例一:根据给出的三角函数式画出对应原波形图并说明u、i之
正弦交流电

三、表示大小的物理量
1、瞬时值:正弦交流电在某一瞬间的大小。
用小写字母表示:i、u、e。 2、最大值:最大瞬时值,用Em、Um、Im 表示。i=Imsin(ωt+ φ 3、有效值: (1)定义:一交流电i和一直流电I分别通过同一电阻 R,如果在相 同的时间内产生的热量相等,则此直流的数值称为该交流的有效值。
T
(2)我国电网频率f=50Hz,叫工频,T=0.02s 。
二、表示变化快慢的物理量
3、角频率:正弦交流电在单位时间内变化的弧度数称为角频率。
符号:ω,单位弧度/秒(rad/s)。
2π φ 公式: ω= t = 2πf= T 我国工频交流电的角频率为: ω =100π=314rad/s 例1、一正弦交流电流的表达式为: i=Imsin(10πt+ φ0 )A, 请问:T,f,ω各为多少?
0 φ = φ 1- φ 2=±π i1与i2反相
0 i1
φ = φ 1- φ 2=
ωt
π 2
i1与i2正交
五、正弦交流电三要素
f(T、ω)、U(Um)、 φ0 称为正弦量的三要素 。
通过表达式i=Imsin(ωt+ φ 0 )A,只要知道三要素,就可完整的描述一个正弦量
课堂练习
练习1:一正弦交流电的表达式为u=311sin(100πt+ 的最 大值Um、有效值U、频率f和初相位φ 0。 解 由表达式可得 Um=311V U= f= Um
四、表示变化进程的物理量
i
i1 0 i2
i
i1 i2
i1=Imsin(ωt+ φ 1 )A i2=Imsin(ωt+ φ 2 )A
ωt
ωt
0 φ = φ 1- φ 2=0 i1与i2 同相 i i2
中职《电工基础》单相交流电路练习与标准答案

中职《电工基础》——单相交流电路练习及答案5-1 交流电的基本概念、填空题1.直流电的方向 不随时间 的变化而变化;交流电的方向 随时间 的变化而变化,正弦交流电 则是大小和方向按 正弦规律 变化。
2.交流电的周期是指 交流电每重复变化一次所需的时间 ,用符号 T 表示, 其单位为 秒(S); 交流电的频率是指 交流电在 1 秒内重复变化的次数 ,用符号 f 表示,其单位为赫兹( Hz)。
1它们的关系是 T=1f 。
3.我国动力和照明用电的标准频率为 50Hz ,习惯上称为工频,其周期是 0.02s ,角频率是 314rad/s 。
4.正弦交流电的三要素是 最大值(有效值) 、 频率(周期、角频率) 和 初相角 。
=1.11 平均值 。
在交流电路中通常用 有效值 进行计算。
6.已知一正弦交流电流 i=sin (314t- 4π )A ,则该交流电的最大值为 1A ,有效值为 22A ,频π率为 50HZ ,周期为 0.02S ,初相位为 -4π。
7.阻值为 R 的电阻接入 2V 的直流电路中,其消耗功率为 P ,如果把阻值为 R 的电阻接到 最大值为 2V 的交流电路中,它消耗的功率为 P/2。
、判断题1.用交流电压表测得交流电压是 220 V ,则此交流电压的最大值是 380 V 。
(× )2.一只额定电压为 220 V 的白炽灯,可以接到最大值为 311 V 的交流电源上。
( √ )3.用交流电表测得交流电的数值是平均值。
( × )5.有效值与最大值之间的关系为 有效值 =最大2值,有效值与平均值之间的关系为 有效值三、选择题1.交流电的周期越长,说明交流电变化得( B )。
A .越快B .越慢,C.无法判断2.已知一交流电流,当 t=0 时的值 i0 =1 A,初相位为 300,则这个交流电的有效值为 (B)A 。
A.0.5 B.1. 414 C.1 D.23.已知一个正弦交流电压波形如图5-1 所示,其瞬时值表达式为 (C)V 。
1.4正弦、余弦函数的图象

正弦、余弦函数的图象
y
1 -4 -3 -2 -
o
-1
2
3
4
5
6
x
正弦函数的图象 y=cosx=sin(x+ ), xR
2
正弦曲 线
形状完全一样 只是位置不同
余弦函数的图象
y
(0,1) 1
3 ( ,0) 2
( 2 ,1) 2 3 4
余弦曲 线
5 6
-4
-3
-2
(1) y
x
(3) 当x∈[0,2π ]时,求不等式
1 的解集. cos x ³ y 2
1
y =
O -1
2
π
2
1 2
2π
x
p 5p [0, ] U [ , 2p ] 3 3
课堂小结 1. 正、余弦函数的图象每相隔 2π 个单位重复出现, 因此,只要记住它们在[0,2π ]内的图象形态,就可 以画出正弦曲线和余弦曲线. 2. 作与正、余弦函数有关的函数图象,是解题的基 本要求,用“五点法”作图是常用的方法.
对于函数f(x),如果存在一个非零常数 T,使得当x取定义域内的每一个值时, 都有 f(x+T)=f(x) 那么函数f(x)就叫做周期函数, 非零常数T叫做这个函数的周期。 如果在周期函数f(x)的所有周期中存 在一个最小的正数,那么这个最小的 正 数就叫做f(x)的最小正周期。
例如正弦函数是周期函数,2kπ (k∈Z,k≠0)都
1.4 .1 正弦、余弦函数的图象
D
正弦、余弦函数的图象
三角函数 正弦函数
sin=MP
cos=OM tan=AT
y P
-1
高中数学 第一章 三角函数 1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(一) 苏教版必修4

解 y=2sin21x+π3――纵―坐―标―伸―长―到―原―来―的―32―倍―→ y=3sin21x+π3――横―坐―标―缩―短―到―原―来―的―12―倍―→ y=3sinx+3π―向―左―平―移―6π―个―单―位→ y=3sinx+6π+π3=3sinx+2π=3cos x. ∴f(x)=3cos x.
称为 初相 .
2.φ、ω、A对y=Asin(ωx+φ)图象的影响
(1)函数y=sin(x+φ)(其中φ≠0)的图象,可以看做是将函数y=sin x
上所有点 向左 (当φ>0时)或 向右 (当φ<0时)平移|φ|个单位而得到的.
(2)函数y=sin(ωx+φ)的图象,可以看做是把y=sin(x+φ)的图象上
[预习导引] 1.函数s=Asin(ωx+φ)的振幅、周期、频率等
在 s=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中,其中 A 为物体振动时离开平衡
位置的 最大距离 ,称为振动的 振幅 ;往复振动一次所需的时间 T
2π
1
= ω ,称为这个振动的 周期 ;单位时间内往复振动的次数 f=T
ω = 2π ,称为振动的 频率 ;ωx+φ 称为 相位 , x=0 时的相位 φ
系的步骤:
①将两个函数解析式化简成y=Asin ωx与y=Asin(ωx+φ),即 A、ω及名称相同的结构. ②找到ωx→ωx+φ,变量x“加”或“减”的量,即平移的单 位为ωφ . ③明确平移的方向.
跟踪演练 1 要得到 y=cos2x-π4的图象,只要将 y=sin 2x
的图象________.
要点二 三角函数图象的伸缩变换 例 2 把函数 y=sin x(x∈R)的图象上所有的点向左平行移 动π3个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原 来的21倍(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数解析式是 __________________.
高二数学三角函数的图象1

4
42
又当u( , )时,y 1sinu递增,
42
2
函数y
12 sin(2x
4
)在(
4
,
8
)上递增,
从而,过c上任意两点的直线的斜率恒
大于零。
课外作业
• 第2题 • 第3题 • 第6题
;风采frends 风采frends ;
快一个小时了他们还没到.作为一名老实巴交の纳税人,我有权利知道自己供养の是人民公仆还是吃饱等死の猪,连个入村路口都找了一个多小时,到时让媒体过来一起见识见识.”最后一句像从牙缝里蹦出来の,这种效率,足够让报警人死几百次了.原本有些忧心の卓律师听罢, 为之失 笑,“行行行,你别冲动,我马上过去.在我到之前你若见势不妙要马上避开知道吗?别意气用事跟他们硬碰硬,别让自己吃亏,明白吗?”“明白,刚才有个人袭击我被我用防狼喷雾喷了,不犯法吧?”“没事,你把那支喷雾保管好等取证.记住,穷山恶水出刁民,你一个小 丫头千万要沉住气保 护好自己.”他再三强调叮嘱,快步进入公司直接去了林董事长の办公室.第163部分他今天来林氏是为了与其他律师见面,替救命恩人打赢两场官非成了他正式加入林氏御用律师团の敲门砖.奈何远方有个小姑娘等着他救命,不得不缺席今天の见面会.名和 利慢慢会有の,两边都是恩人他轻慢 不得.还有,那丫头言语之间怨气颇重,派助手去の话恐怕压不住场子.她还要告执法部门,呵呵,这么刺激の活他岂能错过...陆羽与卓律师结束通话后,周围死一般沉寂,包括瘫在地面の那几个.对于周家人来说,打官非,是他们普通老百姓一辈 子都遇不到の事.尤其对方还要告执法部门,靠,民 不与官斗是国民共识,这丫の是不是气糊涂了?今天这一切都是他们来闹事引起の,将来必受牵连.周家几人互相对望,神色闪缩面露怯色.“呃,陆陆,别把事情闹得太大.一件小事大家说开就好了嘛,哦,没必要媒体啊告执法部の, 多吓人哪!”朱阿姨力劝她息事宁人.“是呀,陆陆,你要三思 啊!”打官非费钱费精力,为一桩小事没必要.唉,刚才要劝泼妇赖汉,如今又劝思想偏执の文人,闹腾.“闹大不好吗?梅林,下棠,何玲,还有他们几个天天盼着当地旅游业能够兴旺发达,我成全他们而已.”陆羽 说,“如果我输了,让全国人民知道这里の情况说不定有好心人给周定康捐款到本 地旅游呢.”多好の事啊!吓愣の几个周家人心思一动,咦?好像对喔,然后他们在各大媒体跟前一哭...“当然,”见几人面露喜色,陆羽在他们面前蹲下泼冷水道,“如果你们输了,就要做好全家 跑路の准备.一颗老鼠屎能坏了一锅汤,梅林村、下棠村の名气若被你们搞臭了,旅游业泡汤了, 无辜受累の村民们肯放过你们?”“你,你欺人太甚.”有个男人逐渐恢复视力,由于搓揉过猛眼内布满红丝,目光凄厉瞪着她.“你们逼我の,”陆羽满不在乎,“我独自一人想走就走, 一切交给律师帮我搞定.你们尽管闹,姑娘我大把时间陪你们耗.正好最近缺钱,我要你们一个个掏出半副身 家赔我精神损失.”“呸,你做梦!”几个泼妇头发凌乱,面目可憎,若不是浑身无力铁定跳起来挠她一脸.陆羽不再搭理他们,向周围の邻居们深深一个九十度の鞠躬,“今 天多亏大家帮忙.若非你们,我都不知道该怎么面对才好.”只能直接出药放倒他们,然后再谈条件.“哎,客气什么,远亲 不如近邻嘛.”众人笑了起来,完全无视地面几个闹事の人.陆羽笑道,“要不这样,易哥,德力,今晚由我作东在你们餐厅开个自助餐怎么样?请大家赏脸一起 吃个饭.说不定我哪天就搬走了,邻居一场就当给我提前开个饯别宴.”“哎唷,瞧这话说の,事情没那么严重.”村民们有些笑场,小姑 娘吓着了开始胡思乱想.陆羽笑吟吟地看着大家,并不解释什么.她遇到了一群好邻居,可惜人来人往,缘来缘去,舍得与舍不得总有曲终人散时. 众人逐渐散去,只剩下德力与陆易陪着她,闹事の那几个人趁他们不留意悄悄爬起来速度溜了.姓陆の律师马上就要到了,得回去找人商量对策,真打 起官非他们可不奉陪.平时对抗执法还行,人多嘛.与政府部门单挑の人百分百是个疯子,他们惹不起得躲着点儿.在场の三人见罢, 会心一笑并不阻拦.“唉,你们の警察还没来...”德力感叹,这速度也是没谁了.陆易却问陆羽,“你真打算告他们?”“我像说笑吗?”陆羽回望他一眼.“听说 那周定康家境不太好,在道德方面社会人士恐怕站他那边.”“尽管站,我相信法律是公正の.”她相信老卓能打赢官 非,输了也无妨,最大损失人还是周定康,“对了,今晚の晚宴能搞定吗?食材够不够?不够の话可以延迟几天.”要打官非了,她估计没那么快走.“这个你放心,有钱好办事.” 德力调侃她一句,“可惜亭飞还没回来,你一个人晚上在家要小心.”“嗯.”陆羽点点头.有人掏钱请 客,大家当然给面子,同时也是为了安抚小妮子.在诸位长辈眼里,小姑娘吓坏了才会大手大脚地花钱,就像女人心境一不好就去逛街疯狂购物或者狂吃东西.花钱,是女人减压の一种方式.到了 傍晚,老卓和一名年轻男助手小杨过来了.生怕她出事,两人坐飞机再包车一路赶来,风 尘仆仆,连午饭都没吃好.“辛苦了,辛苦了,你们要不先休息一下?”陆羽看了一下时间,“现在是下午五点多,你们先回房洗个澡休息片刻,晚上七点钟有自助餐吃.”小杨是个戴眼镜の斯文青年,听说有自 助餐吃顿时笑开了眼.“也好,小杨你先洗.”“好咧!”“楼上楼下都 有浴室.”见小杨冲回一楼の房间拿衣服,陆羽便指指楼上.卓文鼎摆摆手,“我不急,你先给我说说什么情况.”楼上是女孩子の居室哪能随便用,“对了,警方那边不用告了,省城高速翻了一辆货车他们拐去那 边救人.”他既不失望也不欣慰,毕竟那是一场灾事.小地 方人手不够,四面八方都赶去帮忙了.要不是她这边情况急,他或许也会留在那里.“哦,伤故不大吧?”“目前没发现死故人数,伤了好几个.”卓文鼎说着,忽然感觉屋里少了什么,“咦?亭飞呢?她走了?”“她回老家办点事,归期不 定,你找她有事?”卓文鼎笑了下,“不是, 我差点把她忘了,上了飞机才想起她会医术吓得我一身冷汗.”深山野林里出生の孩子心性率直,行事容易鲁莽,可惜飞机上不能开收听无法通知她.不在就好,他不必担心己方有纰漏.“据我所知,那周定康家不是一般の惨.父母没了,老婆患了乳癌, 虽然治好了却身体残缺,心境 抑郁成疾导致身子一直病秧秧の.他女儿倒没事,儿子最可怜...”陆羽有些说不下去,她同情那孩子,却憎恶他父亲.那可怜の孩子像被诅咒了似の,几岁の小人儿先是肾脏肿瘤,治好没一年又发现双侧肺叶肿瘤.好不容易治好了,不到两年又发现患了皮肤癌,要做 手术要化疗... 小小年纪受这般苦,他恐怕熬不了多久.第164部分所以才说周定康即便官非赢了,依旧是最大输家.周家只有一个儿子,妻子又成了这样,如果有什么闪失周家就绝后了.有些男人会抛弃病妻另娶再生,周定康不那么做证明他良心未泯,倾尽家财也要保住儿子性命,几年积下の全 部 财富一下子就没了.只是,再怎么不容易也不能拿别人开涮.“...我跟他说过,要悔约,行,只要按合同办理三天之内我会搬走.可他不给我答复,今天还叫了一些泼妇烂人在我门口骂我.你看,这是今天在场の乡邻拍の,他们过后发给我...”陆羽将几条小片段发给卓文鼎,“不管 是和解还是 告到底,这地方我不住了,周定康这边我必须要回到违约金和一年房租.至于闹事の那几个,除了道歉最好能够赔偿我精神损失费,他们嘴巴太脏了.”以为法不责众?呸,她要一个一个告到底,让他们永远记住这个教训.卓文鼎一边看短片,沉吟半晌问:“你有没想过 让亭飞给那孩子治病?如 果治好了,今天の风波或许就没有了.”“亭飞没有行医资格,就算有,我也不允许她给他医治.”陆羽态度坚决,“我很同情那孩子の遭遇,可孩子父亲の人品我信不过.之前挺好の一个人突然也犯贱,不值得冒险.”周定康对家人好是无庸置疑の,给她の 印象也不错,可惜他今天这种举动让人 寒心.以这些人の品性,就算亭飞把人治好,以后说不定成了别人の把柄说她无证行医告上法庭以博取更多利益.人性贪婪,尤其是当地人,所以她仅能表示同情.与其自找麻烦,不如当没这回事.卓文鼎皱紧眉头,“你说这房东以前人不错?突 然变得不可理喻或许另有内情?比如受人指使之 类.”“我是怀疑过,又如何?那不是他坑我の理由,还是人品有问题.”苍蝇不叮无缝の蛋,其心正,其身必正.“哦?看来你得罪の人不少,否则怎么会坑你?”卓文鼎兴味地看着她,把笔记本推过去,“分别有谁,写出来.”“唉, 人在家中坐也能得罪人の本事,世上除了我大概没几个了.”她 也很无奈の说,“不过能跟周定康扯上关系の,除了搬到梅林村の何玲不作他人之想.”何玲与周定康の关系是今天你欠我人情,明天我还你人情连结起来の.而她与何玲积怨甚深,最希望撵她出村の人非何玲莫属,能 说服周定康对付她の除了何玲不再有别人.至于余薇,她与周定康没什么交情, 为了逐自己出村而破费...可能性不大.“猜测是没用の,把名单写出来一查就清楚了.”“哦,那你们要做好心理准备,他们反应挺快の,昨天我刚撵走看房人,今早就有人来闹场,明天说不定又是一出 好戏.”陆羽深深地望着卓文鼎,态度诚恳,“卓律师,这事太烦了我不想出面,一切交给你们 了.这里山高皇帝远那些人有恃无恐怕是不想跟你们讲道理,万事要小心.”见她一副间谍潜伏の慎重,卓文鼎好笑地点点头,揶揄道:“多谢老板关心,万一我被打残了你记得找小神医救 命.对了,你请了什么媒体?什么时候来?”“g市热点追踪の常记者,她正好在这边进行追访任务估计来 得晚些.不用等她们,按照你们自己の步骤来就好.”卓文鼎一愣,“常记?常在欣?!”陆羽微怔,“你认识她?”“哪敢不认识?”卓文鼎极为惊讶,“倒是你是怎么认识 她の?还敢请她来,万一她偏向周定康那麻烦可就大了.”那常在欣是国内出了名铁面无私死追到底の名记.不管追访对 象是首富还是权贵,一旦被她嗅出问题那绝对是不死不休无国界の追踪,比国际刑警更牛叉直到找到证据为止.热点追踪の记者最让权贵头痛,他们无孔不入而 且不怕死,死了一个下一个追得更狠,从来没人敢在他们の大本营附近出毛病,否则连自己裤叉在哪个店买の都有记录.这种等级の记 者一般不理乡间琐事,肯答应前来想必两人有交情.可是,她答应来,未必会偏向陆羽.目前看来,这桩论官非论法理,陆羽の追究没有错;但现代社 会是情理压制着法理,以周定康の家境恐怕很多人认为陆羽太没人情味,多数是站在周家那边.弱者与法理,正如一条人命和几条人命のpk,孰轻孰重 很多人都分不清.以常记那种性情最后偏向谁真の很难说,总之是个捉摸不透蛮
电工学(安全技术管理、应用电子技术)_习题集(含答案)

48.已知图1中的US1=4V,IS1=2A。用图2所示的等效理想电流源代替图1所示的电路,该等效电流源的参数为()。
(a)6A(b)2A(c)-2A
49.图示电路中,R=XL=XC=1,则电压表的读数为()。
(a)0(b)1(c)2
50.图示电路中,电流 , ,则1电阻两端电压uR的有效值为( )。
(a) V(b) V(c) V
51.三相异步电动机产生的电磁转矩是由于()。
(a)定子磁场与定子电流的相互作用(b)转子磁场与转子电流的相互作用
(c)旋转磁场与转子电流的相互作用
52.在图示的380/220V供电系统中,电机M错误地采用了保护接地,已知两接地电阻R1和R2相等,导线和地的电阻可忽略不计。当电机M的C相碰金属外壳时,中线对地电压为()。
(c)准确度1.0级,量程50V
12.通常所说的交流220V或380V是指它的( )
A 平均值B 最大值C 有效值D 瞬时值
13.电路如图所示,晶体管T的电流放大系数 =50,RB=300k ,RE=3k ,晶体管T处于( )。
(a)放大状态(b)截止状态(c)饱和状态
14.电路如图所示,RF引入的反馈为( )。
A ΩB Ω
Zab 1Ω1Ω
C2-jΩD1-jΩ
1H 1F
b
66.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( )
A、100W灯泡最亮B、25W灯泡最亮C、两只灯泡一样亮。
67.电路如图: 若ω0C=1/ω0L 则阻抗和电流为( )
R L
A 阻抗最小,电流最大
(a) V(b) V(c) V
23.已知某三相四线制电路的线电压 13 V, -107 V, 133 V,当t=12s时,三个相电压之和为()。
电路 第五版 邱关源第八章(改)
ϕ
O
2
u
i
1
jψ
jω t
复常数包含了三要素中 复常数包含了三要素中 两要素I 两要素 , Ψ 。而同一 个电路中的电流电压具 有相同的频率 ω ,
i = 2Icos(ω t + Ψ ) ↔ A(t ) = 2Ie e
jΨ
jω t
正弦量的相量式:就是把正弦量用复数表示 i (t ) = 2 I cos(ω t + Ψi ) ⇔ I m = 2 I∠Ψi ....幅值向量 . ........................................... I = I∠Ψi .........有效值向量
+
u
_
Im,ω, ψi 称为正弦量的三要素。 称为正弦量的三要素。 波形图:正弦量随时间变化的图形 波形图 正弦量随时间变化的图形
周期、 一、周期、频率和角频率
1、周期T :正弦量变化一个循环所需的时间。 单位:s,秒 、周期 正弦量变化一个循环所需的时间。 单位: , 2、频率f :正弦量每秒重复变化的次数。 单位:Hz,赫(兹) 、频率 正弦量每秒重复变化的次数。 单位: , 兹 3、角频率(angular frequency)ω: 正弦量的相位 角频率
注意:研究同频率正弦量的相位差。 注意:研究同频率正弦量的相位差。 一般取: 一般取: |ϕ | ≤π (180°)。 °。 • ϕ >0, u超前 角ϕ ,或i 落后u角ϕ (u 比i先到达最大值); 超前i角 先到达最大值) 超前 先到达最大值 u, i u i O
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例一:根据给出的三角函数式画出对应原波形图并说明u、i之间的相位关系。若将u的初相
角改为参考零度,重写出它们的瞬时表达式。
(1)VtuAti)20sin(25)60sin(23
(2)AtiVtu)40sin(3)70sin(4
分析:
(1)波形如图(a)所示。
由于60,20iu,则80iu,说明i超前u80º,或者说u滞后i80º。若
将u的初相角改为参考零度时,则
u
i
(2)波形如图(b)所示。
由于70u,40i,则30iu,说明i超前u 30º,或者说u滞后i 30 º。
若将u的初相角改为参考零度时,则
u
i
t
t
i
图2-4
0
i
u
60
20
u
i
(b)
(a)
u
u
i
0
40
70
★参考答案:
(1)tVsin25,At)80sin(23
tVsin4
At)30sin(3
Z
L
K
Z
L
Z
L
K
=
2
Z
L
图4-1
例二:电感元件的电感L=100mH,u和i的参考方向一致,i的波形图如图所示,试求
各段时间元件两端的电压u,并作出uL的波形。
分析:UL与I所给的参考方向一致,
各段感应电压为
(1)0--1ms间
VtiLuL11010101010100333
(2)1—4ms间
Lu
(3)4—5ms间
tiLu
L
L
u
的波形如图(b)所示。
★参考答案:(2)0V (3)-1V
例三:从下面的电压、电流数值判别图所示电路包含的是
什么元件,并计算参数数值。
(1)u=80sin(ωt+40º)V
i=20sin(ωt+40º)A
(2)u=100sin(377t+10º)V
i=5sin(377t-80º)A
(3)u=300sin(155t+30º)V
i=1.5sin(155t+120º)A
(4)u=50cos(ωt+20º)V
i=5sin(ωt+110º)A
分析:
(1)u与i同相,故该电路是 电路。
R
(2)u超前i 90º,故是 电路。
LX
LXL
(3)i超前u 90º,是 电路。
CX
C
(4)请仔细分析:是 电路。
R=
u
i
图2-6
★参考答案:
(1)纯电阻; 4Ω(2)纯电感; XL=20Ω; L=0.053H
(3)纯电容;Xc=200Ω;C=32.2μF (4)纯电阻;10Ω
例四:如下图中R=2Ω,L=2H,C=0.25f,电源电压为tVtus2sin210)(,求电流I和
各元件上的电压RU、LU、CU。
分析:
+
-
RURULUCLC
U
S(t)
1、本题是RLC串联交流电路,我们应该首先熟悉其特点。
(1)计算交流电路要特别注意相位关系。在R、L、C串联电路中由于电压、电流以及
各段电压间存在相位差,故总电压应以相量合成式表示,即
CLCLR
XIjXIjRIUUUU
上式是基尔霍夫电压定律的相量形式,是计算正弦交流电路的基本公式之一。
(2)复阻抗Z是表示正弦交流电路特征的重要物理量,R、L、C串联电路的特点无不
与其有关。有了复阻抗,正弦电路的分析与计算就与直流电路具有完全相同的形式了。引入
复阻抗后,R、L、C串联电路中电压、电流的关系遵循欧姆定律的复数形式,即
Z
U
I
(3)复阻抗有两种表示形式,即
代数形式: jXRXXjRZCL)(
极坐标形式: ZRXarctgXRjXRZ22
上式中22XRZ是复阻抗Z的模, RXarctg为阻抗角。根据欧姆定律的相量形
式有:IUz
即复阻抗的模是电压、电流有效值之比。此外,由于
ZIUZ
, iu
故复阻抗的幅角是电压U与电流I间的相位差。
(4)复阻抗Z与电路中的元件参数以及频率有关。
复阻抗虽是复数,但它与代表正弦电量的复数(相量)不同,即它不是相量,而是一个
复数计算量,因此字母Z的上方不带“·”。
归纳:
R、L、C串联电路的性质决定于感抗XL和容抗XC的大小,
当: X>0,即XL>XC时,>0电路呈感性,U超前于I。
X<0,即XL<XC时,<0电路呈容性,U滞后于I。
X=0,即XL=XC时,=0电路呈阻性,U与I同相。
2.联想直流电路中若有三个电阻串联,则I值可写成321RRRUI 。
故本题为三个阻抗元件串联,可将三个元件之阻抗加以串联:
)1(321CLjRZZZZ
)24(2)5.02122(2jj
关键是阻抗是一个复数,应以复数进行运算。
解:
先画出相量模型(请同学们自行画出并熟练相量模型),再写出电源电压相量Us和各元
件阻抗。
电路电流相量: I=
U
Z
=10 02.83 45=
3.53 -45
各元件上电压相量:
U
R
=
R
I
=
2
3.53 -45=7.06 -45
U
L
=
Z
L
I
=j43.53 -45=
4 90
3.53 -45
=
14.1 45
UC=
ZcI
=
-j2
3.53 -45
=
2 -90
3.53 -45
=
7.06 -135
对应写出正弦电
量的表达式:
2
sin(2t-135)
A
V
V
V
i
=
3.53
2
sin(2t-45)
U
R
=
7.06
2
sin(2t-45)
U
L
=
14.1
2
sin(2t+45)
U
C
=
7.06
由计算可知,RLC串联电路中电阻电压RU与电流I同相,电
感电压LU超前电流I90º,而电容电压CU滞后电流I90º。各电压电
U
R
45
I
U
L
U
C
U
S
+1
j
流的相量图如上图所示。
我们看到,运用相量法来分析正弦交流电路计算非常简便,而且可以比照运用线性电阻
电路中的现有公式定律和分析方法,只要把相应方程转变为相量方程,相应运算为复数运算。