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。
22.在电阻元件的的电路中,已知电流的初相角为20o,则电压的初相角为 20 o。 23.在电感元件的的电路中,已知电流的初相角为20o,则电压的初相角为 110 o。 24.在电容元件的的电路中,已知电流的初相角为20o,则电压的初相角为 -70 o。 二、选择题:
1、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 A. 25W 灯泡最亮 B. 100W 灯泡最亮 C.两只灯泡一样亮 D.都不亮 。
2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V ,则该电压的瞬时值表达式为 。A A. )45314sin(537?+=t u V ; B. t u 314sin 380=V ;
)90314sin(380?+=t u 。 D.)45314sin(380?+=t u
3、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 。A
; ; ; 。
4、提高供电线路的功率因数,下列说法正确的是 。A
A. 可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗
B.可以节省电能
C.减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量
D. 减少了用电设备中无用的无功功率
5、已知)90314sin(101?+=t i A ,?+=30628sin(102t i )A ,则 。A
A. 相位差无法判断 滞后i 260° C. i 1超前i 260° D.同相
6、纯电容正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将 。A
A.增大;
B.减小;
C.不变
D.先增大后减小 。
7、在RL 串联电路中,U R =16V ,U L =12V ,则总电压为 。A
; ; D. 4V 。
8、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 。A A. 电感性 B. 电阻性 C.电容性 D.不确定 9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的 。A
A.电路中总电压有效值与电流有效值的乘积
B.平均功率
C.瞬时功率最大值
D.功率因素 10、实验室中的功率表,是用来测量电路中的 。A
A.有功功率;
B.无功功率;
C.视在功率;
D.瞬时功率。
11、相量只能表示交流电的有效值(或最大值)和 。A A. 初相位 B.频率 C. 相位
12、交流电路采用相量分析时,应将电容写成 。A
A. C jX -
B. C X
C.L jX
D.L jX - 13、电感电路正确的表达式是 。A
A. L X I j U
&&= B. L
L L X u i = C.C X I j U &&-= D.不确定 14、交流电路的功率因数越高,电源设备的利用率就 。A
A.高
B.低
C.无关
15、正弦交流电的相位反映了交流电变化的 。A
A.起始位置
B.快慢
C.大小关系
D.频率特性
16、某电容C 与电阻R 串联,其串联等效阻抗|Z|=10Ω,已知容抗X c=Ω,则电阻R 为 。A
A. Ω
B. 10Ω
D. Ω
17、在提高日光灯功率因数的实验中, 并联电容后,总电流减小,有功功率 。A
A. 不变
B.减小
C. 变大
D.不清楚
18、若i 1=10sin(ωt+30o)A ,i 2=20sin(ωt -10o)A ,则i 1的相位比i 2超前 。A
A. 40o
B. -20o
C. 20o
D. -40o
19. 若线圈电阻为60Ω,当线圈外加200V 正弦电压时,线圈中通过的电流为2A ,则线圈的感抗为_____Ω。A
A. 80
B.
C.
D. 60
20. 感性负载适当并联电容器可以提高功率因数, 它是在负载的有功功率不变的情况下, 使线路的______增大;总电流减小。A
A. 功率因数
B.电流
C. 电压
D. 有功功率
21. 若)30sin(101?+=t u ωV, )10sin(202?-=t u ωV ,则1u 比2u 超前__ _。A
° ° ° ° E.不能确定
22. 在电感元件的正弦电路中,下列各式中是正确的有__________。 A
A. L U I ω=
B. L U i ω=
C.L U I =
D.L
X U J I &&=
23.若R 、L 串联,如总电压U=50V,UL =30V,则电阻电压为:______V 。A
A. 40
B. 20
C. 80
D.
24. 若线圈电阻为80Ω,外加200V 正弦电压时电流为2A ,则其感抗为_____Ω。 A
A. 80
B. 60
C.
D. 100
25. 若电阻R与电容C串联,线圈电压UR=40V,UC=30V,则总电压为______V。B
A. 50
B. 10
C. 70
D. 80
26.感性负载并联电容器提高功率因数, 是在负载的有功功率不变的情况下,使线路的功率因数增大;______减小。A
A. 电流
B. 电压
C.功率因数
D. 有功功率
27. 若i1=10 sin(ωt+30°)A,i2=20 sin(ωt-10°)A,则i1的相位比i2超前__ _。A
°°°° E.不能确定
28.当用户消耗的电功率相同时,功率因数 cosφ越低,则电源供给的电流就越大,输电线上的功率损耗就越_______。A
A.大
B.小
C.不变
29. 在RLC三元件的串联电路中,R=30Ω,XL=50Ω。XC=10Ω, 电路的功率因数为_____。 A
A. B. C. D.
30. 若u1=10 sin(ωt+20°)A,u2=20 sin(ωt-20°)A,则u1的相位比u2超前_ __。A
°°°° E.不能确定
31. 单相交流电路中,如电压相量为U&=100∠30°V,阻抗为Z=6+j8Ω,则电路的功率因数COSφ为。A
A. ;
B. ;
C. ;
D. 。
32. 某电路总电压相量U&=100∠30°V,总电流相量I&=5∠-30°A,则该电路的无功功率Q= 。A
A. 433Var;
B. 250Var;
C. 0Var;
D. 500Var。
33.已知某电路电压相量为100∠30°V,电流相量为5∠-30°A,则该电路的视在功率为___ __。A
34.如图所示二端网络N的端口电压u=20sin100t V,电流i=4sin(100t+90o)A,则N的性质是_______。AC
A. 电容性
B.电感性
C. 电阻性
35.如图所示二端网络N的端口电压
?=60
/
10
U&V,电流?
=0/2
I&A,则N的性质是_______。A
A. 电感性
B. 电阻性
C.电容性
36.已知某交流电路的复阻抗为4
3j
Z-
=Ω,则该电路的性质是_______。A
A. 电容性
B.电感性
C. 电阻性
37.已知某交流电路的复阻抗为5
=
ZΩ,则该电路的性质是_______。A
A. 电阻性
B.电感性
C.电容性
三、计算题
1、在纯电容电路中,如图,已知C=
π
50
μF,f=50H Z.
(1)当)
20
sin(
2
220?
-
=t
u
C
ωV时,求电流i C=
(2)当?
=60
/
11
.0
C
I&A时,求?
=
C
U&并画出相量图。
解:
200
10
50
50
2
1
2
1
6
=
?
?
?
=
=
-
π
π
πfC
X
C
(Ω)
(1)当时?
-
=20
/
220
U& V,?
=
-
?
-
=
-
=70
/1.1
200
20
/
220
j
jX
U
I
C
&
& A)
70
sin(
2
1.1?
+
=t
iω A (2)当?
=60
/
11
.0
C
I&A时,
则?-=???-=-=30/2260/11.090/200C C C I jX U &&(V )
2、在纯电感电路中,如图,已知L =
π
10
H ,f =50H Z .
(1)当)40sin(222.0?-=t i L ωA 时,求电压u L =
(2)当?=60/127L U &V 时,求?=L
I &并画出相量图。
解: 5000505022=??==π
ππfL X L (Ω)
(1)当)40sin(222.0?-=t i L ωA 时,
由L
L L
jX U I &&=得?=?-??==50/110040/22.090/5000L L L I jX U &&(V ) )50sin(21100?+=t u L ω(V )
(2)当?=60/127L
U &V 时, ?-=?
?==30/0254.090/500060/127L L L
jX U I &
&(A ) 相量图如图所示。
3、在纯电阻电路中,如图,已知R =22Ω,f =50H Z .
(1)当)30sin(2220?+=t u R ωV 时,求电流i R =
(2)当?-=50/5R I &A 时,求?=R
U &并画出相量图。
解:当)30sin(2220?+=t u R ωV 时, ?=0/220R
U &V (1)由R U I &&=得 (A ),?=?==0/1022
0/220R U I R R &&(A )
)30sin(210?+=t i R ω (A )
(2)当?-=50/5R
I &A 时, ?-=?-?==50/11050/522R
R I R U && V 相量图
4、△图示电路中电流相量?=0/5I
& A ,电容电压UC 为 25 V,总电压)45sin(250?+=t u ωV, 求总阻抗Z 和阻抗Z2。
解:2590/25j U C
-=?-=&(V ) ?=45/50U &(V ) ?=??==45/100/545/50I U Z &&(Ω) 55
25
===I U X C C (Ω)
∴07.1207.7545/102j j Z Z Z C +=+?=-=(Ω)
5、△ 如图4所示电路中,已知i L =5sin(ωt-45°)A , 其中:ω=2000rad/s 。试求总电流i 和电路的功率因数。
解:1010
520003
=??==-L X L ω(Ω)
?=???-=?=45/5090/1045/5L
m L m jX I U &&(V ) ?=?==45/510
45/50R U I m Rm &&(A )
?=?-+?=+=0/07.745/545/5Lm
Rm m I I I &&& (A) i =52sin2000t(A); 功率因数 cos φ=
6、△图4所示电路中,已知:正弦电流IC =12A ,IR =6A ,IL =4A 。 (1)作相量图; (2)求总电流IS ; (3)求电路的总功率因数。
解:(1)相量图如图所示。 (2)由相量图可知,10)412(6)(2222
=-+=-+=
L C R S I I I I (A )
(3)由三角形关系可知6.010
6
cos ===
S R I I ?
7、△在正弦交流电路中,如图,u =120sin ωt V,其中ω=100πrad/s 。 求图示电路中u 与i 的相位差φ及电源输出的有功功率。
解:由ω=100πrad/s ωL= 100π·1Ω = 100πΩ
相位差: φ=arctg ωL/R= arctan100π/100 = ° (电流滞后电压)
电流2574.0)
100(1002/12022=+==
πZ U I (A)
有功功率 P = RI2
= 100×W = W
8、△在图示电路中,如果用频率为f1和f2的两个正弦电源对线圈进行测试,测试结果如下:
f1=100Hz ,I1=22A ;f2=200Hz ,I2=测试时所施加的电压U均为220V ,求线圈的R与L。
解:2
12
2
1L X R Z += ,2
12
2
22
2
2)2(L L X R X R Z +=+=
f1=100Hz ,1022220
11===
I U Z Ω, f2=200Hz ,1.179
.1222022===
I U Z Ω 原方程 2
12210L X R += ,2
12241.17L X R +=
得 R≈6Ω ,XL1=8Ω,0127.0100
28
1
1
=?=
=
πωL X L (H )
9、△如图所示正弦交流电路,已知:i =1002sin(ωt+30°)mA,ω=102
rad/s ,且知该电路消耗功率P=10W,功率因数cos φ=。 试求电感L=并写出u 表达式。
解:由?cos UI P =得
4.141707
.01.010
cos =?==
?I P U (V )?∠=45?
由R I P 2=得10001.0102
2===
I P R (Ω) 14141
.04.141===
I U Z (Ω) 1000100014142222
=-=-=
R Z X L (Ω)
10100
1000
==
=
ω
L
X L (H ) ?∠=?+?∠=?
752100)3045(2100U (V)
()
?+=7510sin 2003t u (V)
10、如图示电路中,U=42V,I=1A,ω=10 rad/s ,电路消耗功率
P=4W,求R及L。
解:
24==I
U
Z Ω
∵R I P 2
=,∴414
2
2
===I
P R Ω ∵2
22
L X R Z
+=, ∴()
442422
22
=-=
-=
R Z X L Ω
4.010/4===
ωL
X L H (2分)
11、试求下列各正弦量的周期、频率和初相,二者的相位差如何(1)3sin314t ; (2)8sin(5t +17°) 解:(1)周期T=,f =50Hz ,初相φ =0;
(2)周期T=,f =,初相φ =17°; 因频率不同,二者的相位差无法进行比较。
12、某线圈的电感量为亨,电阻可忽略不计。接在t u 314sin 2220=V 的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率;若电源频率为100Hz ,电压有效值不变又如何写出电流的瞬时值表达式。
解:ωL =314×=Ω
74
.31220
===
L X U I (A ) Q =2202/=1541Var ;
当电源频率增加一倍时,电路感抗增大一倍, 即2ωL=2×314×=Ω
Q ′=2202/=; I =U /2ωL=220/≈
i =(314t -90°)A
13、利用交流电流表、交流电压表和交流单相功率表可以测量实际线圈的电感量。设加在线圈两端的工
频电压为110V ,测得流过线圈的电流为5A ,功率表读数为400W 。则该线圈的电感量为多大
解:R =P/I 2
=400/25=16Ω |Z|=110/5=22Ω (ωL)2
=222
-162
=228 L=
14、如图所示电路中,已知电阻R =6Ω,感抗X L =8Ω,电源端电压的有效值U S =220V 。求电路中电流的有效值I 、有功功率、无功功率和视在功率。
解:|Z|=2286+=10Ω I =U/|Z|=220/10=22A
P =UI cos φ=220×22×=2904(W) Q =UI sin φ=220×22×=3872(Var) S =UI =220×22=4840(VA)
15、在R 、L 、C 元件串联的电路中,已知R = 30Ω , L =127mH, C = 40μF ,电源电压u = 2202sin(314t + 20ο ) V 。(1) 求感抗、容抗和阻抗;(2) 求电流的有效值I 与瞬时值i 的表达式。 解 : (1)X L = wL= 314 ×127 ×10-3
= 40(Ω) X c=
C ω1=610
403141
-??=80(Ω) |Z|=2
2
2
2
)8040(30)(-+=-+Xc Xl R =50(Ω) (2) 4.450
220||===
Z U I (A ) ο5330
80
40arctan arctan
-=-=-=R X X c L φ )73314sin(24.4)5320314sin(24.4οοοο+=++=t t i (A )
16.在R 、L 、C 元件串联的电路中,已知R = 30Ω , L =127mH, C = 40μF ,电源电压u =
2202sin(314t + 20ο
) V 。 (1) 求电流的有效值I ;(2) 求电路功率因数cos φ ;(3) 求各部分电
压的有效值;(4) 作相量图。
解 : (1) |Z|=2
2
2
2
)8040(30)(-+=-+Xc Xl R =50Ω 4.450
220||===
Z U I (A )
~ X L
(2) ο5330
80
40arctan arctan
-=-=-=R Xc X L ? 6.0)53cos(cos =-=ο
φ (3)132304.4=?==IR U R (V ) 176404.4=?==L L IX U (V ) 352804.4=?==C C IX U (V )
(4)相量图如下图所示.
17、 △在下图所示电路中,已知电源电压U
&= 220∠ο
0V 。试求:(1) 等效复阻抗Z ; (2) 电流I &,1I &和2
I &
解: (1)等效复阻抗
Ω∠=+=++=-+-++
=ο3344024037024032050400
200100)
400)(200100(50j j j j j j Z
(2)电流
ο
ο
ο335.033
4400220Z U I ∠=∠∠==?
?
(A ) ο
οο
οο6.59/89.033/5.04
.632249040033/5.0400200100400I 1-=-?-∠-∠=-?-+-=?
j j j (A )
οοο
οο
8.93/5.033/5.04
.632244.6322433/5.0400200100200100I 2=-?-∠∠=-?-++=?
j j j (A ) 18、在下图电路中,若已知ο0100∠=?
U V , Z 0 = 5 + j10Ω ,负载阻抗Z L = 5Ω时, 试求负载两端的电压和负载的功率。
解:已知 Z 0 = 5 + j10 Ω
Z L = 5Ω
οο
οοο4507.745210010010100100510501000∠=∠∠=+∠=++∠=+=?
?
j j Z Z U I L (A )
?=??==45/35.35545/07.7L Z I U &&(V ) 2505)07.7(22=?==L L R I P (W )
19、在下图电路中,若已知ο0100∠=?
U V , Z 0 = 5 + j10Ω ,负载阻抗 Z L = 5 ? j10Ω时, 试求负载两端的电压和负载的功率。
解:已知 Z 0 = 5 + j10 Ω
Z L = 5 ? j10Ω
οο
ο01010
010010510501000∠=∠=-++∠=+=
?
?
j j Z Z U I L (A ) ?-=-??==4.18/79)105(45/07.7j Z I U L &&(V ) 12.357922=?==L L R I P (KW )
20、电路如下图所示,已知U =100V ,I =5A ,且电压U &超前电流I &o,试求电阻R 与感抗L X 有值。
解:
设50I A ?
O =∠ 则10053.1U V ?=∠
?=?
?==1.53/200/51.53/100I U Z &&Ω
由图16121.53/20j jX R Z L +=?=+=Ω 所以,R =12Ω,X L =16Ω
21.△如图所示电路中,已知115R =Ω,20L X =Ω,215R =Ω,20C X =Ω,?=0/100U &V ,求1
I ?
、2I ?、I ?、ab U ?
解:(1)11(1520)2553.1L Z R jX j O
=+=+Ω=∠Ω
22(1520)2553.1C Z R jX j O =-=-Ω=∠-Ω
111000453.12553.1
U I A A Z ?
O ?
O O
∠===∠-∠ 221000453.12553.1
U I A A Z ?
O
?
O O
∠===∠∠- 12(453.1453.1) 4.80I I I A A ???
O O O =+=∠-+∠=∠ 2122015()[()1000]2802553.12553.1
L ab
jX R j U U V V Z Z ?
?O O O O
=-=-?∠=∠∠∠- 22.△如图所示电路中,已知115R =Ω,20L X =Ω,215R =Ω,20C X =Ω,?=0/100U
&V ,求(1)1I ?、2I ?、I ?
;(2)电路的P 、Q 。
解:(1)11(1520)2553.1L Z R jX j O
=+=+Ω=∠Ω
22(1520)2553.1C Z R jX j O =-=-Ω=∠-Ω
111000453.12553.1
U I A A Z ?
O ?
O
O
∠===∠-∠ 221000453.12553.1
U I A A Z ?
O
?
O O
∠===∠∠- 12(453.1453.1) 4.80I I I A A ???
O O O =+=∠-+∠=∠
(2)cos 100 4.8cos 0480P UI W W ?O
==??=
sin 100 4.8sin 00Q UI Var Var ?O ==??=
23、正弦电压220sin()3
u t π
ω=+,50f Hz =。
分别求该电压在0.015t s =,0.25t ωπ=弧度与4
T
t =时的瞬时值。 解:220sin()3
u t V π
ω=+
,50f Hz =
当0.015t s =时,220sin()
3
220sin(2500.015)3
110u t V π
ωπ
π=+=??+
=-
当0.25t ωπ=时,220sin()
3
220sin(0.25)3
212.5u t V
π
ωπ
π=+=+
=
当4
T
t =时, 220sin()
32220sin(4)3110u t T V
π
ωππ=+=?+=
21、一只110Ω的电阻元件接到220U V =的正弦电源上,求电阻元件中的电流有效值及其所消耗的功率。若该元件的功率为40W ,则它所能承受的电压有效值是多少伏 解:电阻元件中的电流有效值
2202110
U I A A R =
== 电阻所消耗的功率2220440P IU W W ==?=
若该元件功率为40W ,则它所能承受的电压有效值
4011066.3U PR V V ==?=
23
、有一只100C F μ=的电容元件接到50f Hz =,2202sin u t ω=的电源上。求电路中的电流有效值,写出其瞬时值表达式。
解:电流有效值6
220210010 6.91I U C f A ωπ-=?=???=
电容上电流在相位上超前电压
2
π
,故 6.912sin()2
i t π
ω=+
24、在两个单一参数元件串联的电路中,已知2202sin(31445)u t O =+,52sin(31415)i t O
=-。
求此两元件的参数值,并写出这两个元件上电压的瞬时值表达式。 解:两个单一参数元件串联后的阻抗为
220454460(2238.1)515U
Z j I
?
O O
?O
∠==Ω=∠=+Ω∠- 由此可知,这两个单一参数元件为电阻R 和电感L ,如下图所示,且
22R =Ω(1分),38.1
0.121L H ω
=
=
2251511015R U R I V V ?
?
O O ==?∠-=∠-
190.575L U j L I V ω?
?
O ==∠
所以两元件上电压的瞬时表达式分别为
1102sin(31415)R u t O =-,190.52sin(31475)L u t O =+
25.△如图所示为日光灯的原理电路,镇流器相当于电阻器与电感器串联,灯管相当于一个电阻,已知
2202sin 314u t =,174R =Ω, 1.96L H =,2182R =Ω。求电流I 、电压1U 及2U 。
解:由
2202sin 314u t =
得220U V = 电路总阻抗
22
1222()()(74182)(314 1.96)666.6Z R R L ω=++=++?Ω≈Ω
2200.33666.6
U I A A Z =
=≈ 222211()0.3374(314 1.96)204.56U I R L V V ω=+=?+?≈
220.3318260.06U IR V ==?=
26.如图所示正弦交流电路,已知:i =1002sin(ωt-60°)mA,ω=3
10rad/s ,
且知该电路消耗功率P=10W,功率因数cos φ=。试求电感L= 并写出u 表达式。
解:由已知可得:?-∠=?
60100I (mA) ; 100=I mA =0.1(A) ∵ R I IU P 2
cos ==?
∴ ()Ω===k I P R 11.0/10/22
∴ ()2100707.01.0/10cos /=?==?I P U V ; ?∠=45?
?-∠=?-?∠=?
152100)6045(2100U (V) ()
?-=1510sin 2003t u (V)
Ω===k I U Z 21.0/2100/
()Ω=-=
-=
k R Z X L 11222
22
)(110/1/3H X L L ===ω
27.求图示电路中的Z1阻抗。
解: ()Ω+=?∠=?
-∠?
∠=
=
?
?
310106020155.24550j I
U
Z
185Z j Z ++=
()Ω+=-+-=32.95)8310(5101j j Z
28.图示电路中,电压U
&=220∠°V ,Z 1=3+j 4 Ω,Z 2=6+j 8 Ω。 求: (1) 1U &、2
U &; (2)电路的P 、Q 及功率因数cosφ。 (3)说明电路呈何性质。
解:(1)129864321j j j Z Z Z +=+++=+=(Ω)
?=+?==0/7.1412
91.53/220j Z U I &&(A )
?=+??==1.53/5.73)43(0/7.1411j Z I U &&(V ) ?=+??==1.53/147)86(0/7.1412
j Z I U &&(V ) (2)19406.07.14220cos =??==?UI P (W ) 25878.07.14220sin =??==?UI Q (Var )
6.01.53cos cos =?=? (3)电路呈感性
29.图示电路中,?=0/220U &
V ,301=R Ω,40X L =Ω,202==C X R Ω。
求:I &、1I &、2I &电路的总有功功率P 。
解:解题要点403011j jX R Z L +=+=Ω
202022j jX R Z c -=-=Ω
解题要点∴?-=+?==1.53/4.440300/22011j Z U I &&(A ) ?=-?==45/78.720
200/22022j Z U I &&(A ) 解题要点?=?+?-=+=7.13/4.845/78.71.53/4.42
1I I I &&&(A ) 7.1)7.13cos(4.8220cos =???==?UI P (kW )
《单相、三相交流电路》功率计算公式
三相电源一般都是对称的,多用三相四线制 三相负载包括:星型负载和三角形负载 不对称时:各相电压、电流单独计算,对称时:只需计算一相。 千瓦电流值:220v阻性: 1000w/220v=4.5A 220v感性:1000w/(220*0.8)=5.5A 380v阻性:1000w/3/220v=1.5A 380v感性:I线=1000w/(380*1.7*0.8)=1.9A 三相四线制中的零线截面通常选为相线截面的1/2左右。在单相线路中,零线与相线截面相同。 U相220v×√3=U线380v U相380v×√3=U线660v 220v×3=660v (三角:线电压=相电压=380v) 相电流:(负载上的电流),用Iab、Ibc、Iac表示。相电压:任一火线对零线的电压U A、U B、U C 线电流:(火线上的电流),用I A、I B、I C表示。线电压:任意两火线间的电压U AB、U BC、U CA 星形:I线(IA、IB、IC)=I相(Iab、Ibc、Iac),U线=380V(UAB、UBC、UCA)=√3×U相(UA、UB、UC=220V), P相=U相×I相, P总=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线; 三角:I线(IA、IB、IC)=√3×I相(Iab、Ibc、Iac),U线=380V(UAB、UBC、UCA)=U相(UA、UB、UC),P相=U相×I相,P总=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。
单相电有功功率:P= U相I相cosφ 1千瓦=4.5-5.5A 三相电有功功率: P总=3U相I相cosφ=3x220xI相cosφ P总=√3U线I线cosφ=1.732x380xI线cosφ三相电1千瓦线电流:IA、IB、IC:=P总/√3U线cosφ=1000kw/(380x√3x0.8)=2A 铜线的安全截流量为5-8A/平方毫米,铝线的安全截流量为3-5A/平方毫米。 在单相电路中,每1平方毫米的铜导线可以承受1KW功率负载; 三相平衡电路,每1平方毫米的铜导线可以承受2-2.5KW的功率。 相电压:三根火线中任意相线与零线之间的电压叫相电压Ua.Ub,Uc 线电压:三相电路中A、B、C三相引出线相互之间的电压,又称线电压。 不论星形接线还是三角形接线,三个线电压分别是UAB、UBC和UCA,
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
第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题(将正确答案填写在横线上) 1.正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 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1S内变化的次数,用符号f表示,其单位为赫兹(Hz),周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 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周期(频率或角频率)、有效值(最大值)和初相位。 5.已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A,则该交流电的最大值为1A,有效值为0.707A,频率为50Hz,周期为0.02S,初相位为-π/4。 6.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/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中,它消耗的功率为P。 7.如图3-1所示正弦交流电流,其电流瞬时值表达式是: i=4sin314t(A)。 8.常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9.作相量图时,通常取逆(顺、逆)时针转动的角度为 正,同一相量图中,各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦 交流电后,它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题(正确的,在括号内画√;错误的,在括号内画×) 1.正弦交流电的三要素是指:有效值、频率和周期。(×) 2.用交流电压表测得交流电压是220V,则此交流电压的最大值是380V。(×) 3.一只额定电压为220V的白炽灯,可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4.用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内) 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.某一正弦交流电压的周期为0.Ols,其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz 3.已知一交流电流,当t=O时的值i0=1A,初相位为30°,则这个交流电的有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4.已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示,其瞬时值表达式为(C)。 A.μ=lOsin(ωt-π/2)V B.μ=-lOsin(ωt-π/2)V C.μ
单相交流电路(9学时) 重点掌握电阻、电容、电感加正弦交流电的各物理关系式。掌握单相交流电路的分析方法;三角形的概念,功率因数提高的概念以及相量图的分析方法,掌握串联谐振的基本概念。 3—1 正弦交流电与正弦量的表示法(2学时) 教学目的:1.掌握正弦交流电的三要素、相位差; 2.掌握正弦交流电的表示方法。 教学重点:掌握正弦交流电的三要素、相位差及正弦交流电的相量表示方法。教学难点:正弦交流电的相量表示方法。 教学方法:课堂讲授 教学过程: 一、回顾直流量的特点,比较直流量和正弦交流量的区别。 二、正弦量的三要素 波形图 1.最大值与有效值I 推导最大值与有效值的关系,得出: 因此,正弦量又可表示成: 2.频率f与周期T , 我国的工频为50Hz 。 角频率与频率和周期的关系: 3.初相位 1.相位差
设, ,即等于初相位之差。 若,说明u超前i;,说明u滞后i。 注意:相位差是指两个同频率正弦量之间相位差。 结论:三要素已知,可以唯一地确定一个正弦量;换句话,要完整表示一个正弦量,须知道三要素。 三、正弦交流电的相量表示 1.复数表示法:代数形式、三角形式和指数形式 举例:已知复数的代数形式为:,求它的指数形式。
2.复数的运算: 加减运算: 乘除运算: 3.正弦量的相量表示法:相量的指数表示法和相量图。 相量图 举例:已知,,求u、i的相量形式和相量图。 解: 作业: 书后习题3 - 1 、3 – 2。 3—2 单一元件的交流电路(2学时) 教学目的:1.掌握纯电阻交流电路中电流和电压的关系、功率; 2.掌握纯电感交流电路中电流和电压的关系、功率; 3.掌握纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率。 教学重点:纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率关系。 教学难点:纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系。 教学方法:课堂讲授 教学过程:
单相交流电路 选择题 1、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. 25W 灯泡最亮 B. 100W 灯泡最亮; C.两只灯泡一样亮 D.都不亮 。 2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V,则该电压的瞬时值表达式为 。 A. )45314sin(537°+=t u V; B. t u 314sin 380= V; C.)90314sin(380°+=t u V。 D.)45314sin(380°+=t u V 3、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 。 A. 10V; B.5V; C.14V; D. 7.07V。 4、提高供电线路的功率因数,下列说法正确的是 。 A. 可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗; B.可以节省电能; C.减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量; D. 减少了用电设备中无用的无功功率。 5、已知)90314sin(101°+=t i A,°+=30628sin(102t i )A,则 。 A. 相位差无法比较; B.i 1滞后i 260°; C. i 1超前i 260° D.同相 。 6、纯电容正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将 。 A.增大; B.减小; C.不变 D.先增大后减小 。 7、在RL 串联电路中,U R =16V,U L =12V,则总电压为 。 A. 20V; B. 28V; C.2V D. 4V 。 8、RLC 串联电路在f 0时发生串联谐振,当频率增加到2f 0时,电路性质呈 。 A.电感性; B.电阻性; C.电容性; D.不确定 9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的 。 A.电路中总电压有效值与电流有效值的乘积 B.平均功率 C.瞬时功率最大值 D.功率因素 10、实验室中的功率表,是用来测量电路中的 。 A.有功功率; B.无功功率; C.视在功率; D.瞬时功率。 11、从相量中可直接读取交流电的有效值(或最大值)和 。 A. 初相位 B.频率 C. 相位 12、正弦交流电路中,采用相量分析法时,电容器的容抗为 。 A. C jX ? B. C X C.L jX D.L jX ? 13、正弦交流电路中,采用相量分析法时,电感的感抗为 。 A. L jX B.C jX ? C. C X D.L jX ? 14、纯电感交流电路中,正确的表达式是 。 A. L X I j U = B. L L L X u i = C.C X I j U ?= D.不确定 15、交流电路的功率因数高,电源设备的利用率就 。 A.高 B.低 C.无关 16、正弦交流电的初相角反映了交流电变化的 。 A.起始位置 B.快慢 C.大小关系 D.频率特性
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?
第二章交流电机练习 一、判断题(对的打√,错的打×) 1、三相异步电动机不管其转速如何改变,定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。(×) 2、交流电动机由于通入的是交流电,因此它的转速也是不断变化的,而直流电动机则其转速是恒定不变的。(×) 3、单相电机一般需借用电容分相方能起动,起动后电容可要可不要。(√) 4、异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。(×) 5、三相笼型异步电动机的电气控制线路,如果使用热继电器作过载保护,就不必再装设熔断器作短路保护。(×) 6、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数,当电动机转速越快时,则对应的转差率也就越大。(×) 7、三相异步电动机在起动时,由于某种原因,定子的一相绕组断路,电动机还能起动,但是电动机处于很危险的状态,电动机很容易烧坏。(√) 8、异步是指转子转速与磁场转速存在差异。(√) 9、三相异步电动机为交流电机,同步电机为直流电机。(×) 10、正在运行的三相异步电动机突然一相断路,电动机会停下来。(×) 二、填空题 1、笼型异步电机的降压起动方法有:定子绕组串自耦变压器(电阻、电抗)、星三角、延边三角形的降压起动。 2、三相同步电动机所带的负载越轻,转子转速不变。同步电动机的常用启动方法是异步起动,同步运行。 3、电机转子转速和旋转磁场的转速的差称为转差。当三相异步电动机的转差率S=1时,电动机处于停止状态,当S趋近于零时,电动机处于同步状态。 4、三相异步电动机的调速方法有:改变电源频率调速、改变转差率调速、改变极对数调速。 5、反接制动时,当电机接近于转速为零时,应及时退出反接制动防止电机反转。 6、三相异步电动机的制动方法列举出三种方法:反馈制动、能耗制动、反接制动。 7、三相异步电动机进行变极调速时,将定子绕组串联时,磁极对数大(大或小),电动机可
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
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。
1、判断题 1 两个频率相同的正弦交流电的相位之差为一常数。 2 正弦量的相位表示交流电变化过程的一个角度,它和时间无关。 3 正弦交流电的有效值指交流电在变化过程中所能达到的最大值。 4 直流电流为10A和正弦交流电流最大值为14.14A的两电流,在相同的时间内分别通过阻值相同的 两电阻,则两电阻的发热量是相等的。 5 在纯电感正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。。 6 在正弦交流电路中,感抗与频率成正比,即电感具有通低频阻高频的特性。 7 在纯电容的正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。。 8 在正弦交流电路中,电容的容抗与频率成正比。 9 在直流电路中,电感的感抗为无限大,所以电感可视为开路。 10 在直流电路中,电容的容抗为0,所以电容可视为短路。 11 纯电感元件不吸收有功功率。 12 在单相交流电路中,日光灯管两端电压和镇流器两端的电压之矢量和应大干电源电压。 13 在感性电路中,并联电容后,可提高功率因数,使电流和有功功率增大。 14 在正弦交流电路中,总的视在功率等于各支路视在功率之和。 15 在正弦交流电路中,电路消耗的总有功功率等于各支路有功功率之和。 16 在感性负载中,其电压的相位总是超前于电流一个角度。 17 在容性负载中,其电流的相位总是超前于电压一个角度。 18 在纯电感电路中,功率因数Costp一定等于0。 19 在RL串联电路的功率因数Costp一定小于l。 20 在RL并联电路的功率因数Cos(#一定为0。 21 在纯电阻电路中,功率因数角一定为O。 22 在纯电容电路中,功率因数角一定为90。。 23 无功功率的单位为伏安。 24 正弦交流电路中视在功率的大小为有功功率与无功功率之和。 25 在交流电路中,有功功率越大,电源容量利用率越高。 26 在R-L-C串联的正弦交流电路中,阻抗角等于功率因数角。 27 在R-L-C串联的谐振电路中,电容上电压与电感上电压其数值相等。 28 在R-L-C并联的谐振电路中,流过电容的电流与电感的电流相等。 29 在正弦交流电路中,阻抗角越大,功率因数越高。
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 请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!
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 。
第3章 正弦交流电路 一、选择题 1.在负载为纯电容元件的正弦交流电路中,电压u 与电流i 的相位关系是( A ) A.u 滞后i 90o B.u 超前i 90o C.反相 D.同相 2.已知正弦电流的有效值相量为 则此电流的瞬时值表达式是下列式中的( C ) A .10sin(ωt-45o)A B .10sin(ωt+45o)A C .102sin(ωt-45o)A D .102 sin(ωt+45o)A 3.通过电感L 的电流为i L =62sin(200t+30o)A ,此电感的端电压U L =2.4V ,则电感L 为( B ) A.2mH B.2mH C.8mH D.400Mh 4.某电路元件中,按关联方向电流)90314sin(210?-=t i A ,两端电压 t u 314sin 2220=V ,则此元件的无功功率Q 为( c ) A.-4400W B.-2200var C.2200var D.4400W 5.纯电感元件的正弦交流电路如图示,已知电源的角频率为ω,其U 与I 的正确关系是 ( b ) A.L I j U ω-= B.L I j U ω= C.L 1I j U ω-= D. L 1I j U ω= 6.图示电路中,u 为正弦交流电压,其角频率为ω,则此电路中的阻抗模|Z|为( a ) A.2 221)C 1L ()R R (ω- ω++ B.2221)C 1L ()R R (ω+ω++ C. C 1L )R R (21ω-ω++ D.C 1L R R 21ω+ω++ 交流电路中,若u R =52sin(ω 7.R 、L 串联的正弦 I U ? ? R 1 L R 2C u
第三章单相正弦交流电 基本练习 一、填空题 1、正弦交流电的三要素:、、。 2、以知某正弦交流电压为:u =5√2sin (5πt -π/4)v ,则该交流电的最大值为,有效值为,频率为,角频率为,周期为,初相位为,t=0时刻的电压瞬时值为。 3、如图所示是正弦交流电电压波形图,它的周期为0.02s,那么它的初相为,电压的最大值为,t=0.01s时电流的瞬时值为。 4、已知有两个正弦交流电瞬时值的表达式为:u1=200sin(5πt+π/3)v,u2=311sin (5πt-π/3)则它们的相位关系为:(弧度)。 5、纯电阻电路是指;纯电容电路是指;纯电感电路是指。 6、如图所示为两个正弦交流电的相量图,已知u1=311sin(5πt+π/3)v,u2的有效值为220v,则二者的相位差为,其瞬时值的表达式为。 7、正弦交流电压u=220√2sin(100πt+π/3)v,将它加在100Ω的电阻两端,每秒钟放出的热量为,将它加在C=1/πuF的电容两端,通过该电容器的电流瞬时值的表达式为,将它加在L=1/πH的电感线圈的两端,通过该线圈的电流瞬时值的表达式为。 8、在电阻为3Ω的纯电阻电路中,电流与电压的关系为,若某电流的瞬时值
的表达式为i=3sin(3πt-π/6)A,则电压的瞬时值的表达式为;在电容为C=1/πF的纯电容电路中,电流和电压的关系为,若某电流的瞬时值的表达式为i=3√2sin(5πt-π/6)A,则电压的瞬时值表达式为;在电感为L=1/πH的纯电感电路中,电流与电压的关系为,若某一电流的瞬时值达式为i=3√2sin(5πt-π/6)A,则其电压的瞬时值的表达式为。 9、已知一个电容为C=20F的电容器接到电压为u=311sin(50t+π/6)V的电源上,则电容的容抗为,电流的瞬时值表达式为。10、电容器的特性是。 11、在纯电容电路中,设电容器的电压瞬时值的表达式为u c=500√2sin100πt,则电流的频率为,瞬时功率的频率为。 12、已知一个电感L=5H的线圈,接到电压为u=500√2sin(100t+π/6)的电源上,则电感的感抗为,电流瞬时值的表达式为。 13、电感的特性为。 14、已知在纯电感电路中,设电感的电压瞬时值表达式为u L=U m sin(ωt+π/2),且知电流的有效值为I,则电流的瞬时值的表达式为,瞬时功率的频率为。 15、如图所示是正弦交流电的相量图,其中(a)为电路,(b)为电路,(c)为电路,(d)为电路,(e)为电路。 16、如图所示电路中,已知u=28.28sin(ωt+450)V,R=4Ω,X L=X C=3Ω,则各电压表、电流表的读数分别为:A的读数为,V的读数为,V1的读数为,V2的读数为,V3的读数为,V4的读数为,V5的读数为。
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
技校电工学第五版第三章-单相交流电路
第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题(将正确答案填写在横线上) 1.正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 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1S内变化的次数,用符号f表示,其单位为赫兹(Hz),周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 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周期(频率或角频率)、有效值(最大值)和初相位。 5.已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A,则该交流电的最大值为1A,有效值为0.707A,频率为50Hz,周期为0.02S,初相位为-π/4。 6.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/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中,它消耗的功率为P。 7.如图3-1所示正弦交流电流,其电流瞬时值表达式是: i=4sin314t(A)。 8.常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9.作相量图时,通常取逆(顺、逆)时针转动的角度为正, 同一相量图中,各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦交流 电后,它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题(正确的,在括号内画√;错误的,在括号内画×) 1.正弦交流电的三要素是指:有效值、频率和周期。(×) 2.用交流电压表测得交流电压是220V,则此交流电压的最大值是380V。(×) 3.一只额定电压为220V的白炽灯,可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4.用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内) 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.某一正弦交流电压的周期为0.Ols,其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz =1A,初相位为30°,则这个交流电的3.已知一交流电流,当t=O时的值i 有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4.已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示,其瞬时值表达式为(C)。 A.μ=lOsin(ωt-π/2)V B.μ=-lOsin(ωt-π/2)V C.μ=lOsin(ωt+π)V
电工技术基础与技能 第十章 三相正弦交流电路 练习题 班别:高二( ) 姓名: 学号: 成绩: 一、是非题 1、三相对称电源输出的线电压与中性线无关,它总是对称的,也不因负载是否对称而变化。 ( ) 2、三相四线制中性线上的电流是三相电流之和,因此中性线上的电流一定大于每根相线上的 电流。 ( ) 3、两根相线之间的电压称为相电压。 ( ) 4、如果三相负载的阻抗值相等,即︱Z 1︱=︱Z 2︱=︱Z 3︱,则它们是三相对称负载。 ( ) 5、三相负载作星形联结时,无论负载对称与否,线电流必定等于对应负载的相电流。 ( ) 6、三相负载作三角形联结时,无论负载对称与否,线电流必定是负载相电流的倍。 ( ) 7、三相电源线电压与三相负载的连接方式无关,所以线电流也与三相负载的连接方式无关。 ( ) 8、相线上的电流称为线电流。 ( ) 9、一台三相电动机,每个绕组的额定电压是220V ,三相电源的线电压是380V ,则这台电动机 的绕组应作星形联结。 ( ) 10、照明灯开关一定要接在相线上。 ( ) 二、选择题 1、三相对称电动势正确的说法是( )。 A.它们同时达到最大值 B.它们达到最大值的时间依次落后1/3周期 C.它们的周期相同,相位也相同 D.它们因为空间位置不同,所以最大值也不同 2、在三相对称电动势中,若e 1的有效值为100V ,初相为0,角频率为ω,则e 2、e 3可分别表 示为( )。 A. tV e tV e ωωsin 100,sin 10032== B. V t e V t e )()?+=?-=120sin 100,120sin(10032ωω C. V t e V t e )()?+=?-=120sin 2100,120sin(210032ωω D. V t e V t e )()?-=?+=120sin 2100,120sin(210032ωω 3、三相动力供电线路的电压是380V ,则任意两根相线之间的电压称为( )。 A.相电压,有效值为380V B.线电压,有效值为220V C.线电压,有效值为380V D.相电压,有效值为220V 4、对称三相四线制供电线路,若端线上的一根熔体熔断,则熔体两端的电压为( )。 A. 线电压 B. 相电压 C. 相电压+线电压 D. 线电压的一半 5、某三相电路中的三个线电流分别为A t i )?+=30sin(181ω A t i )?-=90sin(182ω A t i )?+=150sin(183ω ,当t=7s 时,这三个电流之和i=i 1+i 2+i 3为( )。 218 C. 318 A 6、在三相四线制线路上,连接三个相同的白炽灯,它们都正常发光,如果中性线断开,则( )。 A.三个灯都将变暗 B.灯将因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 7、在上题中,若中性线断开且又有一相断路,则未断路的其他两相中的灯( )。 A.将变暗 B.因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 8、在第(6)题中,若中性线断开且又有一相短路,则其他两相中的灯( )。 A.将变暗 B.因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 9、三相对称负载作三角形联结,接于线电压为380V 的三相电源上,若第一相负载处因故发生 断路,则第二相和第三相负载的电压分别为( )。 、220V 、380V 、220V 、190V 10、在相同的线电压作用下,同一台三相异步电动机作三角形联结所取用的功率是作星形联结 所取用功率的( )。 A. 倍3 3 C. 3/1 倍 三、填充题 1、三相交流电源是三个单相电源一定方式进行的组合,这三个单相交流电源的 、 、 。 2、三相四线制是由 和 所组成的供电体系,其中相电压是指