习题课_3正弦电路

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习题册参考答案-《电工电子技术基础(第二版)习题册》-B01-2482

习题册参考答案-《电工电子技术基础(第二版)习题册》-B01-2482

模块一电路基础及简单直流电路课题一熟悉电路基础知识填空题:(请将正确答案填在空白处)1.电源负载开关连接导线2.电荷有规则的定向移动正电荷3. 0.12 1204.电路中任意两点之间的电位差称为两点之间的电压5.导体绝缘体半导体6.通过导体的电流电压7. 越小8.标称阻值额定功率允许偏差9. 交流电压最高挡10. 含有电源的闭合电路内电路外电路11. 开路通路12.电源的电动势13. 大负载小负载14. 115.满载轻载过载16.外电阻等于电源的内阻选择题:(请在下列选项中选择一个正确答案并填在括号内)1.C2. B3. D4. A5. C判断题:(判断正误并在括号内填√或×)1.√2.√3.×4.×5. ×6.√7.×8.×9.× 10.√ 11.√ 12.× 13.√简答题:1.电路的作用主要有两个方面:一是可以进行电能的传输、分配和转换,例如供电线路可以把发电厂发出的电能传输到远处的负载,再由负载将电能转换成其他形式的能;二是可以实现电信号的产生、传递和处理。

2.(略)3.电流大小的定义:单位时间内通过导体横截面的电荷的多少。

在直流电路中,若在时间t内通过导体横截面的电量为Q,则电流的大小为:因此,电流的大小与时间和电荷量有关。

4.直流电是方向不随时间变化的电流,但大小可能会发生变化,如脉动直流电;交流电流是指大小和方向都随着时间的变化而变化的。

5.6.①电位是相对量,随着参考点的改变而改变;电压是绝对量,与参考点的选择无关。

②电压就是两点之间的电位差,所以电位相同的各点间的电位差为零,电流也为零。

7.电阻为5Ω。

8.测量时,将转换开关转到交流电压挡,测量交流电压不分正、负极,所需量程由被测电压高低来确定,如电压不知,也需从高到低逐级调到合适的挡位。

9.部分电路欧姆定律:在部分电路中,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。

电工技术第3章课后习题及详细解答

电工技术第3章课后习题及详细解答

第3章单相正弦电路分析已知正弦电压(V)、(V),则u1与u2的相位差为,是否正确?为什么?分析讨论相位差问题时应当注意,只有同频率正弦量才能对相位进行比较。

这是因为只有同频率正弦量在任意时刻的相位差是恒定的,能够确定超前、滞后的关系,而不同频率正弦量的相位差是随时间变化的,无法确定超前、滞后的关系,因此不能进行相位的比较。

解不正确。

因为u1的角频率为ω,而u2的角频率为2ω,两者的频率不同,相位差随时间变化,无法确定超前、滞后的关系,因此不能进行相位的比较。

已知某正弦电流的有效值为10 A,频率为50 Hz,初相为45°。

(1)写出该电流的正弦函数表达式,并画出波形图;(2)求该正弦电流在s时的相位和瞬时值。

解(1)由题设已知正弦电流的有效值A,频率Hz,初相。

由频率f可得角频率ω为:(rad/s)所以,该电流的正弦函数表达式为:(A)波形图如图所示。

(2)s时的相位为:(rad)瞬时值为:(A)已知正弦电流(A)、(A),试求i1与i2的振幅、频率、初相、有效值和相位差,并画出其波形图。

解i1与i2的振幅分别为:(A)(A)频率分别为:(Hz)初相分别为:有效值分别为:(A)(A)i1与i2的相位差为:说明i1超前i2。

波形图如图所示。

图习题解答用图图习题解答用图设,,试计算、、AB、。

分析复数可用复平面上的有向线段、代数型、三角函数型和指数型(极坐标型)等形式表示。

复数的加减运算就是将实部和虚部分别进行加减,因而采用代数型比较方便。

复数的乘法运算就是将模相乘而辐角相加,复数的除法运算就是将模相除而辐角相减,因而采用指数型(极坐标型)比较方便。

解写出下列各正弦量所对应的相量,并画出其相量图。

(1)(mA)(2)(A)(3)(V)(4)(V)分析用相量来表示正弦量,就是用一个复数来反映正弦量的振幅(或有效值)和初相,即用相量的模来代表正弦量的振幅(或有效值),用相量的辐角来代表正弦量的初相。

正弦交流电路习题课

正弦交流电路习题课

0 由KCL, I1 I 2 I 3 j 2 1 2.263.4 A
U 40 在电压三角形中, arctg arctg 53.130 U2 30
I00 解:设 I
P 1 V1 I cos 1
Z1 Z1 1
240 171 4 cos 1
1 69.460 171 Z1 69.460 42.75 69.460 4 V V2 Z 2 2 60 2 Z1 Z 2 25 I I
提高功率因数的意义方法
• 提高功率因数能使电源设备的容量得到充 分利用; • 提高功率因数能减小线路功耗和电压损耗。 • 提高功率因数的方法通常是在感性负载 两端并联一个电容器,称之为补偿电容 器。补偿电容器的容量为:
正弦稳态电路的分析
• 用相量法分析电路时,线性电阻电路的 各种分析方法和电路定理可推广用于线 性电路的正弦稳态分析,差别仅在于所 得的电路方程是以相量形式表示的代数 方程以及用相量形式描述的电路定理, 而计算则为复数运算。
U I XC
U I XL
I CU
基尔霍夫定律的相量式
• 基尔霍夫定律的相量式与三种基本电路 元件伏安特性的相量形式,是分析正弦 交流电路的基础。 0 U
I 0

• 应用基尔霍夫定律及单一参数电路所得 出的结论,对R、L、C串联、并联电路 进行了分析,分别引出了阻抗Z和导纳Y 的概念。
正弦稳态电路的分析
习题总结课
正弦量及其三要素
1、随时间按正弦规律变化的电流、电压、 电动势等统称为正弦量。 2、正弦量的有效值(振幅)、频率(周期 或角频率)和初相是正弦量的三要素。 三要素是确定一个正弦量的充要条件。 3、直流电的大小和方向恒定不变,在直流 计算时只考虑其大小即可。而在交流电 的分析与计算时,除了考虑大小外,还 要考虑其相位。

正弦稳态电路习题课

正弦稳态电路习题课

⇒ Z1 = Z 2
2 2 2 2
Z2 = R + X
X1 = X 2
性质相反,一个 为感性,另一个 为容性

U1 = U 2 = 50 2V>U = 50V ⇒
X1 = − X 2
Z = Z1 + Z 2 = R1 + jX 1 + R2 + jX 2 = R1 + R2 = 2 R1
端口电压、电流 同相
B0 = −0.1S < 0
1 1 =− = 1H L0 = − −0.1× 10 B0ω
B0 = −0.1S < 0

5Ω
1H
正弦稳态电路习题课习题(3/8) )
图示正弦交流电路中,已知电流表的示数为2A, 3 图示正弦交流电路中,已知电流表的示数为 ,电 压表1的示数为 的示数为17V,2的示数为 的示数为10V。求电源电压 压表 的示数为 , 的示数为 。 的有效值。 的有效值。
正弦稳态电路习题课习题(6/8) )
U 图示电路中,ɺ = 50∠0o V,每一阻抗部分消耗的功 6 图示电路中, 率均为250W,且电压的峰值为 率均为 ,且电压的峰值为100V。求(1)阻抗 。 ) Z1 和 Z 2 ;( )若 ω = 800π rad/s ,求电路可能含有 ;(2) 的元件及其数值。 的元件及其数值。
jω L2
R1
ɺ Us −
+
ɺ IC
jω L1
1 jωC
ɺ IC
R2
ZL
7 解(1) 求开路电压
Z L 2 = jω L2 = j100Ω
1 ZC = = − j100Ω + jωC ɺ Us ɺ = − I R = −100 I − ɺ ɺ ⇒U

第3章 正弦交流稳态电路(1.2.3.4节)

第3章  正弦交流稳态电路(1.2.3.4节)

φ 'i<0。对于同一电路中的多个相关的正弦量,只能选择一个共同的计时
零点确定各自的初相位。
3.相位差
相位差描述的是两个同频率正弦量之间的相位关系。 假设两个正弦电流
分别为
i1 i2
2 I1 sin(t 1 ) 2 I 2 sin(t 2 )
其中,设φ 1>φ 2,它们的波形如下图所示。 (两电流的相位差)
由于正弦量按周期性变化360°,所以正弦量的相量是旋转相量。 正弦电流i=Imsin(ω t+φ i)在任一时刻的值,等于对应的旋转相量该时 刻在虚轴上的投影,如图3.2-2所示。
将一个正弦量表示为相量或将一个相量表示成正弦量的过程称为相 量变换。由图3.2-2可知,该相量只表示了对应正弦量的两个特征量—
—幅值和初相位。故相量只是用于表示正弦量,并不等于正弦量。
相量在复平面上的图称为相量图。相量图可以形象地表示出各个相 量的大小和相位关系。
例3.2-1: 已知电流
i1 5 2 sin(t 30o ) A, i2 10 2 sin(t 60o ) A 试画出这
两个正弦量的相量和相量图。
2 是220V,而其幅值为
³220=311V。在我国,民用电网的供电电压为
220V,日本和美国的供电电压为110V,欧洲绝大多数国家的供电电压也为 引入有效值后,正弦电流和电压的表达式也可表示为 220V 。
i I m sin(t i ) u U m sin(t u )
弦量的初相位,计时零点在右为正,即φ i>0,如图3.1-2(a)所示初相位
为正。初相位的取值范围为|φ i|≤180°。
在电路中,初相位与计时零点的选择有关。对于同一正弦量,如果其 计时零点不同,其初相位也就不同,对于图3.1-2(a)中所示的正弦量,如 果按图3.1-2(b)所示坐标建立计时零点,则正弦量 的初相为负,即

习题课:正弦定理和余弦定理(A3)

习题课:正弦定理和余弦定理(A3)

鸡西市第十九中学学案
(2)数列:1,12,13,14,1
5
,…
n
1
2 3 4 a n 1 12
13
14
①用公式法表示:a n = . ②用列表法表示:
③用图象法表示为(在下面坐标系中绘出):
探究点三 数列的通项公式
问题 什么叫做数列的通项公式?谈谈你对数列通项公式的理解?答 如果数列{a n }的第n 项a n 与序号数列{a n }的通项公式.和函数不一定有解析式一样,并不是所有的数列都有通项公式.一个数列
的通项公式不唯一,可以有不同的表现形式,=⎩
⎪⎨⎪⎧
1(n 为奇数),-1(n 为偶数). 探究 根据所给数列的前几项求其通项公式时,需仔细观察数列的特征,并进行联想、转化、归纳,同时要熟悉一些常见数列的通项公式.下表中的一些基本数列,你能准确快速地写出它们的通项公式吗?。

电工学课后第1-6章习题答案

电工学课后第1-6章习题答案

2010年《电工学》习题(上)解答 第1章 电路定律及分析方法习题解答一、单项选择题1.图示电阻元件R 消耗电功率10W ,则电压U 为( A )。

A )-5V B )5V C )20VUR 题1图2.在图示的电路中,A 点的电位V A 为( C )。

A )2 V B )-4 V C ) -2 V- 2 k 7 k ΩΩ题2图3.在图示电路中,U 、I 的关系式正确的是( B )。

A )U = (I S + I )R 0 B )U = (I S -I )R 0 C )U = (I - I S )R 0R L题3图I 2题4图4.图示电路中电流I 2为( C )。

A )7AB )3AC )-3A5.理想电流源的外接电阻越大,则它的端电压( A )。

A )越高 B )越低 C )不能确定6.图示电路中,用一个等效电源代替,应该是一个( B )。

A )2A 的理想电流源 B )2V 的理想电压源 C )不能代替,仍为原电路2 V题6图7.把图1所示的电路改为图2的电路,其负载电流I 1和I 2将( B )。

A )增大B )不变C )减小221Ω2V 2A图 1图 2+题7图8.图示电路中,供出功率的电源是( A )。

A )理想电压源 B )理想电流源C )理想电压源与理想电流源U4VS题8图S题9图9.在图示电路中,各电阻值和U S 值均已知。

欲用支路电流法求解流过电阻R G 的电流I G ,需列出独立的电流方程数和电压方程数分别为( B )。

A )4和3 B )3和3 C )3和410.在计算线性电阻电路的电压和电流时,用叠加原理。

在计算线性电阻电路的功率时,加原理( B )。

A )可以用 B )不可以用 C )有条件地使用11.在图示电路中,已知U S =12V ,I S =2A 。

A 、B 两点间的电压U AB 为( A )。

A )-18VB )18VC )-6VU I SS+题11图SA题12图12.在图示电路中,当开关S 闭合时A 点的电位V A ( C )。

2章正弦交流习题课

2章正弦交流习题课
(4) 负载的线电流: 负载的线电流:
• IA = IAB− ICA • • • • IC • • = ICA − IBC • •
IB = IBC − IAB
◆对称负载 | ZAB| = |ZBC| = |ZCA| = | Z | ϕAB = ϕBC = ϕCA= ϕ。
IAB = IBC = ICA = Up Z ,
8. 功率因数的提高方法
P=UIcos ϕ
cos ϕ功率因数
负载并联两端并电容其大小: 负载并联两端并电容其大小:
C = P ω U
2
(tg ϕ
1
− tg ϕ
)
9. 三相电路
1 )三相电压

E

A
= E / 0° = E
1 3 E B = E / − 120° = E(− − j ) 2 2 • 1 3 E C = E / 120 ° = E ( − + j ) 2 2
A B C
解:
U2 R=3 = 806.7Ω P


I

B '
= 0 . 273 ∠ − 120 = 0 . 273 ∠ + 120
o
U 220∠0 IA = = 0.273 A R 806.7
• o
I
C
o
[ 例3 ] 用戴维宁定理计算下列电路中电阻RL上的电流IL。其中:R2=3 Ω , 用戴维宁定理计算下列电路中电阻 上的电流 其中: R3=4 Ω ,R4=20 Ω ,R5=8 Ω ,U=16V, I=1A。 , 。

伏安( ) 伏安(VA)
注意: 、 及 三者所代表的意义 单位、功率三角形。 三者所代表的意义、 注意:P、Q及S三者所代表的意义、单位、功率三角形。

[理学]考试题目:电路基础习题课_课后答案

[理学]考试题目:电路基础习题课_课后答案

3.7 把L=51mH的线圈(其电阻极小,可忽略不计),接在电压为220V、频率为 50Hz的交流电路中,要求:(1)绘出电路图;(2)求出电流I的有效值;(3) 求出XL。
解:(1)绘出电路图如右图所示; (2)电流有效值为
U 220 103
I
13.75
L 314 51
(3)线圈感抗为
解:根据电路图可画出相量示意图如图所示,由相量图中的电压三角形又可 导出阻抗三角形,由阻抗三角形可得
XC

1
C

10 6 314 0.1

31847
tg 30 X C R
R X C 31847 55165 tg 30 0.5773
4.5 已知RLC串联电路的参数为R=20Ω,L=0.1H,C=30μF,当信号频率分别为 50Hz、1000Hz时,电路的复阻抗各为多少?两个频率下电路的性质如何?
解:(1)电流表A的读数即电路中总电流,即
I 52 (20 25)2 7.07
(2)频率提高一倍时,感抗增大一倍而使得通过电感的电流减半,即A2读 数为10A;容抗则减半而使通过电容的电流加倍,即A3读数为50A。所以总 电流表A的读数为
I 52 (10 50)2 40.3
0 L
1500
计算结果表明,当并谐电路中再并入一个电阻时,电路的品质因数降低,选择性变差
5.10 一个R=13.7Ω,L=0.25mH的电感线圈,与C=100pF的电容器分别接成串 联和并联谐振电路,求谐振频率和两种谐振情况下电路呈现的阻抗。
解:①串联谐振时,电路的谐振频率为
1
10 6
f 0 2
R 2 (0.22 (2.5 52 5) 7.1

电工基础第3章课后习题

电工基础第3章课后习题

第三章单相交流电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。

答案:正确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。

答案:错误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。

答案:错误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。

答案:正确5在纯电感正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。

答案:正确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。

答案:正确7在纯电容的正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。

答案:错误8在正弦交流电路中,电容的容抗与频率成正比。

答案:错误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。

答案:错误10在直流电路中,电容的容抗为0,所以电容可视为短路。

答案:错误11纯电感元件不吸收有功功率。

答案:正确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。

答案:错误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。

答案:错误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。

答案:错误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。

答案:正确16在感性负载中,其电压的相位总是超前于电流一个角度。

答案:正确17在容性负载中,其电流的相位总是超前于电压一个角度。

答案:正确18在纯电感电路中,功率因数Costp—定等于0。

答案:正确19在RL串联电路的功率因数Costp一定小于I。

答案:正确20在RI并联电路的功率因数Cos(#—定为0。

答案:错误21在纯电阻电路中,功率因数角一定为O答案:正确22在纯电容电路中,功率因数角一定为900 0 答案:正确23无功功率的单位为伏安。

答案:错误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。

答案:错误25在交流电路中,有功功率越大,电源容量利用率越高。

第3章习题课 正弦交流电路

第3章习题课 正弦交流电路

3.5 将以下相量转化为正弦量 (1) U 50 j50V (2) Im 30 j40A (3) Um 100 2e j30V (4) I 1 30A
解:(1) u(t) 50 2 2 sin(t 45) 100sin(t 45)V (2) i( t ) 50 sin(t 126.9 )A (3) u(t) 100 2 sin(t 30)V (4) i(t ) 2 sin(t 30)A
3.6 相量图如图所示,已知频率ƒ=50Hz。写出它们对
应的相量式和瞬时值式。
100V
解:
I 100 i( t ) 10 2 sin 314t A
U1 10090 u1( t ) 100 2 sin( 314t 90 )V U2 80 60 u2 ( t ) 80 2 sin( 314t 60 )V Um 3100 u( t ) 310 sin 314tV I1m 10 45 i1( t ) 10 sin( 314t 45 )A I2m 1260 i2 ( t ) 12 sin( 314t 60 )A
(1)求电压uR、uL、 uC和电流i。 (2)求电路的有功功率P、无功功率Q和视在功率S。 (3)画出相量图。
解:
i 10 2 sin(100t)A uR 100 2 sin(100t)V uL 100 2 sin(100t 90)V uC 100 2 sin(100t 90)V P 1000W,Q 0var,S 1000VA
(b) Z2、Z3不能正常工作,Z2上电压仅为126.7V, 低于额定电压,而Z3上电压253.3V,高于额定电压。
解: (1) u1超前于u2 45 。
(2) 60,u 滞后于 i 60 。
(3)由于u 、 i 不同频,故无法比较相位。

第4、5章习题课

第4、5章习题课
+
U
R
R1
I 1 I 2 - jX C jX L
-
(1) Z1 、Z 2 Z I i (2) I I 、I i , i
1 2 1 2
解:用相量式计算 U 220 0 V Z1 R 1 j X L (100 j200)Ω
I
+
U
A
(1)复数计算
+
U 220 V 22 I1 15.6 A 2 I 2 11 A
A1
A2
u
-
V
R L
i1 C i2
I I1 I 2 15.6 45 11 90A 11 A
所以 I 11 A
(2) 相量图
45

i
I
I2
I1
U
方法2:
I1 I 22A
P 3872 R 2 8Ω 2 I 22
U Z 10 Ω I I
+ +
R1
S
X L Z R 6Ω
2 2
U
XL
所以U R IR 22 8V 176 V U L IX L 22 6V 132 V
(2) 当合K后P不变 I 减小, 说明Z2为纯电容负载 相量图如图示:
5. 直流网络的所有分析方法都可以用于正弦电 流电路,但应将R改为Z,将G改为Y,将I改 为 I ,将U改为u. [ ]√
6. 对于RLC串联电路,当电路中电阻加大时,电 路的谐振频率将减小。 [ ] × 7.对称星形三相电路中,阻抗为5∠30°的中线可 以用0Ω的短路线代替而不影响负载工作。 [ ] √
(A ) 14

最新电工与电子技术第二版陶桓齐课后习题答案

最新电工与电子技术第二版陶桓齐课后习题答案

第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答(6)1-3 一只额定电压为V 220,功率为100W 的白炽灯,在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少?解:根据功率表达式 UI I R P 2L ==则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A 45.0220100U P I ===Ω===48445.0100I P R 22L1-5 某一直流电源,其输出额定功率P N = 200W ,额定电压U N = 50V ,内阻R 0 = 0.5Ω,负载电阻R可以调节,其电路如图1-15所示。

试求: (1)额定工作状态下的电流及负载电阻; (2)开路状态下的电源端电压;(3)电源短路状态下的电流。

解:(1)电路如解题图3所示,当S 闭合时,根据额定功率表达式N N N I U P = 则A 450200U P I N N N === 又根据额定电压表达式N N N I R U = 那么Ω===5.12450I U R N N N(2)根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压,所以V 5245.050I R U E U N 0N 0=⨯+=+== (3)电源电路短路时负载电阻为零,则短路电流为A 1045.052R E I 0S ===1-7 在题图1-7中,五个元件代表电源或负载。

电流和电压的参考方向如图中所示,通过实验测量得知V30U V 80U V 60U V 90U V 140U A10I A 6I A 4I 54321321=-==-====-=(1)试标出各电流的实际方向和电压的实际极性; (2)判断那些元件是电源?那些是负载?(3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?E 解题图3题题1-721U U U21U 题题题4解:(1)各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。

(2)根据U 和I 的实际方向来判定,当U 和I 的实际方向相反时即为电源(注意,U 的实际方向指的是电位降落的方向,即从正极指向负极),否则为负载。

电路分析正弦稳态响应课后练习

电路分析正弦稳态响应课后练习

1、 复数有多种表示形式,若某复数的代数式为F a bj =+,则其三角式为,指数式为,极坐标式为。

2、 复数的相加减用代数式方便,复数的乘除用形式更方便。

3、 正弦量的三要素是指、、。

4、 正弦量与相量之间是关系。

为了计算方便可以用相量表示正弦量中的和两个要素。

5、 设相量(34)I j A =-+,角频率314/rad s ω=,则对应的正弦量是()i t =。

6、 设正弦量10cos(135)ou t V ω=-,则对应的相量为U =。

7、 设元件R 、L 、C 上电压与电流的参考方向关联,则其相量关系分别是R U =,L U =和C U =,它们的共同特点是。

8、 KCL 、KVL 的相量形式分别是和。

9、 欧姆定律的相量形式是。

10、 容抗与ω成比;感抗与ω成比。

11、 电容上电压与电流的相位关系是超前于。

12、 电感上电压与电流的相位关系是超前于。

13、 两个同频率正弦量的相位差等于它们的之差。

14、 负载的功率因数λ与负载阻抗Z Z φ=∠的关系是。

15、 负载上电压与电流的相位差与其阻抗角的关系是。

16、正弦稳态电路负载L Z 从给定电源(S U ,i i i Z R jX =+为定值)获得最大功率的条件是,此最大功率等于。

17、用电压相量U 与电流相量I 计算复功率的公式是S =,S 的实部等于功率,虚部等于功率,模等于功率。

(设电压U 与电流I 参考方向关联) 18、 瞬时功率在一个周期内的平均值叫做功率。

19、设电感L 上的电压为sin()L u u t ωψ=+,则电感上的平均功率P =,无功功率Q =,Q 的单位是。

20、设电容C 上的电压为sin()C u u t ωψ=+,则电容上的平均功率P =,无功功率Q =,Q 的单位是。

21、某复阻抗Z 上的电压与电流的相量分别为U 与I ,则其复功率S ===。

(设电压U 与电流I 参考方向关联)22、已知两个正弦量分别为14cos(10060)oi t A =-+,24sin(10060)o i t A =+,则1i 与2i 的相位差为( )23、已知两个同频率的相量分别为15030o U V =∠,2100150oU V =-∠-,求其对应的正弦电压1u 与2u 的相位差( )24、电路如下图所示,已知端口电压20cos100u tV =,电流4cos(10090)oi t A =+,则该端口的性质是( )25、电路如下图所示,电源电压S U 等于( )26、电路如下图所示,电流源S I 与各支路电流的关系是( )27、电路如下图所示,I 与U 的关系式是( )28、正弦稳态电路如下图所示,若10sin(230)oS u t V =+,2R =Ω,1L H =。

(整理)燕山大学电工技术课后答案第3章

(整理)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︒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。

电工技术教学课件常晓玲习题答案第三章

电工技术教学课件常晓玲习题答案第三章

第三章 正弦交流电路习题参考答案1.已知t e 314sin 2220=V ,试问e 的最大值、有效值、角频率、频率和初相位各是多少?解:e 的最大值 V E m 3112220==有效值 E=220V 角频率 ω=314( rad/s)频率和初相位 f = ω/2л = 50Hz 初相位为零2.已知某正弦电流的有效值是10A ,频率为50Hz 。

初相为30°,(1)写出它的瞬时表达式,并画出其波形图;(2)求该正弦电流在t=0.0025s 时的相位和瞬时值。

解:(1)A t i )30314sin(210︒+= (2)当t=0.0025s 时 相位角︒=⨯⨯=452/3600025.0314πφ瞬时值 A i 1022210sin 210=⨯==φ 3.已知)30314sin(2101︒+=t i A ,)30314sin(10︒-=t i A ,画出这个电流的波形图,哪个电流超前?它们的相位差是多少?若用万用表测量这两个电流,试问读数各为多少?解:i 超前60°。

用万用表测量时,i 1=10A,i =7.07A4.已知)30314sin(210︒+=t u V ,t i 314sin 25=A ,求u 、i 的相量并画出相量图。

解: u 的相量为︒∠=3010UV i 的相量为︒∠=05IA 5.指出并改正下列各式的错误1)V 2) A ︒∠=4520u )60sin(10︒+=t Iω 3)V 4)︒∠=120220E )30sin(5︒-=t I ω A解:1) 2)V U︒∠=4520 A t i )60sin(10︒+=ω3) 4)V E︒∠=120220 A t i )30sin(5︒-=ω 6.当频率提高时,R 、X L 、X C 如何变化?解:R 与频率无关。

X L =ωL ,频率提高时,X L 成比例提高。

X C =1/ωC ,频率提高时,X C 成反比例下降。

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+
US 1 –
US 2

试求:两个电源各自发出的有功功率 和无功功率。
U S1 U S2 110 30 11030 j110 解: I 0.234 A jω L1 j314 1.5 j471 P U S1I cos( 30 180 ) 110 0.234 (0.866) 22.3 W(吸) 1
Uoc
U oc U oc I , I Z i R0 j1 /(ω C 0) | Z i R0 j1 /(ω C 0) |
若使 I 最大,须使|Zi+ Zi –j1/( C)|最小。
Z i R0 j1 /(ω C 0 ) 2 j1 1 j1 /(ω C 0 ) 3 j[1 1 /(ω C 0 )] Ω 若使其最小,只须使1–1/( C)=0。 1 1 1 1, C 0 0.5 F 即: ωC0 ω 2
( j L4 R5 ) I 2 U S1


is6
节点法:
us1
φ1
+ –

φ2
C2
L4 C3 is3

φ3

R5
φ 1 U S1
1 1 jω C 2 φ1 ( jω C 2 )φ 2 φ3 IS3 jω L4 jω L4 1 1 1 φ2 ( )φ 3 I S 6 jω L4 jω L4 R5

I1
+

A1
A2


七、 已知:U=220V,f=50HZ,
A3 Z3
U

I2
Z2 I 3
电流表A1的读数为4A, A2的读为 2A,A3 的读数为3A,且Z2 为电 阻负载,Z3为感性负载。试求: Z2和Z3。
U 220 110Ω 解:设Z2= R2, Z3 =|Z3| 3 则 R2 I2 2 求Z3. 方法一: 画相量图。以电压为参考相量 根据余弦定理: I2 U 42= 32+ 22–232cos 3 2 42 32 22 1 3 cosθ , θ 104.5o I3 232 4 4 I1 φ 3 180o θ 180o 144.5o 75.5o U 220 | Z 3 | 73.3 Ω, Z 3 73.375.5o Ω 18.4 j71Ω I3 3


Zi 1 C0
US 2
1 j5

+ –
Uoc
C0
2.5 j5 0.5 45 o o 2 j1Ω Uoc j5 0.447 18.4 V Z i 2.5 j5 2.5 j5
Zi

I
1 C0

+


P0 I 2 R
要使R0上功率最大,只需使电 流I 最大即可。
由上式可得:
4cos =2+3cos 3
4sin =–3sin 3
(1)
(2)
由 (1)2+(2)2 得:16 =(2+3cos 3)2+(–3sin 3)2 =4+12cos 3+9(cos 3)2+9(sin 3)2 = 4+12cos 3+9 3 1 cosφ 3 , φ 3 75.5o 12 4
设 U 2200 V, 则 I2 20 A, I3 3 φ 3 A,


求Z3, 方法二: 直接计算. Z3 模的计算同前.

I1 4φ A

I1 I2 I 3 即



4φ 20 3 φ 3
4cos +j4sin =2+3cos 3–j3sin 3
U S U 1 U 2 100 j100 U 2 100 U 2 j100
2 U S (100 U 2 ) 2 100 2 , U 2 220 2 100 2 100 96V
X 2 U 2 / I 2 96 / 30 3.2Ω, X 3 U 2 / I 3 96 / 20 4.8Ω


四、 已知:已知电流表读数为1.5A(有效值)。 求:(1)US=? (2)电路吸收的有功功率P和无功功率Q . 40Ω IR A I 24Ω j18Ω IC j30Ω + + – + U

1
US
+ –

U2
– j50Ω

U3 –
解: 设 I R 1.50 A
两个电源发出的有功功率互相抵消,而无功功率不 抵消,因为电路中的电感吸收无功。功率守恒吗?
5 + uS(t) –

六、 已知: R0 1
2.5H C0
us (t ) 2 cos(2t 45o ) V
要使R0 上获最大率, 则C0为何值?
5
解: 用戴维南等效电路: S 1 45 o V U 2.5 + –
Z3 | Z3 | φ3 73.375.5 Ω 18.4 j71Ω
o

I1
+ V –
V1
* * W
+
R
US
U1
jX 1

+ A2

A3
jX 2
jX 3
U2

I2
I3
八 . 正弦稳态电路如图示,已知电压表V读数为220V,V1 读数 为100 2 V,电流表A2读数30A,A3的读数 20A ,功率表读 数1000W(平均功率)。求各元件参数R、X1、X2和X3。
2 Q x 18 I 2 30 I C 50 I 2 18 ( 2.5) 2 30 2 2 50 ( 2.5) 2 320 Var
I
L
五、 已知: +
U S1 110 30 V, U S2 11030 V, L 1.5H, f 50Hz.
U 3 ( j50) I ( j50) 2.553.1 125 36.9 100 j75V


I

24Ω j18Ω
IR

40Ω
A
j30Ω
+ –
+

U1

IC
+

US
+

U2
– j50Ω
U3 –
U S U 1 U 2 U 3 j75 60 100 j75 1600 V

容性 14.14 (d)该负载是______负载, |Z|=_________, =_________. 60 比较相位必须把正弦量化为标准正弦量的形式: 1 1 i(t ) cos(400πt 150 180 ) cos(400πt 30 ) 2 2
u(t ) 10cos(400πt 30 90 ) 10cos(400πt 30 ) A
用相量法,设: U 2 U 20 V 则: I 2 j30A, I 3 j20A, I 1 I 2 I 3 j10A
P I 1 R, R P / I 1 1000 / 10 2 10 Ω
2 2

I1
*
US
V1
*
W
+ + R
+ – V
U1
jX 1


A1
A2
此题亦可用
jX 2
jX 3

U2

相量图分析。
I2
I3
设:Z1 R jX 1 Z1 φ1 则 Z 1
U 1 100 2 10 2 Ω I1 10 2 X1 2 2 2 X 1 Z 1 R (10 2 ) 10 10Ω φ 1 arctg 45 R I 1 j10 10 90 A U1 100 2 45 V
U –

(7) P I 2 R
(4) U U U U ( 6) P R R (8) | Z| R 2 (ω L) 2
2 2 L 2 2 R
2.
i
+
u

若 u(t ) 311cos( t 45)V, Ζ 2560 Ω u 311 cos( t 45) 311 i cos( t 45 60)A 则 Z 2560 25 311 45 o 311 / 2 Z U 2 I 15 o A Z 25 2560 o 311 i cos(t 15o ) A 25


is6 i1 + us1 –
三、电路如图所示,试列写其 相量形式的回路电流方程和节 点压程。
L4
C2
C3 is3 i2 R5
回路法:
I 1 I S6
I 2 I S3



i3
1 1 ( j j L4 R5 ) I 3 ( j j L4 ) I 1 C2 C2
正弦交流电路习题课
熟练掌握
1. 正弦量的基本概念:三要素、相位差、波形图. 2. 定量计算:相量法 3. 定性分析:相量图 4. 功率计算:有功功率、无功功率、视在功率、功 率因数、复功率等
i + u –
一、左图电路中,已知:
Z Z φ
u( t ) 10si n ( π t 60 ) V 400 1 i(t ) cos(400 t 150 ) A π 2
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