ระบบกำลังและเครื่องจักรกลไฟฟ้า: แบบฝึกหัดและข้อสอบเก่า

ระบบสามเฟส หม้อแปลง กำลังไฟฟ้ากระแสสลับ และการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง: วิศวกรรมกำลังที่ต่อจากวิชาวงจร

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร

ชุดสรุปเร่งรัด (PDF)สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำ และโจทย์ฝึกพร้อมเฉลยละเอียด พร้อมพิมพ์

หัวข้อในรายวิชานี้

  1. กำลังไฟฟ้าสามเฟสแรงดันและกระแสของระบบ Y และ Δ แบบสมดุล · กำลังไฟฟ้าสามเฟส · การปรับปรุงตัวประกอบกำลังโจทย์คำนวณ
  2. หม้อแปลงไฟฟ้าอัตราส่วนจำนวนรอบ · กระแสและกำลัง · ประสิทธิภาพและการสูญเสียโจทย์คำนวณ
  3. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลังP และ Q ของโหลด · กระแสในสาย · การปรับปรุงตัวประกอบกำลังโจทย์คำนวณ
  4. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์RL อนุกรม · RLC อนุกรม · แรงดันตัวเก็บประจุและเรโซแนนซ์โจทย์คำนวณ
  5. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้าน กระแส และแรงบิด · ความเร็ว–แรงบิดและประสิทธิภาพ · การเริ่มเดินและการควบคุมความเร็วโจทย์คำนวณ

เทคนิคทำข้อสอบวิชา ระบบกำลังและเครื่องจักรกลไฟฟ้า

  • ตรวจสอบเสมอว่าแรงดันเป็นแรงดันสาย–สายหรือแรงดันต่อเฟส
  • กำลังสามเฟสรวมคือ √3·V_L·I_L·cos φ หรือสามเท่าของกำลังต่อเฟส
  • หม้อแปลงอุดมคติรักษากำลังไว้: แรงดันลดลงตามอัตราส่วนจำนวนรอบ กระแสเพิ่มขึ้นตามอัตราส่วนนั้น

ตัวอย่างวิธีทำ

กำลังไฟฟ้าสามเฟสง่าย
ABCVL​ = 400 VIL​ = ?Z = 24 + j7 Ωต่อเฟส

โหลดต่อแบบ Δ สมดุลมีอิมพีแดนซ์ 24 + j7 Ω ต่อเฟส รับไฟจากแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 400 V หาขนาดของกระแสสาย IL

VL = 400 VZ = 24 + j7 Ω ต่อเฟส

จงหา IL (A)

แสดงคำใบ้
  1. ในการต่อแบบ Δ อิมพีแดนซ์แต่ละตัวต่อระหว่างสองสาย
  2. ดังนั้นอิมพีแดนซ์แต่ละตัวรับแรงดันสาย–สายเต็มค่า และ IL = √3·Iph
  3. Iph = 400/25 = 16 A.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

ระบบสามเฟสสมดุล: ในการต่อแบบ Y (สตาร์) แรงดันสาย–สายเท่ากับ √3 เท่าของแรงดันเฟส VL = √3·Vph และกระแสสายเท่ากับกระแสเฟส ในการต่อแบบ Δ (เดลตา) แรงดันสาย–สายเท่ากับแรงดันเฟส และกระแสสายเป็น √3 เท่าของกระแสเฟส IL = √3·Iph กำลังรวมเป็นสามเท่าของกำลังหนึ่งเฟส: P = 3·Vph·Iph·cos φ = √3·VL·IL·cos φ

ขนาดของอิมพีแดนซ์

|Z| = √(24² + 7²) = 25 Ω

กระแสเฟส

อิมพีแดนซ์แต่ละตัวต่อระหว่างสองสายและรับ VL

Iph = VL/|Z| = 400/25 = 16 A

กระแสในสาย

IL = √3·Iph = √3·16 = 27.71 A

คำตอบ

IL = 27.71 A
หม้อแปลงไฟฟ้าปานกลาง
4 ΩN1​N2​256 Ω

เครื่องขยายเสียงที่มีความต้านทานขาออก 256 Ω ขับลำโพง 4 Ω ผ่านหม้อแปลงอุดมคติ เพื่อให้ถ่ายโอนกำลังสูงสุด ลำโพงต้องดูเหมือน 256 Ω จากเครื่องขยาย หาอัตราส่วนจำนวนรอบ a = N₁/N₂

Rs = 256 ΩRL = 4 Ω

จงหา a

แสดงคำใบ้
  1. เมื่อมองจากด้านปฐมภูมิ โหลดดูเหมือน a²·RL
  2. ให้ a²·RL เท่ากับความต้านทานขาออกของเครื่องขยาย
  3. a² = 256/4.
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

หม้อแปลงอุดมคติ: แรงดันเป็นไปตามอัตราส่วนจำนวนรอบ และกระแสเป็นอัตราส่วนผกผัน: V₁/V₂ = N₁/N₂ = a และ I₁/I₂ = N₂/N₁ = 1/a ดังนั้นกำลังเข้าเท่ากับกำลังออก V₁·I₁ = V₂·I₂ โหลดอิมพีแดนซ์ Z ด้านทุติยภูมิมองจากด้านปฐมภูมิเป็น a²·Z

จับคู่โหลดที่อ้างอิงแล้ว

a²·4 = 256
a = √(256/4) = √64 = 8

คำตอบ

a = 8

การฝึกทำงานอย่างไร

  • “ฝึกรายวิชานี้” ผสมโจทย์จากทุกหัวข้อของวิชา เหมือนข้อสอบจริง
  • โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ
  • ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น
  • ข้อสอบจำลองจับเวลาและไม่มีคำใบ้ และคุณจะได้คะแนนและการทบทวนฉบับเต็มเมื่อจบ

เครื่องคำนวณสำหรับรายวิชานี้

เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ RLCเครื่องคำนวณการปรับปรุงตัวประกอบกำลังเครื่องคำนวณกำลังไฟฟ้าสามเฟสเครื่องคำนวณอัตราส่วนจำนวนรอบของหม้อแปลงเครื่องคำนวณแรงดันตก

รายวิชาที่เกี่ยวข้อง

พื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้าฝึกข้อสอบ FE ไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์การวิเคราะห์วงจร 2: วงจรกระแสสลับอิเล็กทรอนิกส์กำลังและไดรฟ์ระบบเมคาทรอนิกส์ฟิสิกส์ 2: ไฟฟ้าและแม่เหล็กการวิเคราะห์วงจร 1อิเล็กทรอนิกส์ 1
ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร