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文檔簡介
2025年注冊電氣工程師考試電氣工程電氣設(shè)備再利用試卷考試時間:______分鐘總分:______分姓名:______一、電路分析要求:根據(jù)所給電路圖,分析電路的工作原理,計算電路中的電流、電壓和功率,并判斷電路的穩(wěn)定性。1.電路圖如題圖1所示,已知電源電壓U=220V,電阻R1=10Ω,R2=15Ω,R3=20Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。2.電路圖如題圖2所示,已知電源電壓U=12V,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,R3=9Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。3.電路圖如題圖3所示,已知電源電壓U=100V,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。4.電路圖如題圖4所示,已知電源電壓U=120V,電阻R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。5.電路圖如題圖5所示,已知電源電壓U=150V,電阻R1=8Ω,R2=12Ω,R3=16Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。6.電路圖如題圖6所示,已知電源電壓U=200V,電阻R1=4Ω,R2=8Ω,R3=12Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。7.電路圖如題圖7所示,已知電源電壓U=250V,電阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=14Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。8.電路圖如題圖8所示,已知電源電壓U=300V,電阻R1=5Ω,R2=9Ω,R3=13Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。9.電路圖如題圖9所示,已知電源電壓U=350V,電阻R1=7Ω,R2=11Ω,R3=15Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。10.電路圖如題圖10所示,已知電源電壓U=400V,電阻R1=4Ω,R2=8Ω,R3=12Ω。試求:(1)開關(guān)S1閉合時,電流I1、I2、I3的大小。(2)開關(guān)S1斷開時,電流I1、I2、I3的大小。(3)電路中總功率P。二、電磁場理論要求:根據(jù)所給電磁場問題,運用電磁場理論進行計算和分析,得出結(jié)論。1.電路圖如題圖11所示,已知電源電壓U=220V,電阻R1=10Ω,R2=15Ω,R3=20Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。2.電路圖如題圖12所示,已知電源電壓U=12V,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,R3=9Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。3.電路圖如題圖13所示,已知電源電壓U=100V,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。4.電路圖如題圖14所示,已知電源電壓U=120V,電阻R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。5.電路圖如題圖15所示,已知電源電壓U=150V,電阻R1=8Ω,R2=12Ω,R3=16Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。6.電路圖如題圖16所示,已知電源電壓U=200V,電阻R1=4Ω,R2=8Ω,R3=12Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。7.電路圖如題圖17所示,已知電源電壓U=250V,電阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=14Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。8.電路圖如題圖18所示,已知電源電壓U=300V,電阻R1=5Ω,R2=9Ω,R3=13Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。9.電路圖如題圖19所示,已知電源電壓U=350V,電阻R1=7Ω,R2=11Ω,R3=15Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。10.電路圖如題圖20所示,已知電源電壓U=400V,電阻R1=4Ω,R2=8Ω,R3=12Ω。試求:(1)電磁場中電場強度E。(2)電磁場中磁場強度H。(3)電磁場中功率密度S。四、電力系統(tǒng)分析要求:根據(jù)所給電力系統(tǒng)問題,運用電力系統(tǒng)分析理論進行計算和分析,得出結(jié)論。1.電力系統(tǒng)某節(jié)點電壓為100V,已知該節(jié)點處負(fù)載功率為10kW,功率因數(shù)為0.8(滯后),試求該節(jié)點的有功功率和無功功率。2.電力系統(tǒng)中一條輸電線路的長度為100km,導(dǎo)線截面積為100mm2,電阻率為0.017Ω·mm2/m,線路的額定電壓為220kV。試求該輸電線路的電阻和電抗。3.電力系統(tǒng)中一臺發(fā)電機的額定功率為100MW,額定電壓為13.8kV,功率因數(shù)為0.85(滯后)。試求該發(fā)電機的額定電流。4.電力系統(tǒng)中一條輸電線路的額定電壓為110kV,線路長度為50km,導(dǎo)線截面積為150mm2,電阻率為0.017Ω·mm2/m。若線路的實際運行電壓為108kV,試求線路的實際功率損耗。5.電力系統(tǒng)中一個變電站的母線電壓為10kV,變電站的負(fù)載功率為10MVA,功率因數(shù)為0.9(滯后)。試求變電站的母線電流。六、電氣設(shè)備設(shè)計要求:根據(jù)所給電氣設(shè)備設(shè)計問題,運用電氣設(shè)備設(shè)計理論進行計算和分析,得出結(jié)論。1.設(shè)計一臺三相異步電動機,額定功率為75kW,額定電壓為380V,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min,功率因數(shù)為0.85(滯后)。試求該電動機的額定電流、額定轉(zhuǎn)矩和額定效率。2.設(shè)計一臺三相變壓器,額定容量為100kVA,額定電壓為10kV/0.4kV,變比率為25。試求該變壓器的額定電流、額定損耗和額定效率。3.設(shè)計一臺三相交流電機的冷卻系統(tǒng),額定功率為100kW,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min,冷卻方式為風(fēng)冷。試求冷卻系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓和風(fēng)扇功率。4.設(shè)計一臺三相交流電機的絕緣系統(tǒng),額定功率為75kW,額定電壓為380V,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min,絕緣等級為F級。試求絕緣材料的厚度和絕緣電阻。5.設(shè)計一臺三相交流電機的控制系統(tǒng),額定功率為100kW,額定電壓為380V,額定轉(zhuǎn)速為1500r/min,控制方式為變頻調(diào)速。試求控制系統(tǒng)的控制策略和主要參數(shù)。本次試卷答案如下:一、電路分析1.(1)I1=U/(R1+R2+R3)=220V/(10Ω+15Ω+20Ω)=4AI2=I1=4AI3=I1=4A(2)I1=U/(R1+R2)=220V/(10Ω+15Ω)=8AI2=I1=8AI3=0A(3)P=U*I1=220V*4A=880W2.(1)I1=U/(R1+R2+R3)=12V/(3Ω+6Ω+9Ω)=1AI2=I1=1AI3=I1=1A(2)I1=U/(R1+R2)=12V/(3Ω+6Ω)=2AI2=I1=2AI3=0A(3)P=U*I1=12V*1A=12W3.(1)I1=U/(R1+R2+R3)=100V/(10Ω+20Ω+30Ω)=2AI2=I1=2AI3=I1=2A(2)I1=U/(R1+R2)=100V/(10Ω+20Ω)=4AI2=I1=4AI3=0A(3)P=U*I1=100V*2A=200W二、電磁場理論1.(1)E=U/d,其中d為電場中兩點間的距離,假設(shè)為1m,則E=220V/1m=220V/m(2)H=B*μ?,其中B為磁場強度,μ?為真空磁導(dǎo)率,假設(shè)B=1T,則H=1T*4π×10^-7H/m(3)S=E*H,則S=220V/m*1T*4π×10^-7H/m2.(1)E=U/d,其中d為電場中兩點間的距離,假設(shè)為1m,則E=12V/1m=12V/m(2)H=B*μ?,其中B為磁場強度,μ?為真空磁導(dǎo)率,假設(shè)B=1T,則H=1T*4π×10^-7H/m(3)S=E*H,則S=12V/m*1T*4π×10^-7H/m3.(1)E=U/d,其中d為電場中兩點間的距離,假設(shè)為1m,則E=100V/1m=100V/m(2)H=B*μ?,其中B為磁場強度,μ?為真空磁導(dǎo)率,假設(shè)B=1T,則H=1T*4π×10^-7H/m(3)S=E*H,則S=100V/m*1T*4π×10^-7H/m三、電力系統(tǒng)分析1.有功功率P=10kW*0.8=8kW無功功率Q=10kW*(1-0.8^2)=2.8kVAR2.電阻R=ρ*L/A,其中ρ為電阻率,L為線路長度,A為導(dǎo)線截面積R=0.017Ω·mm2/m*100km/100mm2=1.7Ω電抗X=2*π*f*L*μ?*A/A,其中f為頻率,假設(shè)為50HzX=2*π*50Hz*100km*4π×10^-7H/m*100mm2/100mm2=0.1Ω3.額定電流I=P/(U*cosφ)I=100MW/(13.8kV*0.85)=416.7A4.功率損耗P_loss=(U^2-U'_2)/RP_loss=(220kV^2-108kV^2)/1.7Ω=3.2MW5.母線電流I=S/(U*cosφ)I=10MVA/(10kV*0.9)=1111.1A四、電氣設(shè)備設(shè)計1.額定電流I=P/(U*cosφ)I=75kW/(380V*0.85)=165.4A額定轉(zhuǎn)矩T=P/(2*π*n)T=75kW/(2*π*1500r/min)=10.1Nm額定效率η=P/(P*cosφ+Q*sinφ)η=75kW/(75kW*0.85+75kW*(1-0.85^2))=0.922.額定電流I=S/(U1*U2/U1)I=100kVA/(10kV*0.4kV/10kV)=100A額定損耗P_loss=(I^2*R)+(I^2*X)P_loss=(100A^2*1.7Ω)+(100A^2*0.1Ω)=1.7kW額定效率η=S/(S+P_loss)η=100kVA/(100kVA+1.7kW)=0.993.風(fēng)量Q=A*v,其中A為風(fēng)扇截面積,v為風(fēng)速Q(mào)=π*d2*v,其中d為風(fēng)扇直徑,假設(shè)為0.5m,v為風(fēng)速Q(mào)=π*(0.5m)^2*v風(fēng)壓P=ρ*v2/2,其中ρ為空氣密度,假設(shè)為1.225kg/m3P=1.225kg/m3*v2/2風(fēng)扇功率
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