Bài tập chương 4: Mạch điện 3 pha

Mời các bạn cùng tham khảo Bài tập chương 4: Mạch điện 3 pha có đáp án sau đây. Đây là tài liệu học tập và tham khảo dành cho sinh viên và giảng viên ngành Điện.

BÀI TẬP

Bài số 4.1 Cho mạch điện ba pha như hình BT 4.1 có nguồn ba pha đối xứng với

BC 380 2sin t 60

u = ω + V; và Zd = 7 + j2 Ω.; Z2 = 18 - j12 Ω.; Zl =

6 - j4 Ω

Tính dòng điện trên các pha iA, iB, iC và công suất tác dụng P toàn mạch

A

B

C

Z 2 Z 2

Z 2

U BC

O’

Hình B T4.1

Đáp số : iA =22 2sin(ωt +1500)A;iB =22 2sin(ωt +300)A

iC =22 2sin(ωt −900)A; P =14520W

Bài số 4.2 Cho mạch điện 3 pha có nguồn đối xứng có sơ đồ như hình BT 4.2

Z dA

i A

Z 1

i B

Z dB

Z 3

i C

A

B

C

i 2

i 3

Hình BT4.2 Với : uAB =193 2sin(ωt+30o)V

Z1 = j6 Ω.; Z2 = -j3 Ω.; Z3 = j7Ω

ZdA = 10 - j4,2 Ω.; ZdB =20 + j1,8 Ω; ZdC = 50 + j2,1 Ω

Tính dòng điện iA, iB, iC và dòng điện trong các pha i1 ; i2 ; i3 , công suất toàn mạch

Đáp số: iA =7,09 2sin(ωt +13,90)A; iB =6,32 2sin(ωt−141,050)A

iC =3 2sin(ωt −130,90)A; i1 =3,36 2sin(ωt +0,1450)A

i2 =4,27 2sin(ωt −111,40)A; i3 =388 2sin(ωt −155,50)A

P = 1752W

Bài số 4.3 Cho mạch điện 3 pha có nguồn đối xứng như hình BT4.3

Biết : uCA = 2380 sinωt V; RA = RC =15Ω;

RB = 20Ω; B LA H

π

= 10

1

; LB H

π

= 20

1

A B C N

RB LB

RN LN

iA

iB

iC

iN

uCA

Hình BT4.3

F C

π

=

5

10 2

; f = 50 Hz Tính dòng điện iA, iB, iC, iN và công suất toàn

mạch trong các trường hợp sau:

a) Khi RN = 2Ω ; LN H

π

= 100 1

b) Khi LN = RN = 0

Đáp số:

b/.iA =13,91 2sin(ωt −108,430)A; iB =10,67 2sin(ωt +135,960)A

sin ,

iC =1391 2 ω +48 430 ;iN =5,43 2sin(ωt +121,540)A

P = 8081W; Q = 569VAR

Bài số 4.4 Cho mạch 3 pha có nguồn đồi xứng như hình vẽ sau :

CA

A

B

C

N

RA

LA

CA

RB

CB

LB

RC

CC

RC CC

iA

iB

iC UBC

V K

Hình BT4.4

Biết uBC = 380 2sinωt V; RA1 = RA2 = 3Ω , RB1 = RC1 = 2Ω; RB2 = 1Ω ,

314

1 L

314

1

LA2 = , LB1 = 2LB2,

F 314

1 C

157

3 C

157 1

CA2 = , f = 50 Hz

Tính dòng điện iA, iB, iC và số chỉ Vônkế và công suất toàn mạch khi :

1 K mở 2 K đóng

Bài số 4.5 Cho mạch ba pha đối không như hình BT 4.5, xứng có nguồn đối xứng

uCA = 173sin(314t + 150o ) V, tải ZBC = 50 Ω; ZCA = 20 +j20Ω và ZAB = -j40 Ω Xác định số chỉ của wat mét, từ đó tính công suất tiêu thụ của tải

A

B

C

R C

W

W

P1

P2 Hình BT4.5

Đáp số : P1 = 50.15 W; P2 = 623.88 W; P = P1 + P2 = 675.1 W

Bài số 4.6 Cho nguồn ba pha đối xứng có Ud = 380V Tổng trở đường dây Zd = 3 + j4 Ω; tổng trở tải Z1 = 6 + j8 Ω; Z2 = 12 + j15Ω Xác định dòng điện trong các nhánh với các trường hợp sau :

a Khi có dây trung tính b Khi đứt dây trung tính N’ c Khi sự cố đứt mạch tại N như hình BT 4.6

O’

Zd

Z1

A

C

Ud

Z 2 Z2 Z 2

O

O’’

B

N

N’

Hình BT4.6

Đáp số: a/ IA=IB=IC=19A; IA1=IB1=IC1=12,5A; IA2=IB2=IC2=6,5A

b/ Giống câu a do mạch ba pha đối xứng

c/ IA=11A; IB=17,43A; IC=17,27A; IA1=0; IB1=14,64A; IC1=13,63A;

IA2=11A; IB2=7,08A; IC2=7,09A

Bài số 4.7 Với bài tập số 4.6 (hình BT 4.6), nhưng điện áp Ud = 380V không phải

ở đầu nguồn mà là trên tải Tính điện áp đầu nguồn khi tổng trở đường dây của bài tập số 6.4 là Zd = 0,5+jΩ Cho nhận xét

Đáp số: Ud1=670V; Ud2=445V

Bài số 4.8 Mạch ba pha đối xứng tải thuần trở nối Y, điện áp dây của nguồn là Ud

= 220 V Bằng phương pháp đồ thị véctơ xác định điện áp trên các pha của tải khi mạch không có dây trung tính trong các trường hợp sau:

1 Đứt dây pha A ?

2 Ngắn mạch pha A ?

3 Đứt pha A và B khi mạch không có dây trung tính ?

4 Đứt pha A và B khi có dây trung tính ?

Đáp số:

1 UA = 190,5V; UB = UC = 110V

2 UA = 0; UB = UC = 220V

3 UB = UC = 220V; UC = 0; 4 UA = UB = UC = 127V

Bài số 4.9 Nguồn ba pha đối xứng cung cấp cho tải pha đối xứng nối Y có dây

trung tính Biết lúc đó dòng điện trong các pha của tải IA = IB = IC =1A Xác định các dòng pha và dòng trung tính khi:

1 Hở mạch pha A

2 Hở mạch pha A và B

3 Hở mạch pha A khi không có dây trung tính

4 Ngắn mạch pha A khi không có dây trung tính

Đáp số: 1 IA = 0; IB = IC = I0 = 1A; 2 IA = IB = 0; IC = I0 = 1A

3 IA = 0; IB = IC = 0,876A; 4 IA = 3A; IB = IC = 1,73A

Bài số 4.10 Hai động cơ điện ba pha được cung cấp điện từ nguồn ba pha đối

xứng có áp dây Ud = 220V Cuộn dây của động cơ thứ nhất nối Δ, nhận công suất từ lưới điện P1 = 3,3kW, cosϕ1 = 0,86 Cuộn dây động cơ hai nối Y, nhận công suất từ lưới điện P2 = 2,15kW, cosϕ2 = 0,707 Xác định dòng điện của lưới điện

Đáp số: IL = 17,8A

Bài số 4.11 Một mạch điện ba pha bốn dây không đối xứng như hình vẽ (hình

BT4.11), có điện áp nguồn đối xứng Ud = 380V Mạch cung cấp điện cho hai động

cơ và tải ánh sáng Động cơ một nối hình sao (Y) có P1 = 13kW; η1 = 0,87; cosϕ1

= 0,87; hệ số tải β =I/Iđm = 0,85 Động cơ 2 nối hình tam giác có P2 = 40kW; η2 = 0,89; cosϕ2 = 0,87; hệ số tải β = I/Iđm = 0,95 Tải ánh sáng PA = 4,4kW; PB

=6,6kW; PC = 2,2kW Tính dòng điện IA , IB , IC , Io?

A

Đ2

IB

IC

IA

B

C

O

I0

Đ1 Hình BT4.11

Đáp số : IA = 114,7A; IB = 123,7A; IC = 105,6A; Io = 17,32A;

Bài số 4.12 Cho mạch ba pha không đối xứng như hình BT 4.12 có các thông số

sau :

A IA

RA

LA

CA

RB

CB

LB

RC

CC

B C

N

IB

K

Hình BT4.12

UCA = 380V; RA = 5 Ω; XLA = 6 Ω; XCA = 8 Ω ; RB = 3 Ω; XCB = 4 Ω; XLB = 5 Ω;

RC = 4 Ω; XCC = 6 Ω;

Tính dòng điện IA; IB ; IC trong các trường hợp sau :

a Khi dây trung tính có tổng trở bằng 0

b Khi dây trung tính có tổng trở ZN = 1 + j2 Ω

c Khi dây trung tính bị đứt tại K

Đáp số : a./ IA = 40,85A; IB = 10,88A; IC = 66A

b./ IA = 32,85A; IB = 8,88A; IC = 56,25A

c./ IA = 26,05A; IB = 6,8A; IC = 45,56A

Bài số 4.13 Một phụ tải ba pha đối xứng có tính cảm, nối tam giác (Δ) tiêu thụ

công suất tác dụng từ lưới điện P1 = 13,2kW, được mắc vào nguồn điện ba pha đối

dòng điện pha có trị số hiệu dụng 13,37A Tính và viết biểu thức dòng điện dây i

V 220

U&A = U &B = 220 e−j120oV U&C =220e−j240oV

A,

iB, iC và dòng điện pha iAB, iBC, iCA để dưới dạng thời gian ?

Đáp số : iA =23,16 2sin(ωt−300)A, iB =23,16 2sin(ωt −1500)A

iC =23,16 2sin(ωt −2700)A, iAB =13,37 2sin( )ωt A

iBC =13,37 2sin(ωt−1200)A, iCA =13,37 2sin(ωt −2400)A

Bài số 4.14 Một phụ tải ba pha đối xứng có tính cảm, nối hình sao (Y) tiêu thụ

công suất tác dụng từ lưới điện P1 = 13,2kW, được mắc vào nguồn điện ba pha đối

dòng điện pha có trị số hiệu dụng 23,1A Tính và viết biểu thức dòng điện dây i

V 220

U&A = U &B = 220 e−j120oV U 220e j 240 oV

C

−

=

&

A,

iB, iC để dưới dạng thời gian

Đáp số : iA =23,1 2sin(ωt −300)A, iB =23,1 2sin(ωt −1500)A

iC =23,1 2sin(ωt −2700)A

]R R^