电工学课后习题答案-第3章-交流电路习题及答案
电工学习题
第1章直流电路习题参考答案一、填空题：1. 任何一个完整的电路都必须有、和 3个基本部分组成。
具有单一电磁特性的电路元件称为电路元件，由它们组成的电路称为。
电路的作用是对电能进行、和转换；对电信号进行、和。
2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是元件，它们都是无源元件。
3. 电路有、和三种工作状态。
当电路中电流0R U I S 、端电压U＝0时，此种状态称作，这种情况下电源产生的功率全部消耗在。
4.从耗能的观点来讲，电阻元件为元件；电感和电容元件为元件。
二、判断题：1. 理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。
（）2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。
（）3. 电压是产生电流的根本原因。
因此电路中有电压必有电流。
（）4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。
（）三、选择题：（每小题2分，共30分）1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（）功率。
A、吸收；B、发出。
2. 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（）A、负载电阻增大；B、负载电阻减小；C、电源输出的电流增大。
3. 当电流源开路时，该电流源内部（）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。
4. 某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”，正常使用时允许流过的最大电流为（）A、50mA；B、2.5mA；C、250mA。
四、计算题1.1已知电路如题1.1所示，试计算a、b两端的电阻。
1.2根据基尔霍夫定律，求图1.2所示电路中的电流I1和I2；1.4 根据基尔霍夫定律求图 1.3图所示电路中的电压U1、U2和U3。
1.5 已知电路如图1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5Ω，R2=R3=10Ω。
电工学第三版第3章答案
R 25, X 0, 0
u 与 i 同相，电阻性。
100 30 25 70 （3）Z R j X 4 40 I (8.55 j 23.49) U
R 8.55 , X C 23.49 , 70
1 1 Hz 100Hz 3 T 10 10
I 7.07 180 A 7.07 180 A 7.07 A
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B 3.2.3 已知 A = 8 + j6 ， 8 45。求（1）A＋B ;（2） B A A－B；（3） A B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A 。 j B 【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。 ∵ A 8 j 6 1036.87
1053.1 2.3718.4 V
23.771.5 V
U 2 Z 2 I ( j10) 2.3718.4 V
10 90 2.3718.4 V
23.7 71.6 V
（2）由于 Z Z1 Z 2 6 j 8 Z 2，所以 Z 2 j 8 时，Z最 小，I 最大。这时 US 150 150 I A A Z1 Z 2 6 j 8 j 8 60
0.00119H 1.19 mH
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3.4.5
电流如图3.9（教材图3.03）
所示， 1 (6 j8) , Z 2 j10 , U S 15 0 V Z 求：（1）I 和 U 1 、U 2 ；（2）改变 Z 2 为何 值时，电路中的电流最大，这时的电流 是多少？ 【解】 （1）Z Z1 Z 2
最新《电工与电子技术基础》第3章三相交流电路习题解答(重庆科技学(精)
《电工与电子技术基础》第3章三相交流电路习题解答(重庆科技学(精)习题3.1某三相同步发电机，三相绕组连接成星形时的线电压为10.5kV，若将它连接成三角形，则线电压是多少？若连接成星形时，B相绕组的首末端接反了，则3个线电压的有效值UAB、UBC、UCA各是多少？解：三相绕组连接成星形时UL=线电压为10.5kV，则每相绕组的电压为6.06kV，3UP，若连接成三角形UL=UP，则线电压为6.06kV。
若连接成星形时，B相绕组的首末端接反了，则B相相电压的相位与原来的相差1800，根据相量计算可得UAB=6.06kV、UBC=6.06kV、UCA=10.5kV。
3.2题3.2图所示的三相对称电路，线电压UL=380V，每相负载Z=6+j8Ω，试求相电压、相电流和线电流，并画出电压和电流的相量图。
解：由题意：负载作星接Ul=Up因Ul=380V，则Ua=Ub=Uc=设Ua=220/0°（V）3803=220（V）因相电流即线电流，其大小为：IA=..220=22(A)6+j8IB=22/−173ο(A)IC=22/67°(A)此时的相量图略。
3.3有一电源和负载都是星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗Z=10Ω，试求负载的相电流和线电流。
解：负载的相电压等于电源的相电压：Up=220（V）.Il=Ip=UP220==22(A)Z103.4有一电源和负载都是三角形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗Z=10Ω，试求负载的相电流和线电流。
解：负载的相电压等于电源的相电压：Up=220（V）Ip=UP220==22(A)Z10Il=Ip=223=38(A)第3章三相交流电路习题解答773.5有一电源为三角形连接，而负载为星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，每相负载的阻抗为10Ω，求负载的相电流和线电流。
题3.2图题3.6图解：电源为三角形连接，则电源侧：Ul=Up1=220（V）负载为星形连接，则负载侧：Ul=3UpUp=2203=127（V）Il=Ip=3.6UP127==12.7(A)Z10题3.6图所示电路中的电流表在正常工作时的读数是26A，电压表读数是380V，电源电压对称。
燕山大学电工技术课后答案第3章
第三章 正弦交流电路三、习题详解3-1 试计算下列正弦量的周期、频率和初相：（1）)30314(sin 5 +t （2）)60(cos 8+πt解 （1）周期 s 02.050131422==π=ωπ=T 频率 Hz 5002.011===T f初相 ︒=300ϕ（2）周期 s 222=ππ=ωπ=T频率 Hz 5.0211===T f初相 ︒=1500ϕ3-2 试计算下列各正弦量间的相位差：（1）A )30(sin 5)(1+ω=t t iA )30(sin 4)(2-ω=t t i（2）V )1520(cos 5)(1+=t t uV )3010(sin 8)(2-=t t u（3）V )45(sin 30)(+ω=t t uA )30(sin 40)(-ω=t t i解 (1)60303021=--=-=）（ϕϕϕ (2) 角频率不同，比较无意义。
(3) ︒=︒--︒=-=75)30(4521ϕϕϕ注意 ①通常只对同频率的两个正弦量才能做相位比较。
②求相位差时要将两个正弦量用相同的sin 函数或cos 函数表示。
③求相位差时，两个正弦量表达式前均带正号。
3-3 已知正弦量 30j 220e U =和A I3j 4--= ，试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。
解 (1)30j 220e U= 三角函数式 )30sin(2220︒+ω=t u2t︒-30330︒46 图3-1题3-3正弦波形(2) A 3j 4--=I三角函数式 A )43a r c t g s i n (25π-+ω=t i 正弦波形，相量图可参照（1）答案画出。
注意 习惯上常取初相绝对值小于180°。
3-4 写出下列正弦量的相量表示式（1）A cos 25t i ω=（2）V )45314(cos 2125-=t u（3）A )605(sin 10--=t i解 （1）A cos 25t i ω=A t t t t i )90sin(25)90sin(25)90sin(25cos 25︒+=︒--=-︒==ωωωωA 905︒∠=∴I（2）V )45314(cos 2125-=t u)4531490sin(2125)45314(cos 2125︒+-︒=-=t t u)135314sin(2125)314135sin(2125︒--=-︒=t t )45314sin(2125)180135314sin(2125︒+=︒+︒-=t tV 45125︒∠=∴U（3）A )605(sin 10--=t iA )1205sin(10)180605sin(10)605(sin 10︒+=︒+︒-=--=t t t iA 12025︒∠=∴I注意 ①不能认为电流相量I等于正弦量i. 即≠I i. ②以余弦函数表示的正弦电流都要将其化为正弦表达式，再写出相量。
第3章 三相交流电路习题参考答案
第3章 三相交流电路习题参考答案一、 填空题： 1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。
此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。
2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。
假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。
二、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。
（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。
（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有P 3I I l =成立。
（错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。
（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。
（对）6. 中线不允许断开。
因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。
（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、 三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。
3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。
四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z 。
解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。
电工电子学第三章习题答案 (2)
第三章交流电路3-1 试写出表示u A =)120314sin(2220,314sin 22200-==t u tV u B A 和V t u C )120314sin(22200+=的，并画出相量图。
解：V U V U V U C B A 0.00120220,120220,0220∠=-∠=∠=•••3-2 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U=220V ，I 1=10A ，I 2=52A ，试分别用三角函数式和复数式表示各正弦量。
3-3已知正弦电流i 1=22sin(100πt+60°)A, i 2=32sin(100πt+30°)A,试用相量法求i=i 1+i 2。
解A tg j j j j I I I 010000210.4284.4)598.3232.3(3914.23232.3598.3)213232(23321230sin 330cos 360sin 260cos 2∠=∠=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+++=+=-•••i= 4.842 sin （100πt+42.00） A3-4在图示电路中，已知R=100Ω，L=31.8mH ，C=318uF 。
求电源的频率和电压分别为50Hz 、100V 和1000Hz 、100V 的两种情况下，开关S 合向a 、b 、c 位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和 无功功率.解：当F=50HZ 、U=100V 时，S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(1099.9100108.312501003A LV ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Q=UIb=1000Var S 接到c ，)(10100103182506A C V Ic =⨯⨯⨯⨯==-πω。
无功功率为：q=UIc=-1000Var当F=1000HZ 、U=100V 时S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(5.08.199100108.31210001003A L V ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Qb=UIb=50Var S 接到c ，)(8.19910010318210006A C V Ic=⨯⨯⨯⨯==-πω。
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12
P174/10 求图3-6-5所示电路中1、2两点间等效电激流及内电导。已知
E 2.5V,IS 5mA, R1 200 , R3 1800 。
R1
R3
解：（1）用电源变换方法求1、2之间的短路电流
1
E
R2
IS
利用上题解得的电压和内阻，进行等效变换。
2
I sd
UOC R12
R1
E1 jX L
jX L
600 52
590
42.4245 V
U a U b 42.4245 V
E2
U b R4
(R3
R4 )
42.4245 6
10
70.7145 V
8
P173/8：用简化分析方法求解第二章第15题。 已知：R1 3 X L 4
2.5 10 7.5V
I 14
B
Rab 10 // 2.5 5 // 20 6
5 20
I 7.5 0.375A 6 14
A U abo
Rab B
14
6
P173/7：用戴维宁定理和叠加原理求解第二章第14题。求 I 0
时，问E2等于多少？
R1 a X C R1 b R2
IYSd
1 E 1 R2 1 RR1 RR12////RR2 3 RR3 2 1R9333
0.0020.5517 S .33200 400 //1800
400 400 1800
3.79
Eo0e .0000.806020A5170.78.6323mVA
R1
电工学习题答案详解-第3章习题
图3.12
3.5.2 电路如图3.13（教材图3.06） R 所示， 40 、U 100 V 保持不变。 （1）当f ＝50 Hz时，I L 4 A, I C 2 A， 求 UR 和 ULC ;（2）当 f ＝100 Hz时，求 UR 和 ULC 。
1 1 Hz 100Hz 3 T 10 10
I 7.07 180 A 7.07180 A 7.07 A
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第 3 章
交 流 电 路
B 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， 8 45。求（1）A＋B ;（2） B A A－B；（3） A B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A 。 j B 【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。 ∵ A 8 j 6 1036.87
第 3 章
交 流 电 路
3.4.3 将一个电感线圈接到 20 V直流电源时，通过的电 流为1A，将此线圈该接于2 000Hz、20 V的电源时，电流为 0.8 A。求该线圈的电阻 R 和电感 L 。
3.4.4 一个 R 、C 串联电路，当输入电压为1 000 Hz、12V 时，电路中的电流为 2 mA，电容电压 U C 滞后于电源电压 U 60 ，求 R 和 C。
图3.13
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第 3 章
交 流 电 路
3.5.3
电路如图3.15（教材图
3.07）所示，已知 U＝220V，f＝ 50 Hz，开关闭合前后电流表的稳 定读数不变。试求电流表的读数 值以及电容 C（C不为零）。 3.5.4 在图3.17（教材图3.08） 所示电路中，已知 R 2 , Z 1
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I 。求： I 1 、 2 和 U 。 5 30 A
图3.17
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图3.15
第 3 章
交 流 电 路
3.5.5
在图3.18（教材图3.09）所
示电路中，已知 R X C , U 220V 总电压 U 与总电流 I 相位相同。
B 8 45 5.66 j 5.66
A B 8 j 6 5.66 j 5.66
13.66 j 0.34
13.661.43 A B 8 j 6 (5.66 j 5.66)
2.34 j11.66
11.8978.65
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第 3 章
交 流 电 路
有一电感性负载，额定功率 PN 40 kW ，额定电 压 U N 380 V ,额定功率因数 N 0.4 ，现接到 50 Hz、380 V 的交流电源上工作。求：（1）负载的电流、视在功率和无 功功率；（2）若与负载并联一电容，使电路总电流降到120 A， 此时电路的功率因数提高到多少？并联的电容是多大？ 3.7.5
图3.21
图3.22
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第 3 章
交 流 电 路
3.7.3 两台单相交流电动机并联在 220 V交流电源上工作， 取用的有功功率和功率因数分别为P1 1 kW,1 0.8; P2 ＝0.5 kW，2＝0.707求总电流、总有功功率、无功功率、视 在功率和总功率因数。
3.7.4 图3.23（教材图3.13） 所示日光灯电路，接于220 V、50 Hz交流电源上工作，测得灯管电 压为100 V、电流为0.4 A，镇流器 的功率为7 W。求：（1）灯管的 电阻 RL 及镇流器的电阻和电感； （2）灯管消耗的有功功率、电路 图3.23 消耗的总有功功率以及电路的功 率因数；（3）欲使电路的功率因数提高到 0.9，需并联多大的 电容？（4）画出完整的相量图。
π 6
π 6
则
故
5 A = 5 Im = 0.5 A = 10 A
Im 10 I = = A = 7.707 A √2 √2
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第 3 章
交 流 电 路
若T 10 ms, 则 f
故
i 10 sin(628t 180 ) A 10 sin(628t 180 ) A 10sin628t A
图3.6
【解】 本题目的是为了熟悉 R、C、L 在交流电路中的作用，即熟悉单一参数交流电路。
当f＝50 Hz、U＝100 V时 U 100 A 1A S 合向 a ： I R R 100
P UI 100 1 W 100W, Q 0
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第 3 章
3.8.1 在图3.25（教材图3.14）所示电路中， 80 , R
C 106 F , L 63.7 mH ,U 220 0 V 。
求：（1）f＝ 50Hz时的
I、I C
I 和 IC
I 、L ；
（2）f 为何值时，I 最小，这时的
和 I L 是多少？
图3.25
3.4.2 求串联交流电路中下列三种情况下电路中的 R 和 X 各为多少？指出电路的性质和电压对电流的相位差
(1) Z (6 j8) ; ( 2) U 50 30 V, I 2 30 A;
( 3) U 100 30 V, I 4 40 A
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求 U L 和 UC 。
图3.18
3.6.1
图3.20（教材图3.10）所示交流电路，U＝220 V,S
U 闭合时， R 80 V, P 320W ;S 断开时，P＝405 W，电路为
电感性，求 R、XL 和 XC
。
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第 3 章
交 流 电 路
3.7.1 在图 3.21（教材图3.11） 所示电路中，为保持负载的 U L 110 V , PL 264 W, L 0.6 ,欲将 负载接在 220 V，50 Hz 的交流电源上， 求开关 S 分别合到 a、b、c 位置时， 应分别串联多大的 R，L 和 C。 3.7.2 电路如图 3.22（教材图3.1 2）所示,U＝220 V, R 和 XL串联支路 的 P1 726 W, 1 0.6 。当开关S 闭合后，电路的总有功功率增加了74 W， 无功功率减少了168 var，试求总电流 I 及 Z2 的大小和性质。
第 3 章
交 流 电 路
3.4.3 将一个电感线圈接到 20 V直流电源时，通过的电 流为1A，将此线圈该接于2 000Hz、20 V的电源时，电流为 0.8 A。求该线圈的电阻 R 和电感 L 。
3.4.4 一个 R 、C 串联电路，当输入电压为1 000 Hz、12V 时，电路中的电流为 2 mA，电容电压 U C 滞后于电源电压 U 60 ，求 R 和 C。
交 流 电 路
1 1 Hz 100Hz 3 T 10 10
I 7.07 180 A 7.07180 A 7.07 A
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第 3 章
交 流 电 路
B 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， 8 45。求（1）A＋B ;（2） B A A－B；（3） A B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A 。 j B 【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。 ∵ A 8 j 6 1036.87
第 3 章
交 流 电 路
3.4.6 在图3.10（教材图3.04）所示电路中，已知 U＝220 V，U 1 超前于 U 90，超前于 I 30，求 U 1 和 U 2 。 3.5.1 电路如图3.12（教材图3.05）
Z1 (2 j2) , Z 2 (3 j3) , IS 5 0
在图3.26（教材图3.15）所示电路中 u u1 u3 C (U 1m sin1 000t U 3 m sin 3 000t ) V ， 2 0.125 μ F。欲使 uL = u1，试问 L1 和 C 1 应为何值？ 3.8.2
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第 3 章
交 流 电 路
u 36 2 sin(314t 45 ) V
（2）波形图如图3.5 所示。
图3.5
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第 3 章
交 流 电 路
（3） 电流 电压
幅值
2 2A
角频率 314 rad/s
相位差
= ψu －ψi = 75
36 2 V 314 rad/s （u 超前于i）
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I 求各支路电流 I 1 、 2 和理想电流源的端 电压。
图3.12
3.5.2 电路如图3.13（教材图3.06） R 所示， 40 、U 100 V 保持不变。 （1）当f ＝50 Hz时，I L 4 A, I C 2 A， 求 UR 和 ULC ;（2）当 f ＝100 Hz时，求 UR 和 ULC 。
3.4.5 电流如图3.9（教材图3.03） Z1 (6 j8) , Z2 j10 , US 15 0 V 所示， 求：（1） I 和 U 1 、U 2 ；（2）改变 Z 2 为何 值时，电路中的电流最大，这时的电流 是多少？
图3.99
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第 3 章
交 流 电 路
练习题
3.1.1 已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别 是2A 、- 30 ;36V、 ,频率均为50 Hz。（1）写出它们的 45 瞬时值表达式；（2）画出它们的波形图；（3）指出它们 的幅值、角频率以及二者之间的相位差。
3.2.1 已知某正弦电流当其相位角为 时，其值为5 A， 则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10 ms，且在 t＝0 时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时 值表达式 I 和相量 I 。
2.3698.27
B 8 45 A 8 j6 j 190
8 j 6 8 135
2.34 j 0.34
2.368.28
8 j 6 5.66 j 5.66
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第 3 章
交 流 电 路
3.3.1 在图3.6（教材图3.01）所示 电路中，已知 R 100 , L 31.8 mH, C 318 F, 求电源的频率和电压分别为50 Hz、100 V 和1 000 Hz，100 V两种情况下，开关 S 合向 a、b、c 位置时电流表的读数，并 计算各元件中的有功功率和无功功率。
图3.13
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第 3 章
交 流 电 路
3.5.3
电路如图3.15（教材图
3.07）所示，已知 U＝220V，f＝ 50 Hz，开关闭合前后电流表的稳 定读数不变。试求电流表的读数 值以及电容 C（C不为零）。 3.5.4 在图3.17（教材图3.08） 所示电路中，已知 R 2 , Z 1
I S 2 A ,交流理想电压源的电压
uS 12 2 sin 314t V,此频率时的
XC＝ 3 , X L 6 , R 4 ，求通
图3.28
过电阻R的电流瞬时值、有效值和
R中消耗的有功功率。