电路题求解

如题所述

解:根据I(相量)和I2(相量)的电流方向,将耦合电路解耦,得到如上图的等效电路。

电路的有功功率:P=I²R+I2²R==2×I²×10=80(W)。

所以:I=2(A)。即:I=I1=I2=2A。

为输入方便,以下用字母加上一撇表示相量,如I'表示I(相量)。

设I'=2∠0°A。根据KCL:I'=I1'+I2'。由于I=I1=I2=2A,且I1'超前U2'、I1'滞后U2',所以I1'超前I2'。于是I'、I1'、和I2'的相量图构成等边三角形

于是:I1'=2∠60°A,I2'=2∠-60°A。

所以:U2'=I1'×(-jXc)=2∠60°×Xc∠-90°=2Xc∠-30°(V)。且:U=U1=U2=2Xc。

电路中有功功率共为80W,则每个R消耗40W(两个电阻的电流都相等),即两条支路的有功功率都为40W。

对于I2'所在支路,φi2=-60°,φu2=-30°,所以φ2=-30°-(-60°)=30°,该支路的有功功率:P2=U2×I2×cosφ2=U2×2×cos30°=40(W)。

所以:U2=20/cos30°=23.094(V),即:U=U1=U2=23.094(V)。

于是:U=2Xc,Xc=U/2=11.547(Ω)。

对于I1'所在支路,设功率因数角为φ1,则:P1=U1×I×cosφ1=23.094×2×cosφ1=40。

cosφ1=√3/2,φ1=±30°(感性支路取正值),φ1=30°,即:U1'=23.094∠30°(V)。

注意:依据上面求出的U1'和U2',无法得到U'=U1'+U2'、且U=U1=U2的结果,也就是说三个相量不可能构成等边三角形,题目给出的条件存在错误。

另外,根据电路总功率也可以验证:

电路总的有功功率:P=UIcosφ=80W,其中U=20/cos30°,I=2A,则:

(20/cos30°)×2×cosφ=80,

cosφ=2cos30°=√3>1,这显然是不可能的,因此题目给出的条件存在错误,最主要错误是:U=U1=U2。

所以,后续结果无法求出。

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第1个回答  2022-08-19
一个电阻的功率P1=80/2=40 W =I*I*R,所以 I=2 A
以U2为参考,可画出I,I1, I2相量构成等边三角形,并且I2超前U2 90度。同样,由U=U1=U2(数量),可画出U=U1+U2(相量)图,为一个等边三角形。这两个等边三角形的I和U相差30度。U2*I1*cos30=40,可得U2,这样U和U1也出来了。这样I, I1, I2, U, U1, U2相量都得到了,就可以推导要求的其他量了,我就懒得费神了。
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