电工技术第四章 正弦交流电路习题解答

电工技术第四章 正弦交流电路习题解答
电工技术第四章 正弦交流电路习题解答

t

ωA

i /A

2220

3

2πt

A

i /A 203

6

π

A

102

i 1

i 第四章 正弦交流电路

[练习与思考]

4-1-1 在某电路中,()

A t i ο60 314sin 2220-=

⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位,并画出波形图。

⑵如果i 的参考方向选的相反,写出它的三角函数式,画出波形图,并问⑴中各项有无改变? 解:⑴ 幅值 A I m 2220

有效值 A I 220= 频率 314

5022f Hz ωππ

=== 周期 1

0.02T s f

=

= 角频率 314/rad s ω=

题解图4.01 初相位 s rad /3

π

ψ-

=

波形图如题解图4.01所示

(2) 如果i 的参考方向选的相反, 则

A t i ??

? ??

+=32 314sin 2220π,初相位改变了,

s rad /3

ψ=

其他项不变。波形图如题解图 4.02所示。

题解图4.02

4-1-2 已知A )120314sin(101ο-=t i ,A )30314sin(202ο+=t i ⑴它们的相位差等于多少?

⑵画出1i 和2i 的波形。并在相位上比较1i 和2i 谁超前,谁滞后。

解:⑴ 二者频率相同,它们的相位差

?-=?-?-=-=150301202

1

i i ψψ? (2)在相位上2i 超前,1i 滞后。波形图如题解图4.03所示。 题解图4.03

+1

4-2-1 写出下列正弦电压的相量

V )45(sin 2201ο-=t u ω,)V 45314(sin 1002ο

+=t u 解:V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=?

452502

4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81ο

+=t i ω和)A 30(sin 62ο

-=t i ω,试用复数计算电流

21i i i +=,并画出相量图。

解:由题目得到

A

j j j j I I I m m m ?∠=+=-++=?-?+?+?=?

-∠+?∠=+=?

??1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为

)A 1.23(sin 101ο

+=t i ω 题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。 4-2-3 指出下列各式的错误。

A I 3010∠=, )V 45sin 100ο

+=t ( U ω

A e I j 3010=, A )20314sin 10ο+=t (I

解:A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=?

3010

)V 45sin 100ο

+=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100ο

+=t ( u ω

A e

I j 30

10= 应该为 A e I j ?

?

=3010

A )20314sin 10ο

+=t (I 应该为 A )20314sin 10ο

+=t (i

4-3-1 已知H 1=L 的电感接在400Hz/100V 的正弦电源上,u 的初相位为200

,求电流并画

出电流、电压的相量图。

解:已知

V

U ?∠=?

20100

+1

A j jX U I L ?-∠=???

∠==

?

?

7004.01

400220100π

电流、电压的相量图如题解图4.05所示。

4-3-2 指出下列各式哪些是对的,哪些是错的? L X i u = ,L j I U ω=,L X I

U

=??,L U j

I ω?

?

-=dt di L

u = ,C X I U =,C I

U

ω=,C j I U ω?

?

-=

题解图4.05

解:L X i

u = 此式错 应改为 L X I

U =

L j I

U ω= 此式错 应改为 L j I

U

ω=??

L X I

U =?

?

此式错 应改为

L jX I

U =?

?

L U

j

I ω?

?

-= 此式正确 dt

di

L u = 此式正确

C X I U

= 此式正确 C I U ω= 此式错 应改为 C

I U ω1=

C

j I

U ω?

?

-

= 此式错 应改为

C

I

j U ω?

?

-=

4-3-3 试列表比较RLC 三元件在正弦电源激励下各自表现的特性及其关系。 解:

C

?=

idt C

u 1

?-=-90i u ψψ

C

X U

I = C

jX U

I -=

?

?

4-4-1 假设R 、L 、C 已定,电路性质能否确定?阻性?感性?容性? 解:不能。还跟电路的频率有关。

4-4-2 RLC 串联电路的?cos 是否一定小于1? 解:还可能等于1。

4-4-3 RLC 串联电路中是否会出现U U >R ,U U >L ,U U >C 的情况? 解:会出现U U >L 和U U >C 的情况,不会出现U U >R 的情况。

4-4-4 在RLC 串联电路中,当C L >时,u 超前i ,当C L <时,u 滞后i ,这样分析对吗? 解:在RLC 串联电路中,当C L >,电路呈感性,u 超前i ;当C L <时,电路呈容性,u 滞后i 。所以上面的分析是正确的。

4-4-5 有一RLC 串联的交流电路,已知Ω===10C L X X R ,A I 1=,试求其两端的电压U 。 解:此电路为纯阻性,所以V IR U 10101=?==

4-4-6 有一RC 串联电路,已知Ω=4R ,Ω=3C X ,电源电压V 0100ο∠=?

U ,试求电流i 。

解:

A

j jX R U I C ?∠=?

-∠?

∠=

-∠?

∠=

-?

∠=-=

?

?

9.36209.36501004

3arctan

501003

40100

4-5-1图4-20所示的四个电路,每个电路图下的电压、电流和电路阻抗模的答案对不对?各图中给定的电路电压、阻抗是否正确?

Ω=7Z V U 14= Ω=14Z V U 70= Ω=2Z A I 8= Ω=2Z A I 8=

(a) (b) (c) (d) 图4-17 练习与思考4-5-1图

?

?

45I ?

L

I ?

R

I ?

2

?

I 解:(a )Ω=5Z V

U 10=

(b)两个元件性质相同,容抗和电压可以直接相加。图中给定的电路电压、阻抗是正确。 (c)图中给定的电路电压、阻抗是正确。

(d)两个元件性质不同,图中给定的电路电压、阻抗是不正确。 4-5-3 两个阻抗串联时,在什么情况下21Z Z Z += 成立?

两个阻抗并联时,在什么情况下2

1

111Z Z Z

+=成立?

解:当两个阻抗的阻抗角相等的时候,上面2个式子成立。

4-5-4 图4-21所示电路中,已知Ω===2C L R X X , 电流表A 1的读数为3A ,试问:

⑴A 2和A 3的读数为多少? ⑵并联等效阻抗Z 为多少?

图4-18 练习与思考4-5-4图

解:⑴此题为RLC 并联电路,Ω===2C L R X X ,所有各元件中电流

的大小是相等的,即R C L I I I ==,相量图如题解图4.06所示。 由相量图知,电流表1A 所测量的的总电流1I 就是电阻电流R I ,所以

A I I I R C L 3===,所以电流表3A 的读数为3A 。电流表2A 测量的是R

I ?

和C I ?

的总和。由相量图可知2A 的读数为4.24A 。 题解图4.06 ⑵

2

12121211111=-+=-+=j j jX jX R Z C L 则并联等效阻抗Ω=2Z

4-6-1 对于感性负载,能否采取串联电容器的方式提高功率因数?

解:电容电感串联能够提高电路总的功率因数,但是会改变感性负载的工作状态。

4-6-2 试用相量图说明,并联电容量过大,功率因数反而下降的原因。

解:从题解图4.07相量图上可知,当并联合适的电容时,总电压和总电流的夹角?减小,使得功率因数提高,直到提高到1,这时继续增加并联的电容值,电路由感性变为容性,功率因数

反而下降。

?

C

I ?

1)

(

a ?

C

I ?

1)

(b ?

C

I ?1)

(c

题解图4.07

4-6-3 提高功率因数时,如将电容器并联在电源端(输电线始端),是否能取得预期效果? 解:电容并联在输电线始端,只能减少电源的无功电流,提高了电源的功率因数,但是连接负载的的输电线路(可能很长)电流并无改变,仍然存在原来的功率损耗,因此达不到提高功率因数的预期效果。

4-6-4 功率因数提高后,线路电流减小了,瓦时计会走的慢些(省电)吗? 解:不会。因为瓦时计测量的是有功功率,提高功率因数后,电路的有功功率不变。 4-7-1 电路基本定律的相量形式是什么? 解:KCL 定理:

0=∑?

I

KVL 定理:0=∑?

U

欧姆定律:

Z I

U =?

?

4-7-2分析正弦交流电路一般采用什么方法?

解: 1.根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变)

R R →、L jX L →、C jX C -→

?

→U u 、?

→I i 、?

→E e

2.根据电路基本定律的相量形式,列出相量方程式或画相量图 3.用相量法或相量图求解 4.将结果变换成要求的形式

4-7-3 分析复杂正弦交流电路采用什么方法?

解:同第2章计算复杂直流电路一样,支路电流法、结点电压法、叠加原理、戴维宁定理等

方法也适用于计算复杂交流电路。所不同的是电压和电流用相量表示,电阻、电感和电容及组成的电路用阻抗或导纳来表示,采用相量法计算。

4-7-4 能否用直流电路中学过的弥尔曼定理和支路电流法分析正弦交流电路?如果能用,使用时应注意什么问题?

解:可以。注意:电压和电流用相量表示,电阻、电感和电容及组成的电路用阻抗或导纳来表示,采用相量法计算。

4-8-1 串联谐振时,电路对外呈电阻性,无功功率为零,能否认为电感和电容的无功功率也为零?

解:不能。电路总的无功功率为零,电感和电容的无功功率大小相等,方向相反。

4-8-2 试说明当频率低于或高于谐振频率时,RLC 串联电路是电容性还是电感性的? 解:当0f f <时,C L X X <,电路呈容性; 当0f f =时,C L X X <,电路发生谐振; 当0f f >时,C L X X >,电路呈感性。

4-8-3 有一2000PF 的电容和一个10Ω的电阻及0.2mH 的线圈,将它们接成并联谐振电路,求谐振时的阻抗和谐振频率。 解:s rad .LC

ω/1058.11020002011715

0?=??=

=

-

K Ω.RC L Z -1010200010102012

30=???==-

习 题

4-1 已知某正弦电压当其相位角为

6

π

时,其值为5V ,该电压的有效值是多少?若此电压的周期为10ms ,且在t=0时正处于由正值过渡到负值时的零值,写出电压的瞬时值表达式。

解:设正弦电压的瞬时值表达式为V t U u m )sin(ψω+=

由题目知6

sin

m U =,所以V U m 10=, 有效值V U 07.7=

t

s rad f /6280010

1

10223

=?

?==-ππω 由t=0时正处于由正值过渡到负值时的零值得到πψ= 得到电压的瞬时值表达式

V t u )62800sin(10π+=

4-2 已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是6A 、-30o ;48V 、45o ,频率均为50Hz 。(1)写出它们的瞬时值表达式;(2) 画出它们的波形图;(3)指出它们的幅值、角频率以及两者之间的相位差。

解:(1)s rad f /3145022=?==ππω

V t u )45314sin(248?+=

A t i )30314sin(26?-= (2)波形图如题解图4.08所示。

(3)幅值V U m 248= A I m 26=,角频率ω 题解图4.08 均为s rad /314,相位差?=-=75i u ψψ?

4-3 已知正弦量V 22060ο

j e U =?

,试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。如ο

60220j e U -=?

V ,则又如何?

解:正弦量V 22060ο

j e U =?

三角函数式 V t u )60sin(2220?+=ω 正弦波形和相量图如题解图4.09所示。

t

+1

题解图4.09

当ο

60220j e U -=?

V 时,三角函数式 V t u )60sin(2220?-=ω 正弦波形和相量图如题解图4.10所示

题解图4.10

4-4 已知工频电源V 220=U ,设在电压的瞬时值为156V 时开始作用于电路,试写出该电压的瞬时值表达式,并画出波形图。

解:设该电压的瞬时值表达式V t U u m )sin(ψω+= 工频电源Hz f 50=,所以s rad f /3145022=?==ππω

V 220=U ,则V U m 2220= 由题得0

|)314sin(2220156=+=t t ψ,所以?=30ψ

电压的瞬时值表达式

V t u )30314sin(2220?+= 题解图4.11 波形图如题解图4.11所示。

4-5 一个线圈接在120=U V 的直流电源上,20=I A ;若接在50=f Hz ,

220=U V 的交流电源上,则2.28=I A 。试求线圈的电阻R 和电感L 。

解:接在直流电源上线圈的电感相 当于短路,所以 Ω===

620

120I U R 当线圈接在50Hz 的交流电上时,相当于RL 串联电路,所以线圈阻抗模为 Ω===+=8.72

.28220

)2(||22I U fL R Z π 解得 mH L 88.15=

t

t

+1

4-6日光灯管与镇流器串联接到交流电压上,可看作为RL 串联电路。如果已知某灯管的等效电阻R 1=260Ω,镇流器的电阻和电感分别为R 2=40Ω和L =1.65H ,电源电压220=U V ,试求电路中的电流和灯管两端与镇流器上的电压。这两个电压加起来是否等于220V? 已知电源频率为50Hz 。

解:灯管与镇流器串联电路的总阻抗

Ω?∠=+=?++=++=92.5959951830065.1314)40260()(21J j L j R R Z ω 电路中的电流 A Z U I 367.0599

220

||===

灯管两端电压 V IR U 8.102280367.011=?==

整流器两端电压 V L R I U 3.190)(22

22=+=ω

注意:?

?

?

+=21U U U ,但是21U U U +≠

4-7 图4-38所示,电源电压为u ,电阻和电容 上的电压分别为R u 和C u ,已知电路阻抗模为 1000Ω,频率为1000Hz ,设u 与C u 之间的相

位差为30o ,求R 和C ,并说明在相位上u 比C u 图4-38 习题4-7、8图

超前还是滞后。

解:电路中电压和电流相量图题解图4.12所示 由相量图可知 ?=60cos U U R ?=60sin U U C 两边同除以电流I ,可得

Ω=?=?=5005.0100060cos ||Z R 题解图4.12

Ω=?=?=866866.0100060sin ||Z X C

F X C C μπω18.0866

100021

1=??==

?R

U ?

I

?

C

?

30?

60

C u 滞后u ?30。

4-8 图4-38是一移相电路。如果C=0.01μF ,输入电压t u 6280sin 2=V ,今欲使输出电压R u 在相位上前移600,问应配多大的电阻R ?此时输出电压的有效值R U 等于多少?

解:由上题的相量图可知,

?==30tan C

C R X R

U U 则 Ω=????=??=-K X R C 19.910

01.062801

30tan 30tan 6

V U U R 5.060cos 1=??=

4-9 在RLC 串联电路中,已知端口电压为10V ,电流为4A ,

V 8=R U ,12=L U V ,s rad /10=ω,求电容电压及R 、C 。

解:Ω===

248

I U R R Ω===

34

12

I U X L L Ω===-+=5.24

10

)(||22I U X X R Z C L 求得 Ω=5.1C X 则 C X C ω1==

F 067.05

.1101

=? V IX U C C 65.14=?==

4-10 图4-39所示的各电路图中,除A 0和V 0外,其余电流表和电压表的读数在图上都已标出。试求电流表A 0或电压表V 0的读数。

(a) (b)

图4-39 习题4-10图

解:图(a)电压表V0的读数为10V

由图(b)题解图4.13所示,得到

A0

A1

V1

V0

Ω

-10

j

C

jX

-A

10

V

100

Ω

5j

+-

+-

?

I1

?

I

?

I

?

U

+-

C

U

?

1

?

U

?

C

U

1

?

I

1

?

U

?

45

?

I

?

U

?

I

题解图4.13

A

j

U

I2

10

5

5

100

5

5

1=

+

=

+

=

?

A

I

I

I

A10

10

)2

10

(2

2

2

1

2

=

-

=

-

=

=

V

U

V4.

141

100

1002

2

=

+

=

=

4-11 电路如图4-40所示。已知

L

X

, R

U=

=V

200,开关闭合前A

10

2

=

=I

I,开关闭合后u,i同相,求:I、R、X L和X C。

图4-40 习题4-11图 图4-41 习题4-12图

解:(1)利用相量图题解图4.14计算

开关闭合前后I 2的值不变。

A R

X

R Z

U I L

10220020022

2==

+==

∴ ΩX R L 2102

10200==

=

由相量图可求得: 题解图4.14

A I I 2545cos 2=?=

A I I 2545sin 1045sin 21=??=?=

ΩI U X C 2202

52001===

(2)用相量计算

设: V U

?∠=0200& ∵ L X R =,∴ A I ?-∠=45102&

Ω)Ω/(I /U Z ?∠=?-∠?∠==4502451000022

2&& ∴ ΩX R L 210cos4520=?==ο ∵开关闭合后 u ,i 同相 ∴ A I I ?∠=0&

∵ I I I 21&&&+= ∴ ?-∠+?∠=?∠45109001I I

由实部相等可得 A I I 2545cos 2=?=

由虚部相等可得 A I I 2545sin 1045sin 21=??=?=

ΩI U X C 2202

52001===

4-12 图4-41所示电路中,V 314sin 2220t u =,A 45314sin 221)t (i ?-=,

A 90314sin 2112)t (i ?+=。试求:各表读数及参数R 、L 和C 。

图4-42 习题4-14图 图4-43 习题4-15图

解:(1) 求各表读数

∵ V U 220= ∴ V 的读数为220V ∵ A .I 6152

221==

A I 112=

∴ A A .I I I 1190114561521=?∠+?-∠=+=&&&

即A 的读数为A 11

也可以根据题解图4.15相量图求得:

A A .I 111161522=-= 题解图4.15

(2)求参数 R 、L 、C 方法1:

Ωj Ω.Ω.I U

Z 10104511445615022011+=?∠=?

-∠?∠==&& ∴ ΩX R L 10== H .f

πX L L

031802==

ΩΩI U Z ?-∠=?

∠?∠==90209011022022&& ∴ F μX f πC C 15920

3141

21=?== 题解图4.16

方法2:利用题解图4.16阻抗三角形 Ω.I U

Z 1141

1==

∴ ΩZ R 1045cos 1=?= ΩZ X L 1045sin 1=?=

H .f

πX L L 031802==

∵ ΩI U

Z 202

2== 即: X C =20Ω ∴ F μX f πC C 15920

3141

21=?==

4-13 在RLC 串联电路中,Ω=50R , L =150mH ,μF 50=C ,电源电压

V )20sin(2220ο+=t u ω,电源频率50=f Hz 。

⑴求X L 、X C 、Z ;

⑵求电流I 并写出瞬时值i 的表达式;

⑶求各部分电压有效值并写出其瞬时值表达式; ⑷画出相量图;

⑸求有功功率P 和无功功率Q

解:⑴ Ω=???===-1.471015050223ππωfL L X L Ω=???===

-7.6310

5050212116ππωfC C X C Ω-=-+=6.1650)(j X X j R Z C L (2) 电源电压有效值 V U 220= A j Z U I ?∠=∠=-?∠==

?

?

4.3818.4332.0arctan 18.46

.165020220 则 A I 18.4=

A t i )4.38314sin(9.5?+=

(3)V IR U R 2095018.4=?== V IX U L L 1971.4718.4=?== V IX U C C 2667.6318.4=?==

V t u R )4.18314sin(2209?+= V t u L )4.108314sin(2197?+= V t u C )6.71314sin(2266?-=

(4)相量图如题解图4.17所示。 题解图4.17 (5)有功功率W R I P 6.8735018.422=?==

无功功率 Var X I X I Q C L 290)6.16(18.418.422-=-??=-=

4-14 在图4-42的电路中,欲使电感和电容器上的电压有效值相等,试求R 值及各部分电流。

解:依题意电感和电容器上的电压有效值相等,则有电容的阻抗模与并联之路的阻抗模相等,即

4

44.2j R R

j j --=

解得 Ω=3R

设电感上电压为L U ?,并联部分电压为//?

U 则V j j j j j j R R j j U L ?∠=?∠?+---=?∠?+---=

?

1184.110104.24

312

4

.20104.2444.2

?

同理 A U ?-∠=?

654.11//

A j j U I C ?∠=-?

-∠=-=

?

2585.24

654.114// A U I R ?-∠=?

-∠==

?

?

658.33

654.113// A j j U I L ?∠=?∠==

?

?

284.24

.21184.114.2

4-15 在图4-43的电路中,已知V 0220ο∠=?

U ,试求: ⑴各元件上的功率;

⑵电路的总功率因数、有功功率、无功功率及视在功率。

题解图4.18 解:题解图如图4.18所示 (1)电路总阻抗 Ω+=++-?-=

5.15.5435

55

5j j j j Z

A j Z U I ?-∠=?

∠?∠=+?∠==

?

?

3.156.383.157.502205.15.50220 A j j I I ?∠=--?

=?

?

1203.275

55

2 A j I I ?∠=-?

=?

?

603.275

55

3 W I P Z 447036.383221=?=?= Var I Q Z 596046.384221=?=?=

W I P Z 372653.27522

22=?=?= Var Q Z 02=

W P Z 03= Var I Q Z 327652

3

3-=?-= (2)电路的总功率因数 96.03.15cos cos =?=?

有功功率 W P P P P Z Z Z 8196037264470321=++=++=

?

无功功率 Var Q Q Q Q Z Z Z 2684327605960321=-+=++= 视在功率 VA UI S 84926.38220=?==

4-16 计算图4-44a 中的电流?I 和各阻抗元件上的电压?1U 与?

2U ,并作相量图;计算图4-44b 中的各支路电流?

1I 与?

2I 和电压?

U ,并作相量图。

(a) (b)

图4-44 习题4-16图

解:图(a)电路中: A j Z Z U I ?-∠=++?

∠=+=

?

?

9.3623

2201021

V j U Z Z Z U ?-∠-=?∠?++=+=

??

9.36401032222111 V j j U Z Z Z U ?∠=?∠?+++=+=

??

4.1921.70103

223

22122 图(b)电路中:

A j

j j

I Z Z Z I ?-∠=?∠?-++-=+=

??

452021112121 A j

j j

I Z Z Z I ?∠=?∠?-+++=+=

??

452021112112 V j I Z U ?∠=?∠?+==?

?02452)1(11 相量图如题解图4.19(a )、(b)所示

(a ) (b)

题解图4.19

R ?1?

?I ?4.19?

9.36?

U

?

I 2

?

I ?

I ?

45?

45

4-17 已知一感性负载的额定电压为工频220V ,电流为30A ,cos φ=0.5,欲把功率因数提高到0.9,应并多大的电容器?

解:W P 33005.030220cos 30220=??=??=?

s rad f /3145022=?==ππω

F

)(U ωP C μ??6.67)48.073.1(102.2)8.25tan 60(tan 102.2)]9.0tan(cos )5.0[tan(cos 220

3143300tan tan 441

12

12=-??=?-???=-?=-=

----

4-18 一照明电源,已知电源电压为220V 、50Hz ,总负载为6kV A ,88.0cos =φ,负载有白炽灯和日光灯,已知日光灯本身的功率因数为0.5,计算白炽灯和日光灯各有多少瓦?

解:电路中的无功功率是有日光灯产生的,所以有 Var Q 2850cos 160005.015

.0P 22=-?=-?=

?日逛灯日光灯

解得 W 1645=日光灯P

W P P 5280cos 6000=?=+?白炽灯日光灯 则 W P 363516455280=-=白炽灯

4-19 有一电感性负载,额定功率kW 40N =P ,额定电压V 380=N U ,额定功率因数4.0N =λ,现接到50Hz 、380V 的交流电源上工作。求:

⑴负载的电流、视在功率和无功功率;

⑵若与负载并联一电容,使电路总电流降到120A ,则此时电路的功率因数提高到多少?并联的电容是多少?

解:(1)负载的电流 A U P I N N N 2.2634

.038040000

=?=

=

λ

视在功率 KVA P S N

N

1004

.040000

===

λ 无功功率 KVar S Q N 7.914.0110000012

2=-?=-?=λ

(3)并联电容后电路功率因数为 88.0120

38040000

''=?==

I U P N N N λ

F

)(U ωP C 44112

12107.15)54.029.2(108.8)4.28tan 4.66(tan 8.8)]88.0tan(cos )4.0[tan(cos 38031440000

tan tan ----?=-??=?-??=-??=-=

??

4-20 某收音机输入电路的电感约为0.3mH ,可变电容器的调节范围为25~360pF 。试问能否满足收听中波段535~1605kHz 的要求。

解:收音机选台是通过调节可变电容的参数值使得调谐回路在某一电台频率下发生串联谐振。

由串联谐振频率 LC

f π210=

得到

当pF C 360=时,电路的谐振频率为

KHz KHz f 53548410

36010

3.021

12

3

1<≈???=

--π

当pF C 25=时,电路的谐振频率为

KHz KHz f 1605183810

2510

3.021

12

3

2>≈???=

--π

所以能否满足收听中波段535~1605kHz 的要求。

4-21 在图4-45的电路中,Ω=51R 。今调节电容C 值使电路发生并联谐振,此时测得:

A 101=I ,A 62=I ,V 113Z =U ,电路总功率

P =1140W 。求阻抗Z 。

解:调节电容C 使并联电路发生谐振时, 图4-45 习题4-21图 电流i 与 ab u 同相,且达到最小值,可画出电路的相量图,如题解图4.20所示。

电路考试试题库及参考答案汇总

第1章 试题库 第2章 三、单项选择题(建议每小题2分) 1、当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时,该电流( B ) A 、一定为正值 B 、一定为负值 C 、不能肯定是正值或负值 2、已知空间有a 、b 两点,电压U ab =10V ,a 点电位为V a =4V ,则b 点电位V b 为( B ) A 、6V B 、-6V C 、14V 3、当电阻R 上的u 、i 参考方向为非关联时,欧姆定律的表达式应为( B ) A 、Ri u = B 、Ri u -= C 、 i R u = 4、一电阻R 上u 、i 参考方向不一致,令u =-10V ,消耗功率为0.5W ,则电阻R 为( A ) A 、200Ω B 、-200Ω C 、±200Ω 5、两个电阻串联,R 1:R 2=1:2,总电压为60V ,则U 1的大小为( B ) A 、10V B 、20V C 、30V 6、已知接成Y 形的三个电阻都是30Ω,则等效Δ形的三个电阻阻值为( C ) A 、全是10Ω B 、两个30Ω一个90Ω C 、全是90Ω 7、电阻是( C )元件,电感是( B )的元件,电容是( A )的元件。 A 、储存电场能量 B 、储存磁场能量 C 、耗能 8、一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指( C ) A 、负载电阻增大 B 、负载电阻减小 C 、电源输出的电流增大 9、理想电压源和理想电流源间( B ) A 、有等效变换关系 B 、没有等效变换关系 C 、有条件下的等效关系 10、当恒流源开路时,该恒流源内部( B ) A 、有电流,有功率损耗 B 、无电流,无功率损耗 C 、有电流,无功率损耗 五、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围) 1、图1.5.1所示电路,已知U =3V ,求R 。(2Ω)

正弦交流电路习题参考答案

第四章 正弦交流电路 [练习与思考] 4-1-1 在某电路中,() A t i ο60 314sin 2220-= ⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位,并画出波形图。 ⑵如果i 的参考方向选的相反,写出它的三角函数式,画出波形图,并问⑴中各项有无改变? 解:⑴ 幅值 A I m 2220 有效值 A I 220= 频率 314 5022f Hz ωππ === 周期 1 0.02T s f = = 角频率 314/rad s ω= 题解图 初相位 s rad /3 π ψ- = 波形图如题解图所示 (2) 如果i 的参考方向选的相反, 则A t i ?? ? ??+=32 314sin 2220π,初相位改变了, s rad /3 2π ψ= 其他项不变。波形图如题解图 所示。 题解图 4-1-2 已知A )120314sin(101ο-=t i ,A )30314sin(202ο+=t i ⑴它们的相位差等于多少? ⑵画出1i 和2i 的波形。并在相位上比较1i 和2i 谁超前,谁滞后。 解:⑴ 二者频率相同,它们的相位差?-=?-?-=-=1503012021i i ψψ? (2)在相位上2i 超前,1i 滞后。波形图如题解图所示。 题解图 4-2-1 写出下列正弦电压的相量

V )45(sin 2201ο-=t u ω,)V 45314(sin 1002ο +=t u 解:V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=? 452502 4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81ο +=t i ω和)A 30(sin 62ο -=t i ω,试用复数计算电流 21i i i +=,并画出相量图。 解:由题目得到 A j j j j I I I m m m ?∠=+=-++=?-?+?+?=? -∠+?∠=+=? ??1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为 )A 1.23(sin 101ο +=t i ω 题解图 相量图如题解图所示。 4-2-3 指出下列各式的错误。 A I 3010∠=, )V 45sin 100ο +=t ( U ω A e I j 3010=, A )20314sin 10ο+=t (I 解:A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=? 3010 )V 45sin 100ο +=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100ο +=t ( u ω A e I j 30 10= 应该为 A e I j ? ? =3010 A )20314sin 10ο +=t (I 应该为 A )20314sin 10ο +=t (i 4-3-1 已知H 1=L 的电感接在400Hz/100V 的正弦电源上,u 的初相位为200 ,求电流并画 出电流、电压的相量图。 解:已知 V U ?∠=? 20100 A j jX U I L ?-∠=??? ∠== ? ? 7004.01 400220100π

单相正弦交流电路分析试题

1.已知相量[] A 2321j I += ,[]A 2322j I +-= ,[] A 2323 j I --= 和[] A 2324 j I -= ,试把它们化为极坐标式,并写成正弦量321i i i ,,和4i 。 2.写出下列正弦电压的相量(用直角坐标式表示): (1)V sin 210t u ω=; (2)V 2sin 210??? ?? +=πωt u ; (3)V 2sin 210??? ? ? -=πωt u ; (4)V 43sin 210??? ? ? -=πωt u 。 如图所示,)30sin(261?+=t i ω,)60sin(282?-=t i ω,求21i i i +=。 题3 3.图示电路,电流表A 1、A 2的读数均为10A ,求电流表A 的读数。 题4 4.图示RC 串联电路,V 100sin 2100F 100C 100S t u R =,=,μΩ=,求C u u i R 和、,并画出相量图。 题5 6. RLC 串联电路。已知V 10sin 25F 001.0C mH 6k 56t U L R ===Ω=,,,μ。(1)求电流i 和各元件上的电压,画出相量图;(2)当角频率变为5102?rad/s 时,电路的性质有无改变? u s

7. 写出下列电流及电压的相量形式,并画出相量图:A )30314sin(1.14?+=t i , ()V 60314sin 2220?-=t u 。 8. 写出下列电压、电流的三角函数式:V 50100?∠=U ,V 20301 ?-=j e U ,A 6010?-∠=I ,A 2541 π j e I = 。 9. 下列表达式中那些是正确的:(1)A 305?∠=i ;(2)()A 30sin 25?+=t I ω ;(3)()V 20sin 210020100?+=?∠=t U ω ;(4)L X R Z +=;(5)22L X R Z +=;(6)Z I P ?=2;(7)A 530?=j e I ;(8)L jX R Z +=;(9) R I UI P 2cos ==?; (10)?sin UI Q =。 10. 今有一感性负载接在220V ,50H Z 电源上,消耗功率P =10kW ,功率因数 6.0cos 1=?,试求: (1)负载电流I ;(2)若欲将功率因数1cos ?提高到 95.0cos =?,应并联多大电容?(3)并联电容后电路总电流I 为多少? 11. 某感性负载参数为R =10Ω,L =55mH ,接在220V ,50H Z 电源上,试求:(1)负载电流I ,负载功率P 及功率因数1cos ?;(2)若将电路功率因数?cos 提高到0.95,应并联多大电容?此时负载电流和功率有无变化?电路总电流为多少? 12. 在某电路中,mA 46280sin 100??? ? ? -=πt i , (1)试指出它的频率、周期、角频率、幅值、有效值及初相位各为多少?(2)如果i 的参考方向选得相反,写 出它的三角函数式,并问(1)中各项有无改变?

华南师范大学电工学-三相正弦交流电路分析试题(精)

1. 正弦交流电的三要素是______、______、______。 2. 三相电源线电压U l =380V ,对称负载阻抗为Z =40+j30Ω,若接成Y 形,则线电流I l =______A,负载吸收功率P =______W;若接成Δ形,则线电流I l = ______A,负载吸收功率P =______W。 3. 一批单相用电设备,额定电压均为220V ,若接在三相电源上工作,当电源线电压为380V , 应如何联接?若电源线电压为220V ,又该如何联接? 4. 三相负载每相阻抗均为Z P =(8+j6 Ω,电源相电压U P =220V ,若接成Y 形则线电流I l =______A,吸收的有功功率P =______W,无功功率Q =______var;若接成Δ形则线电流I l =______A,有功功率P =______W,无功功率Q = ______var。 5. 当发电机的三相绕组联成星形时,设线电压(V 30sin 2?-=t u AB ω,试写出相电压u A 的三角函数式。 6. 有220V ,100W 的电灯66个,应如何接入线电压为380V 的三相四线制电路?求负载在对称情况下的线电流。 7. 有一三相对称负载,其每相的电阻R =8Ω,感抗X L =6Ω。如果将负载联成星形接于线电压U l =380V 的三相电源上,试求相电压、相电流及线电流。 8. 有一台三相发电机,其绕组联成星形,每相额定电压为220V 。在第一次试验时,用电 压表量得相电压U A =U B =U C =220V ,而线电压则为U AB =U CA =220V ,U BC =380V ,试问这种现象是如何造成的?

电工技术--第四章 正弦交流电路

电工技术--第四章正弦交流电路

第四章正弦交流电路 一、内容提要 本章主要讨论正弦交流电的基本概念和基本表示方法,并从分析R、L、C各单一参数元件在交流电路中的作用入手,进而分析一般的R、L、C混联电路中电压和电流的关系(包括数值和相位)及功率转换问题。最后对于电路中串联和并联的谐振现象也作概括的论述。 交流电路不仅是交流电机和变压器的理论基础,同时也要为电子电路做好理论准备,它是工程技术科学研究和日常生活中经常碰到的。所以本章是本课程中重要的内容之一。 二、基本要求 1、对正弦交流电的产生作一般了解; 2、掌握正弦交流电的概念; 3、准确理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值的定义及表达式; 4、掌握正弦交流电的各种表示方法及相互

间的关系; 5、熟悉各种交流电气元件及才参数; 6、在掌握单一参数交流电路的基础上,重点掌握R 、L 、C 串、并联电路的分析与计算方法; 7、掌握有用功功率和功率因数的计算,了解瞬时功率、无功功率、视在功率的概念 8、理解提高功率因数的意义;掌握如何提高功率因数; 9、了解谐振电路的特性。 三、 学习指导 1. 正弦量的参考方向和相位 1)、大小和方向随时间按正弦函数规律变化的电流或电压称为正弦交流电。正弦交流电的参考方向为其正半周的实际方向。 2)、正弦交流电的三要素 一个正弦量是由频率(或周期)、幅值(或有效值)和初相位三个要素来确定。 (1)频率与周期:正弦量变化一次所需的时间(S )称为周期T 。每秒内变化的次数称为 频率f,单位:Z H 。频率与周期的关系为:T f 1

角频率ω:每秒变化的弧度,单位:s rad /。 f T ππω22 == (2)幅值与有效值 瞬时值:正弦量在任一时刻的值,用i u e ,,表示。 幅值(或最大值):瞬时值中的最大值,用m m m I U E ,,表示。 有效值:一个周期内,正弦量的有效值等于在相同时间内产生相同热量的直流电量值,用I U E ,,表示。 幅值与有效值关系:I I U U E E m m m 2,2,2===。 注意:符号不能混用。 (3)初相位:正弦量的相位(i t ?ω+)是反映正弦量变化进程的,初相位用来确定正弦量的初始值。画波形图时,如果初相位为正角,t=0时的正弦量值应为正半周,从t=0点向左,到向负值增加的零值点之间的角度为初相位的大小;如果初相位为负角,t=0时的正弦量值应在负半周 ,从t=0向右,到向正值增加的零值点之间的角度为初相位的大小。 相位差:两个同频率的正弦量的相位之差等于初相位之差。 21?? ?-=

单相正弦交流电路分析试题

1. 已知相量[] A 2321j I += ,[]A 2322j I +-= ,[] A 2323 j I --= 和[] A 2324 j I -= ,试把它们化为极坐标式,并写成正弦量321i i i ,,和4i 。 2. 写出下列正弦电压的相量(用直角坐标式表示): (1)V sin 210t u ω=; (2)V 2sin 210?? ? ?? + =πωt u ; (3)V 2sin 210?? ? ? ?- =πωt u ; (4)V 43sin 210?? ? ??- =πωt u 。 3. 如图所示,)30sin(261?+=t i ω,)60sin(282?-=t i ω,求21i i i +=。 题3 4. 图示电路,电流表A 1、A 2的读数均为10A ,求电流表A 的读数。 题4 5. 图示RC 串联电路,V 100sin 2100F 100C 100S t u R =,=,μΩ=,求C u u i R 和、, 并画出相量图。 题5 u s

6. RLC 串联电路。已知V 10sin 25F 001.0C mH 6k 56t U L R ===Ω=,,,μ。(1) 求电流i 和各元件上的电压,画出相量图;(2)当角频率变为5 102?rad/s 时,电路的性质有无改变? 7. 写出下列电流及电压的相量形式,并画出相量图:A )30314sin(1.14?+=t i , ()V 60314sin 2220?-=t u 。 8. 写出下列电压、电流的三角函数式:V 50100?∠=U ,V 20301 ?-=j e U ,A 6010?-∠=I ,A 2541 π j e I = 。 9. 下列表达式中那些是正确的:(1)A 305?∠=i ;(2)()A 30sin 25?+=t I ω ;(3) ()V 20sin 210020100?+=?∠=t U ω ;(4)L X R Z +=;(5)22L X R Z +=;(6)Z I P ?=2;(7)A 530?=j e I ;(8)L jX R Z +=;(9)R I UI P 2cos ==?;(10)?sin UI Q =。 10. 今有一感性负载接在220V ,50H Z 电源上,消耗功率P =10kW ,功率因数6.0cos 1=?, 试求:(1)负载电流I ;(2)若欲将功率因数1cos ?提高到95.0cos =?,应并联多大电容?(3)并联电容后电路总电流I 为多少? 11. 某感性负载参数为R =10Ω,L =55mH ,接在220V ,50H Z 电源上,试求:(1)负载电 流I ,负载功率P 及功率因数1cos ?;(2)若将电路功率因数?cos 提高到0.95,应并联多大电容?此时负载电流和功率有无变化?电路总电流为多少? 12. 在某电路中,mA 46280sin 100?? ? ? ? - =πt i , (1)试指出它的频率、周期、角频率、幅值、有效值及初相位各为多少?(2)如果i 的参考方向选得相反,写出它的三角函数式,并问(1)中各项有无改变? 13. 设mA 4sin 100?? ? ? ?- =πωt i 。试求在下列情况下电流的瞬时值: (1)Hz 1000=f ,ms 375.0=t ;(2)rad 25.1πω=t ;(3)?=90t ω;(4)T 8 7 = t 。 14. 已知()A 45314sin 151?+=t i ,()A 30314sin 102?-=t i ,(1)试问1i 与2i 的相位差等 于多少?(2)在相位上比较1i 和2i ,谁超前,谁滞后?

正弦交流电练习题

正弦交流电练习题 一.选择题 1.下列表达式正确的是( )。 A . B . C . D . 2.一台直流电动机,端电压为555 V ,通过电动机绕组的电流为 A ,此电动机运行3小时消耗的电能约为( )kW·h。 A .4500 B .450 C .45 D . 3.某一负载上写着额定电压220V ,这是指( )。 A .最大值 B .瞬时值 C .有效值 D .平均值 4.在正弦交流电路中,设的初相角为,的初相角为,则当时,与的相位关系为( )。 A .同相 B .反相 C .超前 D .滞后 5 在RLC 串联电路中,当电源电压大小不变,而频率从其谐振频率逐渐减小时,电路中的电流将( )。 A .保持某一定值不变 B .从某一最小值逐渐变大 C .从某一最大值逐渐变小 D .不能判定 6.如图所示,已知电流表的读数为11A ,的读数为6A ,则的读数为( )A 。 在正弦量波形图中,描述其在t =0时刻的相位是( )。 A .最大值 B .初相 C .频率 D .相位 8.图中( )属于直流电压的波形图。 A . B . C . D . 9.一正弦交流电压,它的有效值为( )。 A . B . C . D . 10.( )反映了电感或电容与电源之间发生能量交换。 A .有功功率 B .无功功率 C .视在功率 D .瞬时功率 11.在RLC 串联交流电路中,当电流与端电压同相时,则( )。 A . B . C . D . 12.正弦交流电路中,有功功率、无功功率和视在功率之间的关系是( )。 A . B . C . D . 13.RLC 串联电路发生谐振的条件是( )。 A . B . C . D . 14.一个耐压为250 V 的电容器接入正弦交流电路中使用,加在电容器上的交流电压有效值可以是( )。 A .200 V B .250 V C .150 V D .177 V 15.在R-L-C 串联的正弦交流电路中,当端电压与电流同相时,频率与参数的关系满足_____。 a)ωL 2C 2=1 b)ω2LC=1 c)ωLC=1 d)ω=L 2C 16.在R-L-C 串联的正弦交流电路中,调节其中电容C 时,电路性质变化 的趋势为____。 a)调大电容,电路的感性增强 b)调大电容,电路的容性增强 c)调小电容,电路的感性增强 d)调小电容,电路的容性增强 17.如右图所示为正弦交流电路,电压表V 1、V 2、V 读数分别是U 1、U 2、U , 当满足U=U 1+U 2时,框中的元件应该是______。 a)电感性 b)电容性 c)电阻性 d)条件不够,无法确定 18.如左下图所示电路在开关S 断开时谐振频率为f 0,当S 合上时,电路谐振频率为___ 。 a)021f b)03 1f c)03f d)0f 19.上题图中,已知开关S 打开时,电路发生谐振,当把开关合上时,电路呈现____。 a)阻性 b)感性 c)容性 20.如下中图所示电路,当此电路发生谐振时,V 表读数为____。 a)s U b)大于0且小于s U c)等于0

正弦交流电路 练习题答案

电工技术基础与技能 第八章 正弦交流电路 练习题 班别:高二( ) 姓名: 学号: 成绩: 一、是非题 1、电阻元件上电压、电流的初相一定都是零,所以它们是同相的。 ( ) 2、正弦交流电路,电容元件上电压最大时,电流也最大。 ( ) 3、在同一交流电压作用下,电感L 越大,电感中的电流就越小。 ( ) 4、端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。 ( ) 5、有人将一个额定电压为220V 、额定电流为6A 的交流电磁铁线圈误接在220V 的直流电源上, 此时电磁铁仍将能正常工作。 ( ) 6、某同学做荧光灯电路实验时,测得灯管两端电压为110V ,镇流器两端电压为190V ,两电压 之和大于电源电压220V ,说明该同学测量数据错误。 ( ) 7、在RLC 串联电路中,U R 、U L 、U C 的数值都有可能大于端电压。 ( ) 8、额定电流100A 的发电机,只接了60A 的照明负载,还有40A 的电流就损失了。 ( ) 9、在RLC 串联电路中,感抗和容抗数值越大,电路中的电流也就越小。 ( ) 10、正弦交流电路中,无功功率就是无用功率。 ( ) 二、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时,下列关系式正确的是( )。 A.t R U i R ωsin = B. R U i R = C. R U I R = D. )sin(?ω+=t R U i R 2、纯电感电路中,已知电流的初相角为-60°,则电压的初相角为( )。 ° ° ° ° 3、加在容抗为100Ω的纯电容两端的电压V t )3 sin(100u c π ω-=,则通过它的电流应是 ( )。 A. A t )3 sin(i c π ω+= B. A t )6 sin(i c π ω+ = C. A t )3 sin(2i c π ω+ = D. A t )6 sin(2i c π ω+ = 4、两纯电感串联,X L1=10Ω,X L2=15Ω,下列结论正确的是( )。 A. 总电感为25H ; B. 总感抗2221L X L L X X += C. 总感抗为25Ω D. 总感抗随交流电频率增大而减小 5、某电感线圈,接入直流电,测出R=12Ω;接入工频交流 电,测出阻抗为20Ω,则线圈的感抗为( )Ω。 6、如图8-43所示电路,u i 和u o 的相位关系是 ( )。 A. u i 超前u o B. u i 和u o 同相 C. u i 滞后u o D. u i 和u o 反相 7、已知RLC 串联电路端电压U=20V ,各元件两端电压 U R =12V ,U L =16V ,U C =( )V 。 8、在RLC 串联电路中,端电压与电流的矢量图如图8-44 所示,这个电路是( )。 A.电阻性电路 B.电容性电路 C.电感性电路 D.纯电感电路 9、在某一交流电路中,已知加在电路两端的电压是V t u )60sin(220?+=ω ,电路中的电流 是A t i )30sin(210?-=ω ,则该电路消耗的功率是( )W 。 D.3100 10、交流电路中提高功率因数的目的是( )。 A.增加电路的功率消耗 B.提高负载的效率 C.增加负载的输出功率 D.提高电源的利用率 三、填充题 1、一个1000Ω的纯电阻负载,接在V t )30314sin(311u ?+=的电源上,负载中电流 I= A ,i=)30314sin(311.0?+t A 。 2、电感对交流电的阻碍作用称为 感抗 。若线圈的电感为,把线圈接在频率为50Hz 的 交流电路中,X L = Ω。 3、有一个线圈,其电阻可忽略不计,把它接在220V 、50Hz 的交流电源上,测得通过线圈的电

单相交流电习题

单相交流电重点习题 一、选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫() A. 频率 B. 角频率 C. 周期 D. 初相位 2. 交流电的周期越长,说明交流电变化得() A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定,动力、照明的频率为() A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m·Sin (ωt+φ)中,瞬时值为() A. t B.φ C. E m D. e 5. 在交流电路中,由万用表测得的数值一般是() A. 瞬时值. B. 有效值. C. 最大值. D. 平均值. 6. 某汽轮发电机有一对磁极,如果需产生的电动势为50HZ,则发电机电枢的转速为() A.3000转/分 B. 1500转/分 C.100转/分 D. 50转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为() A .初相位. B. 频率. C. 瞬时值. D. 最大值. 8.一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是() A. 最大值 B. 有效值 C. 平均值 D. 瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为220V,这是指() A. 最大值. B. 有效值. C. 瞬时值. D. 平均值. 10.正弦交流电的最大值等于有效值的() A. √2倍 B. 2倍 C. 1/ √2倍 D. 1/2倍 11.已知两个正弦量为u1 =20 Sin (314t +30o) V , u2 = 40 Sin (314t – 60o) V , 则,() A. u1比u2超前30o B. u1比u2滞后30o C. u1比u2超前90o D. 不能判断相位差 12.两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时,则它们相位关系是() A. 同相位 B. 反相位 C. 相位相等 13.两个正弦交流电流的瞬时表达式为:i1=10Sin(314t+30o)A, i2=15Sin(314t+45o)A 。这两个式子中相同的物理量是()A. 最大值. B. 有效值. C. 周期. D. 初相位. 14.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上,则电阻上() A. U=110V,I=2A B. U m=110V,I m=2A C. U m=110V,I=2A D. U=110V,I m=2A 15. 已知一个电阻上的电压为u=10 √2 Sin (314t – 90o) V,测得电阻上所消耗的功率为20W,则这个电阻的阻值为() A. 5Ω B.10Ω C. 20Ω D. 40Ω 16. 在纯电容正弦交流电路中,增大电源频率时,其它条件不变,电路中电流将() A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 都有可能. 17.在纯电感正弦交流电路中,电压有效值不变,增大电源频率时,电路中电流将() A. 增大. B. 减小. C. 不变. D. 都有可能. 18.若电路中某元件两端的电压u =36 Sin (314 t–180o) V, i1 =4 Sin(314t+ 180o)A,则该元件是() A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 19.若电路中某元件两端的电压u =10 Sin (314 t + 45o) V, i1 =5Sin(314t+ 135o)A,则该元件是() A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 20. 在R、L串联电路中,有() A. Z=R+X L B. Z=R2+(ωL)2 C. Z= √R2+(ωL)2 D. Z=R2+1/(ωL)2 21. 在R、C串联电路中,有() A. Z=R–ωC B. Z=√R2+(ωC)2 C. Z= √R2–(1/ωC)2 D. Z= √R2+(1/ωC)2 22.如图所示是RLC串联电路的矢量图,由矢量图可知,该电路的性质是() A.感性电路. B.容性电路. C.阻性电路. D. 无法判断. 23.如图是电流、电压的旋转矢量图,由矢量图可知() A.电流超前电压75o. U U I I

第四章 正弦交流电路习题参考答案

t ω A i /A 2220 3 2πt ωA i /A 203 2π 6 π A 102 i 1 i 第四章 正弦交流电路 [练习与思考] 4-1-1 在某电路中,() A t i 60 314sin 2220-= ⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位,并画出波形图。 ⑵如果i 的参考方向选的相反,写出它的三角函数式,画出波形图,并问⑴中各项有无改变? 解:⑴ 幅值 A I m 2220 有效值 A I 220= 频率 314 5022f Hz ωππ === 周期 1 0.02T s f = = 角频率 314/rad s ω= 题解图4.01 初相位 s rad /3 π ψ- = 波形图如题解图4.01所示 (2) 如果i 的参考方向选的相反, 则 A t i ?? ? ?? +=32 314sin 2220π,初相位改变了, s rad /3 2π ψ= 其他项不变。波形图如题解图 4.02所示。 题解图4.02 4-1-2 已知A )120314sin(101 -=t i ,A )30314sin(202 +=t i ⑴它们的相位差等于多少? ⑵画出1i 和2i 的波形。并在相位上比较1i 和2i 谁超前,谁滞后。 解:⑴ 二者频率相同,它们的相位差 ?-=?-?-=-=150301202 1 i i ψψ? (2)在相位上2i 超前,1i 滞后。波形图如题解图4.03所示。 题解图4.03

+1 +j 1 m I ? 2 m I ? m I ? ?60? 30?1.234-2-1 写出下列正弦电压的相量 V )45(sin 2201 -=t u ω,)V 45314(sin 1002 +=t u 解:V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=? 452502 4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81 +=t i ω和)A 30(sin 62 -=t i ω,试用复数计算电流 21i i i +=,并画出相量图。 解:由题目得到 A j j j j I I I m m m ?∠=+=-++=?-?+?+?=? -∠+?∠=+=? ??1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为 )A 1.23(sin 101 +=t i ω 题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。 4-2-3 指出下列各式的错误。 A I 3010∠=, )V 45sin 100 +=t ( U ω A e I j 3010=, A )20314sin 10 +=t (I 解:A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=? 3010 )V 45sin 100 +=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100 +=t ( u ω A e I j 30 10= 应该为 A e I j ? ? =3010 A )20314sin 10 +=t (I 应该为 A )20314sin 10 +=t (i 4-3-1 已知H 1=L 的电感接在400Hz/100V 的正弦电源上,u 的初相位为200 ,求电流并画 出电流、电压的相量图。 解:已知 V U ?∠=? 20100

电路试题和答案

第1章 试题库 一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分) 1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 最大值 、 角频率 和 初相 。 2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 频率 ;确定正弦量计时始位置的是它的 初相 。 3、已知一正弦量A )30314sin(07.7?-=t i ,则该正弦电流的最大值是 7.07 A ;有效值是 5 A ;角频率是 314 rad/s ;频率是 50 Hz ;周期是 0.02 s ;随时间的变化进程相位是 314t-30°电角 ;初相是 -30° ;合 -π/6 弧度。 4、正弦量的 有效 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 开方 ,所以 有效 值又称为方均根值。也可以说,交流电的 有效 值等于与其 热效应 相同的直流电的数值。 5、两个 同频率 正弦量之间的相位之差称为相位差, 不同 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。 6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的 有效 值。工程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的 有效 值,此值与交流电最大值的数量关系为: 最大值是有效值的1.414倍 。 7、电阻元件上的电压、电流在相位上是 同相 关系;电感元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 超前 电流;电容元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 滞后 电流。 8、 同相 的电压和电流构成的是有功功率,用P 表示,单位为 W ; 正交 的电压和电流构成无功功率,用Q 表示,单位为 Var 。 9、能量转换中过程不可逆的功率称 有 功功率,能量转换中过程可逆的功率称 无 功功率。能量转换过程不可逆的功率意味着不但 有交换 ,而且还有 消耗 ;能量转换过程可逆的功率则意味着只 交换 不 消耗 。 10、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗z = R ,与频率 无关 ;电感元件上的阻抗z = X L ,与频率 成正比 ;电容元件上的阻抗z = X C ,与频率 成反比 。 二、判断下列说法的正确与错误(建议每小题1分) 1、正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和相位。 ( × ) 2、V 314sin 22201t u =超前V )45628sin(3112?-=t u 为45°电角。 ( × ) 3、电抗和电阻的概念相同,都是阻碍交流电流的因素。 ( × ) 4、电阻元件上只消耗有功功率,不产生无功功率。 ( ∨ ) 5、从电压、电流瞬时值关系式来看,电感元件属于动态元件。 ( ∨ )

第2章单相交流电路复习练习题

第2章单相交流电路复习练习题 一、填空 1.纯电容交流电路中通过的电流有效值,等于加在电容器两端的 电压 除以它的 容抗 。 2.在RLC 串联电路中,发生串联谐振的条件是 感抗 等于 容抗 。 3.确定正弦量的三要素有 最大值 、 角频率 、 初相角 。 4.纯电感交流电路中通过的电流有效值,等于加在电感两端的 电压 除以它的 感抗 。 5.纯电阻交流电路中通过的电流有效值,等于加在电阻两端的 电压 除以它的 电阻 。 6.在RL 串联交流电路中,通过它的电流有效值,等于 电压 除以它的 阻抗值 。 7.在感性负载的两端适当并联电容器可以使 功率因数 提高,电路的总 电流 减小。 8、任何一个正弦交流电都可以用 有效值 相量和 最大值 相量来表示。 9、已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ,则它的有效值是 380 V ,角频率是 314 rad/s 。 10、实际电气设备大多为 感 性设备,功率因数往往 较低 。若要提高感性电路的功率因数,常采用人工补偿法进行调整,即在感性线路(或设备)两端并联 适当的电容器 。 11、电阻元件正弦电路的复阻抗是 R ;电感元件正弦电路的复阻抗是 jX L ;电容元件正弦电路的复阻抗是 -j X C ;RLC 串联电路的复阻抗是 R +j (X L -X C ) 。 12、各串联元件上 电流 相同,因此画串联电路相量图时,通常选择 电流 作为参考相量;并联各元件上 电压 相同,所以画并联电路相量图时,一般选择 电压 作为参考相量。 13、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为 i =u /R ,因之称其为即时元件;电感元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt di L u L = ,电容元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt du C i C C = ,因此把它们称之为动态元件。 14、能量转换过程不可逆的电路功率常称为 有功功率 功率;能量转换过程可逆的电路功率叫做 无功功率 功率;这两部分功率的总和称为 视在 功率。 15、负载的功率因数越高,电源的利用率就 越高 ,无功功率就 越小 。 16、只有电阻和电感元件相串联的电路,电路性质呈 电感 性;只有电阻和电容元件相串联的电路,电路性质呈 电容 性。 17、当RLC 串联电路发生谐振时,电路中阻抗最小且等于 电阻R ;电路中电压一定时电流最大,且与电路总电压 同相 。 18.已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ,则它的频率为 50 Hz ,初相角是 60 o。 19.在电阻元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 40 o。 20.在电感元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 -60 o。 21.在电容元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 130 o。

正弦交流电路练习题答案

A. i c sin( t — )A C. i c . 2 sin( t — )A 4、两纯电感串联, A.总电感为25H ; B. 总感抗X L . X 21 X 22 &在-LC 串联电路中,端电压与电流的矢量图如图 8-44 所示,这个电路是()。 A.电阻性电路 B. 电容性电路 电工技术基础与技能 第八章正弦交流电路练习题 班别:高二( ) 姓名: ____________ 学号: __________ 成绩: —、是非题 1电阻元件上电压、电流的初相一定都是零,所以它们是同相的。 ( ) 2、 正弦交流电路,电容元件上电压最大时,电流也最大。 ( ) 3、 在同一交流电压作用下,电感 L 越大,电感中的电流就越小。 ( ) 4、 端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。 ( ) 3、加在容抗为100Q 的纯电容两端的电压 u c 100sin ( t )V ,则通过它的电流应是 3 ( )° B. i c sin( t )A 6 D. i c ,2 sin( t - )A X L 1=10Q, X L 2=15Q ,下列结论正确的是( 二、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时,下列关系式正确的是( )。 U R 丄 U R U R U R 5、有人将一个额定电压为 220V 、额定电流为6A 的交流电磁铁线圈误接在 220V 的直流电源上, C.总感抗为25 Q D. 总感抗随交流电频率增大而减小 此时电磁铁仍将能正常工作。 ( ) 6、 某同学做荧光灯电路实验时,测得灯管两端电压为 110V ,镇流器两端电压为 190V ,两电压 之和大于电源电压 220V,说明该同学测量数据错误。 ( ) 7、 在RLC 串联电路中,L h 、U L 、U C 的数值都有可能大于端电压。 ( ) 8、 额定电流100A 的发电机,只接了 60A 的照明负载,还有 40A 的电流就损失了。 ( ) 9、 在RLC 串联电路中,感抗和容抗数值越大,电路中的电流也就越小。 ( ) 10、 正弦交流电路中,无功功率就是无用功率。 ( ) 5、某电感线圈,接入直流电,测出 -=12Q ;接入工频交流 电,测出阻抗为 20 Q ,则线圈的感抗为()Q 。 6、 如图8-43所示电路,u 和u o 的相位关系是() A. u i 超前U o B. u i 和U o 同相 C. u i 滞后U o D. u i 和U o 反相 7、 已知-LC 串联电路端电压 U=20V,各元件两端电压 U R =12V, U L =16V, U C =( )V 。

电路试题库(三)+答案

电路试题库(三)+答案 一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分) 1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 最大值 、 角频率 和 初相 。 2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 频率 ;确定正弦量计时始位置的是它的 初相 。 3、已知一正弦量A )30314sin(07.7?-=t i ,则该正弦电流的最大值是 7.07 A ;有效值是 5 A ;角频率是 314 rad/s ;频率是 50 Hz ;周期是 0.02 s ;随时间的变化进程相位是 314t-30°电角 ;初相是 -30° ;合 -π/6 弧度。 4、正弦量的 有效 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 开方 ,所以 有效 值又称为方均根值。也可以说,交流电的 有效 值等于与其 热效应 相同的直流电的数值。 5、两个 同频率 正弦量之间的相位之差称为相位差, 不同 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。 6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的 有效 值。工程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的 有效 值,此值与交流电最大值的数量关系为: 最大值是有效值的1.414倍 。 7、电阻元件上的电压、电流在相位上是 同相 关系;电感元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 超前 电流;电容元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 滞后 电流。 8、 同相 的电压和电流构成的是有功功率,用P 表示,单位为 W ; 正交 的电压和电流构成无功功率,用Q 表示,单位为 Var 。 9、能量转换中过程不可逆的功率称 有 功功率,能量转换中过程可逆的功率称 无 功功率。能量转换过程不可逆的功率意味着不但 有交换 ,而且还有 消耗 ;能量转换过程可逆的功率则意味着只 交换 不 消耗 。 10、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗z = R ,与频率 无关 ;电感元件上的阻抗z = X L ,与频率 成正比 ;电容元件上的阻抗z = X C ,与频率 成反比 。 二、判断下列说法的正确与错误(建议每小题1分) 1、正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和相位。 ( × ) 2、V 314sin 22201t u =超前V )45628sin(3112?-=t u 为45°电角。 ( × ) 3、电抗和电阻的概念相同,都是阻碍交流电流的因素。 ( × ) 4、电阻元件上只消耗有功功率,不产生无功功率。 ( ∨ ) 5、从电压、电流瞬时值关系式来看,电感元件属于动态元件。 ( ∨ ) 6、无功功率的概念可以理解为这部分功率在电路中不起任何作用。 ( × ) 7、几个电容元件相串联,其电容量一定增大。 ( × ) 8、单一电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率比较小。 ( × ) 三、单项选择题(建议每小题2分)

(完整版)电路复习题(含答案)

电路复习题 第一部分 填空题 1. 对于理想电压源而言,不允许 路,但允许 路。 2. 当取关联参考方向时,理想电容元件的电流与电压的一般关系式为 。 3. 当取非关联参考方向时,理想电感元件的电压与电流的相量关系式为 。 4. 一般情况下,电感的 不能跃变,电容的 不能跃变。 5. 两种实际电源模型等效变换是指对外部等效,对内部并无等效可言。当端子开路时,两 电路对外部均不发出功率,但此时电压源发出的功率为 ,电流源发出的功率为 ;当端子短路时,电压源发出的功率为 ,电流源发出的功率为 。(用S S S R I U 、、表示) 6. 对于具有n 个结点b 个支路的电路,可列出 个独立的KCL 方程,可列出 个独立的KVL 方程。 7. KCL 定律是对电路中各支路 之间施加的线性约束关系。 8. 理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流,电流的大小与端电压无关,端 电压由 来决定。 9. 两个电路的等效是指对外部而言,即保证端口的 关系相同。 10. RLC 串联谐振电路的谐振频率 = 。 11. 理想电压源和理想电流源串联,其等效电路为 。理想电流源和电阻串联,其 等效电路为 。 12. 在一阶RC 电路中,若C 不变,R 越大,则换路后过渡过程越 。 13. RLC 串联谐振电路的谐振条件是 = 0。 14. 在使用叠加定理适应注意:叠加定理仅适用于 电路;在各分电路中,要把不作 用的电源置零。不作用的电压源用 代替,不作用的电流源用 代替。 不能单独作用;原电路中的 不能使用叠加定理来计算。 15. 戴维宁定理指出:一个含有独立源、受控源和线性电阻的一端口,对外电路来说,可以 用一个电压源和一个电阻的串联组合进行等效变换,电压源的电压等于一端口的 电压,串联电阻等于该一端口全部 置零后的输入电阻。 16. 电感的电压相位 于电流相位π/2,电容的电压相位 于电流相位π/2。 17. 若电路的导纳Y=G+jB ,则阻抗Z=R+jX 中的电阻分量X=

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