Question

高溫超導(dǎo)限流器被公認(rèn)為目前最好的、且唯一行之有效的短路故障電流限制裝置.中國(guó)科學(xué)院電工研究所完成了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫超導(dǎo)限流器樣機(jī)的研制工作，并于2005年初在湖南進(jìn)行并網(wǎng)掛機(jī)實(shí)驗(yàn).超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖所示.超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流I_c，當(dāng)通過限流器的電流I＞I_c時(shí)，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)（本題認(rèn)為電阻為零）轉(zhuǎn)變?yōu)檎�常態(tài)（本題認(rèn)為是一個(gè)純電阻）.以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流.已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R₁=3 Ω，超導(dǎo)臨界電流I_c=1.2 A，限流電阻R₂=6 Ω，小燈泡L上標(biāo)有“6 V6 W”，電源電動(dòng)勢(shì)E=8 V，內(nèi)阻r=2 Ω.原來的電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路.則（    ）

A.短路前通過R₁的電流為2/3 A                B.超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)

C.短路后通過R₁的電流為4/3 A                D.短路后通過R₁的電流為2 A

Answer 1

BC

解析：小燈泡L上標(biāo)有“6 V6 W”，故該燈泡的電阻R_L=U²/P=6²/6 Ω=6 Ω，短路前電路的總電阻為R=（R₁R₂）/（R₁+R₂）+R_L+r=2 Ω+6 Ω+2 Ω=10 Ω，總電流為I=E/R=0.8 A，超導(dǎo)部件兩端的電壓為U₁=E-I（R_L+r）=1.6 V,所以短路前通過R₁的電流為I₁=1.6 V/3 Ω=8/15 A，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)L突然短路后，則電路中總電阻為R′,R′=2 Ω+2 Ω=4 Ω，總電流I′=E/R′=8 V/4 Ω=2 A，則超導(dǎo)部件兩端的電壓為U′=E-I′r=4 V，所以短路后通過R₁的電流為I₁′=4 V/3 Ω=4/3 A，故C選項(xiàng)正確.由上述計(jì)算可知L突然短路后，超導(dǎo)部件的電流為4/3 A，超過了臨界電流1.2 A，故短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)，B選項(xiàng)正確.