第五章正弦交流电路习题及参考答案
第五章 正弦交流电路习题
第五章正弦交流电路习题一、填空题1、 正弦交流电的三要素为_______、_______和_______，它们是确定正弦交流电变化情况的三个重要数值。
2、 正弦交流电压V t u )45314sin(230︒+=，其振幅为 _____ 、角频率为 ______ 、频率为 ____ 、周期为 ____ 、初相角为 ________ 、有效值为 ______ 。
3、 我国第一颗人造地球卫星发出《东方红》乐曲的信号频率是20MHz ，则它的周期是 ___ 、角频率为 ___ 。
4、 某正弦交流电流I=10A 、Hz 、f 100=φ=－π/3，则该正弦电流瞬时值的表达式为i= 。
5、 已知正弦交流电流A t i )30314sin(2.28︒+=，其频率为 ____ 、周期为 ___ 、在s t 1.0=时瞬时值为 ____ 。
6 、 频率为50Hz 的两个正弦交流电压，当它们的相位差为π/3时，则时间差为 __ 。
7、 正弦交流电的最大值是有效值的 ___ 倍。
我国在日常生活中使用的交流电频率为 ___ ，周期为 __ 。
8、 已知两个正弦交流电流：2121,)3/2314sin(10,)3/314sin(5i i A t i A t i 和则ππ-=-=的相位差为 __ ，而且 __ 超前 __ 。
9 、 已知两个正弦交流电压：=︒-=21,)30314sin(2220u V t u,)90314sin(2220V t ︒+若将纵坐标轴向左移π/3，则1u 的初相位为 __ ，2u 的初相位为 __ ，1u 和2u 的相位差为 __ ，而且 _ 超前 _ 。
10、已知：sin 3,)35314sin(2,)150314sin(10021=︒-=︒-=i A t i V t uA t )60314(︒+，在保持相位差不变的条件下，将电压的初相位改为0°则A i A i V u __________,__________,__________21===。
电工学部分习题参考答案
电工学部分习题参考答案第1章 习题习 题1-1 单项选择题1. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡串联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮2. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡并联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮3. 空间中有a 、b 、c 三点，已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，求ac U 的电压。
（ ） A. 1V B. 5V C. －1V4. 已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，如果以b 点作为电位参考点，求a 、b 、c 三点电位。
（ ）A ．a 点电位为0V ，b 点电位为2V ，c 点电位为3V B. a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为3V C ．a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为-3V D. a 点电位为5V ，b 点电位为3V ，c 点电位为0V 5. 如图T1.1所示，A 10S =I ，V 5S =U ，Ω=1R ，问电压源和电流源各起什么作用。
（ ）A ．电压源起负载作用，电流源起电源作用。
B ．电压源起电源作用，电流源起电源作用。
C. 电压源起电源作用，电流源起负载作用。
1-2 判断题（正确的请在每小题后的圆括号内打“√”，错误的打“×”）1. 如果没有参考方向，只说某支路中的电流为-1A ，这种说法没有意义。
（ ）2. 电路中某两点的电位很高，因此这两点间的电压也很高。
（ ）3. 实际电流源允许开路运行，它对外不输出功率，自身也不消耗功率。
（ ）图T1.1 习题1-1（5）图图T1.2 习题1-3图4. 电压和电位的单位都是伏特，但是它们在概念上没有联系。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第5章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5章逆变电路1．无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。
答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
电路课程习题及答案
第一章 电路模型和电路定律1.1 图示元件当时间t <2s 时电流为2A ，从a 流向b ；当t >2s 时为3A ，从b 流向a 。
根据图示参考方向，写出电流i 的数学表达式。
1.2图示元件电压u =(5-9e -t /τ)V ，τ >0。
分别求出 t =0 和 t →∞ 时电压u 的代数值及其真实方向。
babu +-图 题1.21.3 图示电路。
设元件A 消耗功率为10W ，求A u ；设元件B 消耗功率为-10W,求B i ；设元件C 发出功率为-10W ，求C u 。
Au +-10V+-Cu +-(a)(b)(c)图 题1.31.4求图示电路电流4321i i i i 、、、。
若只求2i ，能否一步求得？图 题1.41i 4i 3i 图 题1.51.5 图示电路，已知部分电流值和部分电压值。
(1) 试求其余未知电流1234,,,i i i i 。
若少已知一个电流，能否求出全部未知电流？(2) 试求其余未知电压 u 14、u 15、u 52、u 53。
若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？1.6 图示电路，已知A 21=i ,A 33-=i ,V 101=u ,V 54-=u 。
求各元件消耗的功率。
图 题1.61uSu (a)(b)图 题1.71.7 图示电路，已知10cos()V S u t ω=，8cos()A S i t ω=。
求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。
1.8 求图示电路电压12,u u 。
1u +-2u +-图 题1.830u-+图 题1.91.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.10 求网络N 吸收的功率和电流源发出的功率。
10V0.5A8V1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。
1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W ，求r 的值。
1V图 题1.13图 题1.141V2V1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。
第五章单相交流电
第五章单相交流电1. 纯电阻电路的无功功率为A.0W B.0var C.0V A D.无穷大答案：2 . 已知某交流电路的有功功率为6W、视在功率为10V A，则其功率因数为A.0.6B.0.7C.0.8D.1答案：3 . 电压u=20sin（314t+30°）V与电流i=5sin（314t+10°）A的相位差为A.-20° B.10° C.20° D.40°答案：4 . 在纯电阻正弦交流电路中，当电压为最大值时，电流为A.0B.最大值C.有效值D.无穷大答案：5 . 已知某负载的端电压u=100√2Sinωt V，电流i=10√2Sin(ωt-60°)A，其有功功率为A.250WB.500WC.500WD.1000W答案：6 . 电容器接入直流电路时，其容抗为A.0Ω B.∞ C.1Ω D.取决于具体电路答案：7 . 用万用表欧姆档检测某高频电感时，宜选用的倍率是 A.R×1 B.R×100 C.R×1KD.R×10K答案8 . 已知电流i1=10sin（200πt+60°）A，i2=30cos（200πt+30°）A，则i1与i2相位关系为A.超前30°B.超前30°C.滞后60°D.超前60°答案：9 . 某一电感线圈的色环依次为蓝、灰、红、银，则该线圈的电感为A.6.82μHB.68.2μHC.682μHD.6800μH答案：10. 某正弦电压的最大值为311V，周期为0.02s、初相为30°，则该正弦电压的表达式为A.u=220sin（314t-30°）VB.u=220sin（314t+30°）VC.u=311sin（314t-30°）VD.u=311sin（314t+30°）V答案：11 . 关于串联谐振错误的说法是A.阻抗最小，电流最大B.电路具有选频的本领C.电路的品质因数越大越好D.电路的品质因数和通频带是一对矛盾答案：12 . 某交流电压u=220√2sin（314t+45°）V，当t=0时的值为A.110VB.110VC.220VD.311V 答案：13 . 把交流电和直流电分别通入阻值相等的两个电阻，如果在相等的时间内电阻产生的热量相等，就把直流电的大小定义为交流电的A.瞬时值B.最大值 C.有效值 D.峰值答案：14 . 一个2Ω纯电感负载，接在u=12sin（100πt+30°）V的电源上，其有功功率为A.0WB.24WC.36WD.48W答案：15 . 交流电压u=20sin（314t+30°）V，则此交流电压的周期为A.0.02s B.0.04s C.314 s D.628s 答案16. 下图所示的相量图中，交流电压U1与U2的相位关系是A.超前75°B.滞后75°C.超前30°D.滞后45°答案：17 . 两个同频率正弦交流电的相位差为180°时，它们的相位关系是A.同相B.反相C.正交D.超前或滞后答案：18 . 已知2Ω电阻的电流i=6sin(100πt+45°)A，当其电压u与电流i为关联方向时，u= A.12sin （100πt+30°）VB.12 sin（100πt+45°）VC.12sin（100πt+45°）V D.12sin（100πt+45°）V答案：19 . 关于电感元件磁芯的选择，错误的说法是A.高频器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯，它们提供了比磁性铁芯更好的热性能，但是其电感取值有限。
正弦交流电路 习题参考答案
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. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ；电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtdi Lu =L ；电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtdu Ci CC =。
由上述三个关系式可得， 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 、t u 314sin 380=V ；B 、)45314sin(537︒+=t u V ；C 、)90314sin(380︒+=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 。
第5章 正统交流电习题与答案
第5章 正统交流电一、填空题1．正弦交流电在0.1s 时间内变化了5周，那么它的周期等于 0.02s ，频率等于 50Hz 。
2.我国民用交流电压的频率为 50 Hz ，有效值为 220V 。
3.一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率，把它接到交流电源上，使产生的热功率是直流时相等，则交流电压的最大值是14.14V 。
4.正弦交流电的三要素是 最大值 、 频率 、 初相位 。
5.已知一正弦交流电流i =10sin （100πt +3π）A ，则其有效值为 7.07A ，频率为 50Hz ，初相位为 3π。
6.已知一正弦交流电流最大值是50A ，频率为50Hz ，初相位为1200，则其解析式为i =50sin （100πt +1200）A 。
7.旋转矢量在纵轴上的投影，就是该正弦量的瞬时 值。
8.已知交流电压的解析式：u 1=102sin(100πt －900) V,，u 2=10sin(100πt ＋900) V ，则它们之间的相位关系是 反相 。
9.若正弦交流电在t=0时的瞬时值为2A ，其初相为π/6，则它的有效值为 2.828 A 。
10.已知某正弦交流电流在t=0时，瞬时值为0.5 A ，电流初相位为300，则这个电流的有效值为 7.07A 。
11.电容器和电阻器都是构成电路的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上来看，电容器是一种 储能 元件，而电阻器则是 耗能 元件。
12.当R=2欧的电阻通入交流电，已知交流电流的表达式为i =4sin(314t-450)A ，则电阻上消耗的功率是16W 。
13.在纯电感交流电路中，电感两端的电压 超前 电流2π，在纯电容电路中，电容两端的电压 滞后 电流2π。
14．纯电感交流电路中，电感两端电压为u =2sin(100πt+6π)V ，L =10 mH ，瞬时功率最大值为 0.318 var ，一个周期内的平均功率为 0 W 。
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)mI =－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2203112121=⨯==U U abmab (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)欢迎阅读（2）︒-=︒︒==30/75.1390/1660/220L jX U I （A ） )30314sin(275.13︒-=t i （A ）（3）相量图如图所示。
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第五章 正弦稳态电路分析
一、思考题
5.1为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？为什么？ 5.2提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法， 而不用串联法？所并的电容器是否越大
越好？为什么？ 5.3三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？
5.4试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？
5.5三相四线制有什么特点？其中线上可以安装保险丝吗？为什么？
二、计算题
5.1图示5.1为正弦波经半波整流后的波形，求其有效值和平均值。
5.2图示5.2电路中，已知R 1=R 2=X L =100Ω，U AB =141.4 /0ºV ，两并联支路的功率P AB =100W ，
其功率因数为cos φAB =0.707 (φAB <0)。
求： （1）该电路的复阻抗Z 1；
（2）端口电压U 及有功功率P ，无功功率Q 和功率因数λ。
5.3若。
，求，)()(sin 3)(cos )(2121t i t i A t t i A t t i +-==ωω
5.4已知V t u V t u bc ab )60314sin(100)30314cos(100 +=+=，，在用相量法求u ac 时，下列四种算法得答案哪些是正确的？不正确的，错在何处？
方法一： 方法二：
V
t u j U U j U j U ac bc ab bc ab 314cos 2.17302.173506.8650
6.86=+=+-=+=∙
∙
∙
∙
V
t u j U U j U j U ac bc ab bc ab )45314cos(4.1936.1366.1366.865050
6.86 +=+=++=+=∙
∙
∙
∙
方法三： 方法四：
I R 1 A
＋I 2
2
X L
－
B
图5.2
V
t u j U U j U j U ac bc ab bc ab 314sin 2.1732.17306.86506
.8650=+=++=+-=∙
∙
∙
∙
V
t u j U U j U j U ac bc ab bc ab )45314sin(7.516.366.36506.866
.8650 +=+=+-=+-=∙
∙
∙
∙
5.5（1）指出题图5.3所示相量模型是否有错？ (2）指出下列各式是否有错？
rm
Lm m R L R L R L
m
m
U U U u u u U U U L R R U
U L
j R L j U U L
R U I L R U I +=+=+=+=+=+=+=∙
∙
∙
∙
∙∙
∙
∙
∙
；；
；
；；
ωωωωω
5.6 电路如题图5.4所示，问频率ω为多大时，稳态电流i(t)为零？
5.7指出并改正下列表达式中的错误 （1）
152)15sin(2)(j e t t i -=-=ω A
（2）)90sin(25905 +=∠=∙
t U ωV
5.8试求下列正弦信号的振幅、频率和初相角，并画出其波形图 （1）u (t )=10sin314t V
（2）u (t )=5sin(100t +30°)V （3）u (t )=4cos(2t -120°)V （4）)452sin(28)( -=t t u
5.9 电路如图5.5所示。
已知u c (t)=cos 2t V ，试求电源电压u s (t)。
分别绘出题图中所标出的所有电压和和所标出的所有电流的相量图。
5. 10 电路如题图5.6所示，写出输入阻抗与角频率ω的关系式，当ω=0
时，输入阻
抗是多少？
5.11 电路相量模型如题图5.7所示。
试用①节点分析法求流过电容的电流；②用叠加定理求流过电容的电流。
5.12 图5. 8虚线框部分为日光灯等效电路，其中R 为日光灯等效电阻，L 为铁芯电感，称为镇流器。
已知s U
=220V ，f =50Hz ，日光灯功率为40W 额定电流为0.4A ，试求电阻R 和电感L 。
5.13已知图5.9：R 1=5Ω，X C1=5Ω，X C2=10Ω，X L2=20Ω，X L3=10Ω。
求：电路的总阻抗Zab ，并说明电路的性质。
5.14图5.10为测量某电感线圈的参数R 、L ，可用一只安培表和一个已知电阻R1，组成电路图。
设R 1=1K ，I=0.04A ，I 1=0.035A,I 2=0.01A ，若电源为工频，求：线圈的参数R ，L 。
5.15如图5.11，为使负载获得最大有功功率，求Z L 之值。
5.16如图5.12。
求：（1）当A2中电流为0时，A4中电流表的读数。
（2）电源送入网络的有功、无功、视在功率。
（3）作出电压、电流相量图。
5.17如图5.13负载Z=19.2+j14.4Ω，线路阻抗Z L =3+j4Ω接在线电压380V 的对称三相电源上，如图（a ）。
求：负载的相电流、线电流、相电压。
图5.8
图
5.10
5.18如图 5.14称三相四线制电路，Z1=-j10，Z2=5+j12 U x=380V，电阻吸收功率PR=24200W。
求：(1)开关闭合时各表的读数，根据瓦特表的读数能否求得整个负载所吸收的功率。
（2）当开关打开时，各表的读数有无变化，功率表的读数有无意义。
5.19如图5.15已知U=8V，Z1=（1－j5）Ω，Z2=（3－j1）Ω，Z3=（1＋j1）Ω。
求：
1）电路输入导纳；
2）各支路的电流；
3）Z2的有功功率P和无功功率Q。