第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答
第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答

一、选择题

1. 在图12—1所示电路中,已知)]cos(2512[1t u s ω+=V ,

)240cos(2502+ω=t u s V 。设电压表指示有效值,则电压表的读数为 B V 。

A .12;

B .13; C.13.93

解:设u 如图12—1所示,根据KVL 得

)240cos(25)cos(2512021+ω+ω+=+=t t u u u s s 即 )120cos(25)cos(25120-ω+ω+=t t u

=)60cos(25120-ω+t

根据 2

)1(2

)0(U U U += 得1351222=+=U A

2.在图12—2所示的电路中,已知)100cos(2t u s =

V ,

)]60100cos(243[0-+=t i s A ,则s u 发出的平均功率为 A W 。

A .2;

B .4;

C .5

解:由平均功率的计算公式得

)600cos(0

)1()1()0()0(++=I U I U P =2)60cos(41300

=?+?W 3.欲测一周期性非正弦量的有效值,应用 A 仪表。

A .电磁系;

B .整流系;

C .磁电系 4.在图12—3所示的电路中,Ω=20R ,Ω=ω5L ,

Ω=ω451

C

, )]3cos(100)cos(276100[t t u s ω+ω+=V ,现欲使电流i 中含有尽可大的基波分量,Z 应

是 C 元件。

A .电阻;

B .电感;

C .电容

解:由图12—3可见,此电路对基波的阻抗为

j 45j545520j 1

j j 1

j -?++=ω+ωω?ω++=Z C L C

L Z R Z i

=8

45

j 20++Z

欲使电流i 中含有尽可大的基波分量就是要使i Z 的模最小,因此Z 应为电容。

二、填空题

1.图12—4所示电路处于稳态。已知Ω=50R ,Ω=ω5L ,

Ω=ω451

C

,)]3cos(100200[t u s ω+=V ,则电压表的读数为 70.7 V ,电流表的读数为 4 A 。

解:由题目所给的条件可知,L 、C 并联电路对三次谐波谐振,L 对直流相当于短路。

因此,电压表的读数为 7.702

100=V ,而电流表的读数为

450

200

=A 。

2. 图12—5所示电路中,当)cos(2200?+ω=t u V 时,测得10=I A ;当

)]3cos(2)cos(2[2211?+ω+?+ω=t U t U u V 时,测得200=U V ,6=I A 。则83.1051=U V ,71.1692=U V 。

解:由题意得

2010200==ωL , 22

221200=+U U 及22

22

163=??

? ??ω+??? ??ωL U L U

由以上三式解得: 83.1051=U V ;71.1692=U V

3. 图12—6所示电路为一滤波器,其输入电压为

)3cos()cos(31t U t U u m m s ω+ω=,rad/s 314=ω。现要使输出电压

)cos(12t U u m ω=,则F 39.91μ=C ,F 1.752μ=C 。

解:由于2u 中不含三次谐波,因此L 、1C 一定对三次谐波发生并联谐振,即

∞→ω-ωω?

ω1

131j

j3j31j3C L C L , 亦即 031

j j31=ω-ωC L 由此解得F 39.99121μ=ω=L

C 。

又s u 的基波分量为2u ,所以L 、1C 、2C 对基波发生串联谐振,即

01j 1

j j j 1

j 2

1

1

=ω-ω-ωω?ωC C L C L 由此式解得:F 1.751

122μ=-ω=C L

C

4. 图12—7所示电路中,)]cos(2010[t u s ω+=V ,Ω=ω=10L R ,该电路吸收的

平均功率为20W 。

解:11010)0(==

I A ,而00

)1(45/145/2102/20j10102/20-==+=I A 。 于是 )45cos(210-ω+=t i A ; 2045cos 12

20

1100=??+?=P W 三、计算题

1. 图12—8所示电路中,已知)]903cos(215)cos(22020[0+ω+ω+=t t u V ,

Ω=11R ,Ω=42R ,Ω=ω51L ,

Ω=ω451

1

C ,Ω=ω402L 。试求电流表及电压表的读数(图中仪表均为电磁式仪表)。

解:电压的直流分量作用时

44

120

)0(=+=

I A , 1644)0(2=?=R U V

基波分量作用时:

∞→-+-=ω-ω+ωω-ωωj45j5j40j45)j5(40j 1j j j )

1j j (j 1

12112C L L C L L ,电路发生并联谐振,所以0)

1(=I ,0)1(2=R U 。

三次谐波作用时:

031

j

j31

1=ω-ωC L ,电路发生串联谐振,所以 00)

3(90/34

190/15=+=I A , 0)3()3(290/124==I U R V 由以上的计算得:

53422=+=I A , 20121622=+=U V

2. 电路如图12—9所示。

设)600cos()400cos()200cos(321t U t U t U u m m m s ++=,F 251μ=C ,H 36

1

2=L 。若使二次谐波和三次谐波的电流不通过负载R ,求1L 和2C 的值。

解:欲使二次、三次谐波的电流不通过电阻R ,可令1L 、1C 对二次谐波发生并联谐振,

2L 、2C 对三次谐波发生串联谐振(或者1L 、1C 对三次谐波发生并联谐振,2L 、2C 对二

次谐波发生串联谐振),即

11212C L ω=

ω, 2

231

3C L ω=ω 由此解得:

H 25.041121=ω=

C L ; F 100912

22μ=ω=L C (或者 11313C L ω=ω, 2

221

2C L ω=ω,于是

9

1

91121=ω=C L H ; F 2254122

2μ=ω=L C 3. 图12—10所示的电路中:

)]5cos(21.0)703cos(25.0)30cos(223[00t t t i ω+-ω+-ω+=A ;

)]5cos(210)30cos(2104[0t t u ω++ω+=V 。求U 、I 及此一端口电路吸收的平均功

率P 。

解:由非正弦交流电路中电流、电压有效值及平均功率的计算公式可得: 64.31.05.0232222=+++=I A 7.1410104222=++=

U V

23)0cos(101.0)60cos(102430

0=??+??+?=P W

4. 图12—11所示电路中,)452cos(26001+ω=t u s V ,)cos(2302t u s ω=V ,

Ω=ω201L ,Ω=ω5.72L ,Ω=ω5M ,

Ω=ω201

C

。求1i ,2i 及u 。

解:将图12—11所示的电路去耦后的等效电路如图12—11(a )。

基波分量和二次谐波分量作用的等效电路分别如图12—11(b )和12—11(c )。在图

12—11(b )中电路发生了并联谐振,因此

0)1(2=I ,00)1(0/400/30j20j5j20=?--=U V ,00)1(190/2j15

0/30=-=I A

在图12—11(c )中电路发生了串联谐振,因此

)

2(2=I ,00

)2(145/2j30

45/60-==I A ,00)

2(135/20j10)(45/2-=-?-=U V

于是:)]452cos(22)90cos(22[00

1-ω++ω=t t i A ;

2=i ;

)1352c o s (220)cos(2400-ω+ω=t t u V

实验报告六 非正弦周期电流电路辅助分析

实验报告六 非正弦周期电流电路辅助分析 1.电路课程设计目的 熟悉掌握谐波分析法,并对给定给正弦周期电流电路进行定量分析。 2.设计电路原理与说明 谐波分析法用于分析计算非正弦周期激励下的线性电路的相应。其步骤为: (1)将给定的周期性激励分解为恒定分量和各次谐波分量之和,一般以分解好的形式给出。 (2)分别计算电路在恒定分量及各次谐波分量单独作用下的响应。恒定分量作用下的响应,求解方法同直流电路;各次谐波分量作用下的响应可用向量法求解,应注意L,C 对不同谐波的阻抗随频率变化。 (3)根据叠加定理,将非正弦电源的各次谐波分量单独作用时的响应的瞬时值相加起来,其结果就是电路在非正弦电源激励下的稳态响应。 电路图如下 图一 已知:V t t U s )902sin(100sin 150100?-++=ωω,Ω=10R ,Ω==901C X c ω, Ω==10L X L ω 求各电表示数。 (1)直流分量作用于电路时,电感相当于短路,电容相当于开路。 0,0,0000===P U I (2)一次谐波作用于电路时 V U s ?∠=02150 1 A j X X j R U I C L s ?∠=-+?∠=-+=9.8232.1) 9010(1002150)(1111 u s

V j U ?∠=+?∠=9.1275.18)1010(9.8231.11 (3)二次谐波作用于电路时 A j X X j R U I C L s ?-∠=-+?-∠=-+=8.2163.2)4520(10902100 )(2222 V j U ?∠=+?-∠=6.418.58)2010(8.2163.22 电流表和电压表测的分别是电流、电压的有效值,功率表测量的是电路的有功功率。 W P V U A I 6.861063.21032.17.618.585.18094.263.232.1022222222=?+?==++===++= 3.电路课程设计仿真内容与步骤及结果 (1)按照电路图在Multisim 中接好电路,取ω=10,则L=1H ,C=0.00111F 。观察各表读数,是否与计算值相符。 (2)接入示波器,观察非正弦周期电流电路的电压波形及电流波形。 图二

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答 一、选择题 1. 在图12—1所示电路中,已知)]cos(2512[1t u s ω+=V , )240cos(2502+ω=t u s V 。设电压表指示有效值,则电压表的读数为 B V 。 A .12; B .13; C.13.93 解:设u 如图12—1所示,根据KVL 得 )240cos(25)cos(2512021+ω+ω+=+=t t u u u s s 即 )120cos(25)cos(25120-ω+ω+=t t u =)60cos(25120-ω+t 根据 2 )1(2 )0(U U U += 得1351222=+=U A 2.在图12—2所示的电路中,已知)100cos(2t u s = V , )]60100cos(243[0-+=t i s A ,则s u 发出的平均功率为 A W 。 A .2; B .4; C .5 解:由平均功率的计算公式得 )600cos(0 )1()1()0()0(++=I U I U P =2)60cos(41300 =?+?W 3.欲测一周期性非正弦量的有效值,应用 A 仪表。 A .电磁系; B .整流系; C .磁电系 4.在图12—3所示的电路中,Ω=20R ,Ω=ω5L , Ω=ω451 C , )]3cos(100)cos(276100[t t u s ω+ω+=V ,现欲使电流i 中含有尽可大的基波分量,Z 应 是 C 元件。 A .电阻; B .电感; C .电容

解:由图12—3可见,此电路对基波的阻抗为 j 45j545520j 1 j j 1 j -?++=ω+ωω?ω++=Z C L C L Z R Z i =8 45 j 20++Z 欲使电流i 中含有尽可大的基波分量就是要使i Z 的模最小,因此Z 应为电容。 二、填空题 1.图12—4所示电路处于稳态。已知Ω=50R ,Ω=ω5L , Ω=ω451 C ,)]3cos(100200[t u s ω+=V ,则电压表的读数为 70.7 V ,电流表的读数为 4 A 。 解:由题目所给的条件可知,L 、C 并联电路对三次谐波谐振,L 对直流相当于短路。 因此,电压表的读数为 7.702 100=V ,而电流表的读数为 450 200 =A 。 2. 图12—5所示电路中,当)cos(2200?+ω=t u V 时,测得10=I A ;当 )]3cos(2)cos(2[2211?+ω+?+ω=t U t U u V 时,测得200=U V ,6=I A 。则83.1051=U V ,71.1692=U V 。 解:由题意得 2010200==ωL , 22 221200=+U U 及22 22 163=?? ? ??ω+??? ??ωL U L U

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

最新第四章 正弦交流电路习题参考答案.(DOC)资料

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

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 。

电工资格证考试正弦交流电路练习题集锦(精选)

第二章 正弦交流电路 习题参考答案 一、填空题: 1. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率ω ;表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 。 2. 得, 电阻 元件为即时元件; 电感 和 电容 元件为动态元件。 3. 在RLC 串联电路中,已知电流为5A ,电阻为30Ω,感抗为40Ω,容抗为80Ω,那么电路的阻抗为 50Ω ,该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ,吸收的无功功率又为 600var 。 二、 判断题: 1. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 (错) 2. 电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率等于零。 (对) 3. 因为正弦量可以用相量来表示,所以说相量就是正弦量。 (错) 4. 电压三角形是相量图,阻抗三角形也是相量图。 (错) 5. 正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 (错) 6. 一个实际的电感线圈,在任何情况下呈现的电特性都是感性。 (错) 7. 串接在正弦交流电路中的功率表,测量的是交流电路的有功功率。 (错) 8. 正弦交流电路的频率越高,阻抗越大;频率越低,阻抗越小。 (错) 三、选择题: 1. 某正弦电压有效值为380V ,频率为50Hz ,计时始数值等于380V ,其瞬时值表达式为( B ) A 、V ; B 、V ; C 、 t u 314sin 380=)45314sin(537?+=t u

V 。 2. 一个电热器,接在10V 的直流电源上,产生的功率为P 。把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P /2,则正弦交流电源电压的最大值为( D ) A 、7.07V ; B 、5V ; C 、14V ; D 、10V 。 3. 提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是( D ) A 、减少了用电设备中无用的无功功率; B 、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;C 、可以节省电能; D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。 4. 已知A ,A ,则( C ) A 、i 1超前i 260°; B 、i 1滞后i 260°; C 、相位差无法判断。 5. 电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,频率增大时,电路中电流将( A ) A 、增大; B 、减小; C 、不变。 6. 在RL 串联电路中,U R =16V ,U L =12V ,则总电压为( B ) A 、28V ; B 、20V ; C 、2V 。 7. RLC 串联电路在f 0时发生谐振,当频率增加到2f 0时,电路性质呈( B ) A 、电阻性; B 、电感性; C 、电容性。 8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的( A ) A 、电压有效值与电流有效值乘积; B 、平均功率; C 、瞬时功率最大值。 四、计算题 2.1 把下列正弦量的时间函数用相量表示: (1) u =10sin314t 伏 (2) i =- 5sin(314t -60o)安 解:(1)=10/0o (V) (2)=-5/-60o =5/180o-60o=5/120o (A) 2.2 已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ,初相位为-60°,其有效值为多少?写出其瞬时值表达式;当t =0.0025S 时,U ab 的值为多少? 解:∵ ∴有效值 (V) )90314sin(380?+=t u )90314sin(101?+=t i 210sin(62830) i t =+?2U & m I &U U ab abm 2=22031121 21=?= = U U abm ab

非正弦周期电流电路

第9章非正弦周期电流电路 前面讨论的交流电路中,电压和电流都是按正弦规律变化的,因此称为正弦交流电路。工程上还有很多不按正弦规律变化的电压和电流,例如在无线电工程及通信技术中,由语言、音乐、图象等转换过来的电信号、自动控制技术以及电子计算机中使用的脉冲信号、非电测量技术中由非电量变换过来的电信号等,都不是按正弦规律变化的正弦信号;即使在电力工程中应用的正弦电压,严格地讲也只是近似的正弦波,而且在发电机和变压器等主要设备中都存在非正弦周期电压或电流,含有非正弦周期电压和电流的电路称为非正弦周期电流电路。 无论是分析电力系统的工作状态还是分析电子工程技术中的问题,常常都需要考虑非正弦周期电压和电流的作用。因此,对非正弦周期电流电路的分析和研究是十分必要的。前面讲述的电路基本定律仍然适用于非正弦周期电流电路。 非正弦周期信号有着各种不同的变化规律,直接应用正弦交流电路中的相量分析法分析和计算非正弦周期电流电路显然是不行的。如何分析和计算非正周期信号作用下的电流电路,是摆在我们面前的新问题。为此,本章将引入非正弦周期信号激励于线性电路的一种分析方法——谐波分析法,它实质上是正弦电流电路分析方法的推广。我们还要详细讨论非正弦周期量的波形与它所包含的谐波成分之间的关系,在这些研究的基础上,进一步讨论非正弦周期信号作用下线性电路的计算方法。 本章教学要求 理论教学要求:了解非正弦周期量与正弦周期量之间存在的特定关系;理解和掌握非正弦周期信号的谐波分析法;明确非正弦周期量的有效值与各次谐波有效值的关系及其平均功率计算式;掌握简单线性非正弦周期电流电路的分析与计算方法。 实验教学要求:利用电工实验装置上的直流电压源和信号发生器,分别取一个直流电压和一个正弦交流电压连接在电路中,用双踪示波器进行观察;让上述两电源共同作用于一个自己设计的电路中,观察元件两端电压的波形和元件中通过的电流波形,并加以说明。练习描绘非正弦周期波的波形曲线。 9.1 非正弦周期信号 学习目标: 理解非正弦周期信号与一系列不同频率的正弦波信号之间的关系,掌握谐波的概念。 9.1.1 非正弦周期信号的产生 当电路中激励是非正弦周期信号时,电路中的响应也是非正弦的。例如我们实验室里的 170

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 πω+= B. A t )6 sin(i c π ω+= C. A t )3 sin(2i c πω+= 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2 221L 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

正弦交流电路习题集解答

习 题 电流π10sin 100π3i t ? ?=- ???,问它的三要素各为多少在交流电路中,有两个负载,已知它 们的电压分别为1π60sin 3146u t ??=- ???V ,2π80sin 3143u t ? ?=+ ?? ?V ,求总电压u 的瞬时值表达式, 并说明u 、u 1、u 2三者的相位关系。 解:(1)最大值为10(V ),角频率为100πrad/s ,初相角为-60°。 (2)?-=30/601m U (V )?=60/802m U (V ) 则?=?+?-=+=1.23/10060/8030/6021m m m U U U (V ) )1.23314sin(100?+=t u (V )u 滞后u 2,而超前u 1。 两个频率相同的正弦交流电流,它们的有效值是I 1=8A ,I 2=6A ,求在下面各种情况下,合成电流的有效值。 (1)i 1与i 2同相。 (2)i 1与i 2反相。 (3)i 1超前i 2 90o角度。 (4)i 1滞后i 2 60o角度。 解:(1)146821=+=+=I I I (A ) (2)6821+=-=I I I (A ) (3)1068222 22 1=+=+= I I I (A ) (4)设?=0/81I (A )则?=60/62I (A ) ?=?+?=+=3.25/2.1260/60/82 1I I I (A ) 2.12=I (A ) 把下列正弦量的时间函数用相量表示。 (1)u =t V (2)5i =-sin(314t – 60o) A 解:(1)U =10/0o (V) (2)m I =-5/-60o =5/180o-60o=5/120o (A)

正弦交流电路习习题解答

欢迎阅读 欢迎阅读 习 题 2.1 电流π10sin 100π3i t ?? =- ?? ? ,问它的三要素各为多少?在交流电路中,有两个负载,已知它们的 电压分别为1π60sin 3146u t ??=- ?? ? V ,2π80sin 3143u t ??=+ ?? ? V ,求总电压u 的瞬时值表达式,并说明u 、 u 1、u 2三者的相位关系。 解:(1)最大值为10(V ),角频率为100πrad/s ,初相角为-60°。 (2) 1U 则= m U 100=u 2.2 (1)i 1(2)i 1(3)i 1(4)i 1解:(1(2)I (3)=I (4)设+=1I I I 2.12=I 2.3 (1)u =t V (2)5i =-sin(314t – 60o) A 解:(1)U =10/0o (V) (2)m I =-5/-60o =5/180o -60o=5/120o (A) 2.4 已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ,初相位为–60°,其有效值为多少?写出其瞬时值 表达式;当t =0.0025s 时,U ab 的值为多少? 解:∵U U ab abm 2=

欢迎阅读 ∴有效值2203112 1 21=?== U U abm ab (V) 瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V) 当t =0.0025S 时,5.8012sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ? ? -??=πππU ab (V) 2.5 题 解:( 所以U a 由图b 所以U a 2.6 (1(2(3解:(2=P U R == R U I (2)P (32.7 把L =51mH 的线圈(线圈电阻极小,可忽略不计),接在u t +60o) V 的交流电源上,试计算: (1)X L 。 (2)电路中的电流i 。 (3)画出电压、电流相量图。 解:(1)16105131423=??==-fL X L π(Ω)

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答

第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答 一、选择题 1. 在图12—1所示电路中,已知)]cos(2512[1t u s ω+=V , )240cos(2502+ω=t u s V 。设电压表指示有效值,则电压表的读数为 B V 。 A .12; B .13; C. 解:设u 如图12—1所示,根据KVL 得 )240cos(25)cos(2512021+ω+ω+=+=t t u u u s s } 即 )120cos(25)cos(25120 -ω+ω+=t t u =)60cos(25120 -ω+t 根据 2 )1(2 )0(U U U += 得1351222=+=U A 2.在图12—2所示的电路中,已知)100cos(2t u s = V , )]60100cos(243[0-+=t i s A ,则s u 发出的平均功率为 A W 。 A .2; B .4; C .5 解:由平均功率的计算公式得 ~ )600cos(0 )1()1()0()0(++=I U I U P =2)60cos(41300 =?+?W 3.欲测一周期性非正弦量的有效值,应用 A 仪表。 A .电磁系; B .整流系; C .磁电系 4.在图12—3所示的电路中,Ω=20R ,Ω=ω5L , Ω=ω451 C , )]3cos(100)cos(276100[t t u s ω+ω+=V ,现欲使电流i 中含有尽可大的基波分量,Z 应 是 C 元件。 A .电阻; B .电感; C .电容

解:由图12—3可见,此电路对基波的阻抗为~ j45 j5 45 5 20 j 1 j j 1 j - ? + + = ω + ω ω ? ω + + =Z C L C L Z R Z i = 8 45 j 20+ +Z 欲使电流i中含有尽可大的基波分量就是要使i Z的模最小,因此Z应为电容。 二、填空题 1.图12—4所示电路处于稳态。已知Ω =50 R,Ω = ω5 L,Ω = ω 45 1 C , )] 3 cos( 100 200 [t u s ω + =V,则电压表的读数为V,电流表的读数为4 A 。 解:由题目所给的条件可知,L、C并联电路对三次谐波谐振,L对直流相当于短路。因此,电压表的读数为7. 70 2 100 =V,而电流表的读数为4 50 200 =A。 2.图12—5所示电路中,当) cos( 2 200? + ω =t u V时,测得10 = I A;当 )] 3 cos( 2 ) cos( 2 [ 2 2 1 1 ? + ω + ? + ω =t U t U u V时,测得200 = U V,6 = I A。则 83 . 105 1 = U V,71 . 169 2 = U V。 ; 解:由题意得

正弦交流电路的基本概念测试题

----------------------------精品word 文档 值得下载 值得拥有---------------------------------------------- 第七章 正弦交流电路 的基本概念测试题 一、填空题 1.交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化,且在一个周期内其平均值为零的电流。 2.正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3.正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、 i =____________。 4.角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5.正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6.我国工业及生活中使用的交流电频率____,周期为____。 7. 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=,m U = V ,ω= rad/s , Ф = rad ,T= s ,f= Hz ,T t=12 时, u(t)= 。 8 . 已 知 两 个 正 弦 交 流 电 流 A )90314sin(310A,)30314sin(100201+=-=t i t i ,则21i i 和的相位差为_____,___超前___。 9.有一正弦交流电流,有效值为20A ,其最大值为 ______。 10.已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ,该电压有效值U=_____。 11.已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ,该 电流有效值I=_____。 12.已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u , 它的最大值为___,有效值为____,角频率为____,相位为____,初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800 时,则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图,电流的瞬时表达式为___________A 。 a) ) 302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0+=t I i m ω c) t I i m ωsin = 3、图4-2所示波形图中,电压的瞬时表达式为__________V 。 a) ) 45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0+=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中,e 的瞬时表达式为_______。 a) ) 30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0+=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)-1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)105 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。

第二章 正弦交流电路

第2章 正弦交流电路 判断题 2.1 正弦交流电的基本概念 1.若电路的电压为)30sin(?+=t U u m ω,电流为)45sin(?-=t I i m ω, 则u 超前i 的相位角为75°。 [ ] 答案:V 2.如有电流t i 100sin 261=A,)90100sin(282?+=t i A,则电流相量分别是 ?=0/61I A,?=90/82I A。所以二者的电流相量和为:2 1I I I += [ ] 答案:V 3.若电路的电压为u =I m sin(ωt+30°),电流为i =I m sin(ωt-45°),则u 超前i 的相位角为15°。 [ ] 答案:X 4.正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。 [ ] 答案:X 5.正弦量可以用相量表示,因此可以说,相量等于正弦量。 [ ] 答案:X 6.任何交流电流的最大值都是有效值的2倍。 [ ] 答案:X 7.正弦电路中,相量不仅表示正弦量,而且等于正弦量。 [ ] 答案:X 2.2 正弦量的相量表示法 1.如有电流t i 100sin 261=A,)90200sin(282?+=t i A,则电流相量分别是 ?=0/61I A,?=90/82I A。所以二者的电流相量和为:2 1I I I += 。[ ] 答案:X 2.3 单一参数的正弦交流电路 1.电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X

2.在电感元件的电路中,电压相位超前于电流90o,所以电路中总是先有电压后有电流。[ ] 答案:X 3.电感元件的感抗是电感电压与电流的瞬时值之比。[ ] 答案:X 4.电感元件的感抗是电感电压与电流的有效值之比。[ ] 答案:V 5.直流电路中,电容元件的容抗为零,相当于短路。[ ] 答案:X 6.直流电路中,电感元件的感抗为无限大,相当于开路。[ ] 答案:X 7.直流电路中,电容元件的容抗为无限大,相当于开路。[ ] 答案:V 8.直流电路中,电感元件的感抗为零,相当于短路。[ ] 答案:V 9.在R、L、C串联电路中,当X L>X C时电路呈电容性,则电流与电压同相。[ ] 答案:X 10.电感元件电压相位超前于电流π/2 (rad),所以电路中总是先有电压后有电流。[ ] 答案:X 11.正弦交流电路中,电源频率越高,电路中的感抗越大,而电路中的容抗越小。[ ] 答案:V 12.正弦电流通过电感或电容元件时,当电流为零时,则电压的绝对值为最大,当电流为最大值时,则电压为零。[ ] 答案:V 13.正弦电流通过电感或电容元件时,当电流为零时,则电压的绝对值为最小。[ ] 答案:X 14.电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。[ ] 答案:X 15.电容元件的容抗是电容电压与电流的有效值之比。[ ] 答案:V 16.单一电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率比较小。[ ] 答案:X 17.电容元件的交流电路中,电压比电流超前90°。[ ] 答案:X 18.电容元件的交流电路中,电流比电压超前90°。[ ] 答案:V 19.电感元件的有功功率为零。[ ] 答案:V 20.电容元件的有功功率为零。[ ] 答案:V 21.电压、电流的相量式,既能反映电压与电流间的大小关系,又能反映相互间的相位关系。[ ] 答案:V

非正弦周期电流电路及电路频率特性

非正弦周期电流电路及电路频率特性 4.5 三相电路的功率 4.5 三相电路的功率例题3 第5章电路的频率特性非正弦周期交流电路非正弦周期交流电路非正弦周期交流电路 5.1 非正弦周期交流电路的分析和计算 1. 非正弦周期信号 1. 非正弦周期信号 1. 非正弦周期信号 2. 非正弦周期电流电路分析 2. 非正弦周期电流电路分析 2. 非正弦周期电流电路分析 2. 非正弦周期电流电路分析2. 非正弦周期电流电路分析 3. 非正弦周期量的有效值 3. 非正弦周期量的有效值 3. 非正弦周期量的有效值 4. 非正弦周期电流电路的平均功率 4. 非正弦周期电流电路的平均功率 4. 非正弦周期电流电路的平均功率 4. 非正弦周期电流电路的平均功率 4. 非正弦周期电流电路的平均功率 4. 非正弦周期电流电路的平均功率习题 5.2 RC串联电路的频率特性 5.2 RC串联电路的频率特性 5.2 RC 串联电路的频率特性 5.2 RC串联电路的频率特性 5.3 RC串/并联电路的频率特性 5.3 RC串/并联电路的频率特性 5.3 RC串/并联电路的频率特性谐振的概念串联谐振特点串联谐振特点串联谐振特点串联谐振特点串联谐振特点串联谐振特点串联谐振特点串联电路频率特性阻抗的幅频特性阻抗的相频特性电流的幅频特性电流的幅频特性电流抑制比谐振通用曲线谐振通用曲线5.5 LC并联电路的频率特性例题1 例题2 例题3 例题3 例题3 例题3 例题3 例题4 R + _ + _ . . + _ . . 网络函数:响应相量激励相量―幅频特性―相频特性 R + _ + _ . . + _ . . 0 ω1/RC 相频特性 RC低通滤波器:带宽:截止角频率幅频特性 0 ω

正弦交流电测试题1

正弦交流电测试题 姓名: 班级: 一. 是非题 (1)R-L-C 串联谐振又叫做电流谐振。 ( ) (2)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 ,说明该同学测量的数据错误。( ) (3)在同一交流电作用下,电感L 越大,电感中的电流就越小。( ) (4)端电压滞后电流的交流电路一定是感性电路。 ( ) (5)有人将一个额定电压为220V 、额定电压为6A 的交流电磁铁线圈误接在220V 的直流电源上,此时电磁铁仍将能继续工作。( ) (6)两个同频率正弦量的相位差,在任何瞬间都不变。( ) (7)在R-L-C 串联电路中,UR 、UL 、Uc 的数据值都有可能大于端电压( ) (8)电阻元件上电压、电流的初相一定都是零,所以他们是同相的。 ( ) (9)在R-L-C 串联中,感抗和容抗数值越大,电路中的电流就越小。( ) (10)正弦交流电的相位,可以决定正弦交流电在变化过程中,瞬时值的大小和正负。( ) (11)正弦交流电路中,电感元件上电压最大时,瞬时功率却为零。( ) (12)在荧光灯两端并连一个适当数值的电容器,可提高电路的功率因数,因而可少交电费。( ) (13)正弦交流电的平均值就是有效值。( ) (14)正弦交流电的平均功率就是有功功率。( ) (15)只有同频率的几个正弦量的相量,才可以画在同一个向量图上进行分析。( ) 2. 选择题 (1)正弦电流通过电阻元件时,下列关系正确的是。( ) A.t R U i ωsin = B.R U i = C.R U I = D.)sin(ρω+=t R U i (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( ) A. 30° B.60° C.90° D.120° (3)加载容抗为100Ω的纯电容的两端电压uc=100sin (ωt-3)V ,则通过他的电流应是( ) A.A t ic )3sin(π ω+= B.A t ic )6sin(π ω+= C.A t ic )3sin(2π ω+= D.A t ic )6 sin(2πω+= (4)两纯电感串联,X L1=10Ω,X L2=15Ω,下列结论正确的是( ) A.总感抗25H B.总感抗Xl C.重感抗为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( ) A. 20Ω B.16Ω C.8Ω D.32Ω

电工基础——非正弦周期性电路

第六章非正弦周期性电路 学习目标: 1 .了解非正弦周期量的产生 2 .熟悉掌握非正弦周期交流信号的分解方法 3 .掌握非正弦周期交流信号的平均值、有效值、平均功率的计算 4 .熟悉非正弦周期交流电路的分析和计算 重点:非正弦周期交流信号的平均值、有效值、平均功率的计算 难点:非正弦周期交流信号的分解方法 一、非正弦周期量的产生 1 .基本概念:若电路中的电压电流不按正弦规律变化,但还是按照周期性变化的电路称为非正弦周 期性电路。 2 .常见的非正弦周期性波形,如图 6-1 所示。 图 6-1 常见的非正弦周期性波形

3 .非正弦周期量的产生: ( 1 )实验室的信号发生器产生非正弦信号; ( 2 )电子技术中的非线性元件的作用; ( 3 )非电量电测技术中的非正弦信号; ( 4 )各种语音、图象信号等。 二、非正弦周期交流信号的分解 图 6-2 1 .按照傅里叶级数展开法,任何一个满足狄里赫利 (Dirichlet) 条件的非正弦周期信号( 函数 ) 都可以分解为一个恒定分量与无穷多个频率为非正弦周期信号频率的整数倍、不同幅值的正弦分量的和,如图 6- 2 所示,即周期函数 ,称为直流分量 ,

,称为第 K 次谐波分量的振幅。,称为第 K 次谐波分量的初相角。例 6-1 :周期性方波的分解:,分解波形如图 6-3 所示。 图 6-3 方波波形的分解 例 6-2 :锯齿波信号的分解 例 6-3 :三角波信号的分解 三、有效值、平均值、功率 1 .有效值:

( 1 )周期量有效值的定义: 注意:对于非正弦周期信号,其最大值与有效值之间并无关系。 ( 2 )非正弦周期量: 函数 则有效值为: 利用三角函数的正交性得: 同理非正弦周期电流的有效值为: 结论:周期函数的有效值为直流分量及各次谐波分量有效值平方和的方根。 2 .平均值: 非正弦周期性函数的平均值为直流分量: 显然正弦周期性函数的平均值为 0 3 .功率: 如图 6-4 所示,所示一端口 N 的端口电压u ( t ) 和电流i ( t ) 的关联参考方向下,一端 口电路吸收的瞬时功率和平均功率为 图 6-4

第七章正弦交流电路基本概念试题

第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1.交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化,且在一个周期内其平均值为零的电流。 2.正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3.正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4.角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5.正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6.我国工业及生活中使用的交流电频率____,周期为____。 7. 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=,m U = V ,ω= rad/s , Ф = rad ,T= s ,f= Hz ,T t= 12 时,u(t)= 。 . 8.已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ,则21i i 和的相 位差为_____,___超前___。 9.有一正弦交流电流,有效值为20A ,其最大值为______。 10.已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ,该电压有效值U=_____。 11.已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ,该电流有效值I=_____。 12.已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ,它的最大值为___,有效值为____,角频 率为____,相位为____,初相位为____。 二、选择题 1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时,则它们相位关系是____。 a)同相 b)反相 c)相等 2、图4-1所示波形图,电流的瞬时表达式为___________A 。 a))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中,电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中,e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui ?=_____。 a) 900 b) -450 c)-1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue ?=_____。 a) 450 b) 600 c)1050 7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie ?=_____。 ~ a) 300 b) 600 c)- 1200

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