压是U右下=3V。
取最下端电势为0,则容易看出所求电压是 u=U左下-U右下=6-3=3V
(2)当开关闭合时,上方3欧与6欧两个电阻并联得2欧,下方6欧与3欧电阻并联得2欧,所以上部分“2欧”电阻的电压与下部分“2欧”电阻的电压相等,均为
9
/
2=4.5伏特。
那么通过上方左侧3欧电阻的电流是 I左上=4.5伏特
/
3欧=1.5安(方向向下)
通过下方左侧6欧电阻的电流是 I左下=4.5伏特
/
6欧=0.75安(方向向下)
所求的电流是 I=I左上-I左下=1.5-0.75=0.75安(方向向右)
对(b)图的答复如下。
(1)当开关断开时,由于左侧支路(上3欧、下6欧串联)与右侧支路(上6欧、下3欧串联)的总电阻相等,可知通过左、右侧支路的电流均是 I左=I总
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2=1安
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2=0.5安
那么左侧下6欧电阻两端的电压是 U左下=I左*R左下=0.5*6=3伏特
右侧下3欧电阻两端的电压是 U右下=I右*R右下=0.5*3=1.5伏特
同样可取最下端电势为0,容易得所求电压是 u=U左下-U右下=3-1.5=1.5伏特
(2)当开关闭合时,上部分(左3欧、右6欧并联得2欧)与下部分(左6欧、右3欧并联得2欧)总电阻相等,可知上部分、下部分的电压均为 U上=U下=I总*R上=1安*2欧=2伏特
那么通过左3欧电阻的电流是 I左上=U上
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R左上=2
/
3安
通过左6欧电阻的电流是 I左下=U下
/
R左下=2
/
6=1
/
3 安
可见,所求的电流是 I=I左上-I左下=(2
/
3)-(1
/
3)=(1
/
3)安(向右)