电工技术第3章答案

则电压源有效值 U S 约为 ( (a) 283 V (b) 200 V
& U
& U S
− jX C
图 3-63 选择题 10 图
分 析 ： 复 数 阻 抗
Z
与 容 抗
XC
串 联 后 的 等 效 wenku.baidu.com 数 阻 抗
Z ′ = Z − jX C = (40 + j 40 − j 40)Ω = 40Ω ， 所以电压源有效值 U S =
选择题 1．已知正弦电压为 u (t ) = (a) U m =
2U∠ϕ u
2U sin(ωt + ϕ u ) ，其相量表达式为（ & = U∠ϕ (b) U (c) U = U∠ϕ
m u
u
） 。
& = U∠ϕ (d) U u
分析：正弦量和相量间的对应关系。幅值相量的表示方法，有效值相量的表示方法。 答案： （d） 间的相位差 (ϕ1 − ϕ 2 ) 为（ 2．已知正弦量 u1 = 220 2 sin 314tV 和 u 2 = 110 2 sin(314t − 60°) V ，则两个电压之 ） 。
&= (b) U
& I
& I
& I 1
& U S
R
&
& I 2
jω L
& I 3
1 jω C
图 3-61 选择题 7 图 分析：复数阻抗的并联与电阻的并联存在类似的关系，并联后的导纳为
⎡ 1 ⎞⎤ ⎛ ⎢G + j⎜ ωC − ωL ⎟⎥ ⎝ ⎠⎦ ⎣
答案： （b） 8．如已知图 3-61 电路中的电流有效值 I 1 、 I 2 、 I 3 ，则电流有效值 I 为（ (a) I = I 1 + I 2 + I 4 (c) I = ） 。
& I
N
& I
& U
图 3-59 选择题 4 图
Z
& U
分析：根据复数阻抗的性质，复数阻抗的虚部即表明阻抗的性质。虚部大于 0，呈感性； 虚部小于 0，呈容性；虚部等于 0，呈阻性。呈纯容性还是纯感性，均是指阻抗的实部为 0。 答案： （d）
& 与电流 I & 的关系式为（ 5．如图 3-60 所示电路中，其电压 U
2 2
2
(b) S = P + Q − Q
2 2 2 L
2 C
(d) S = P + Q L + QC
分析：正弦交流电路的视在功率 S，有功功率 P 与无功功率 Q 之间满足功率三角形的关 系，且 Q = QL − QC 。
5
答案： （a ） 20．当 R、L、C 并联电路处于谐振状态时，若增大电感 L 值，则电路将呈现 ( )。 (a) 阻性 (b) 感性 (c) 容性 (d) 性质不确定 分析：当 R、L、C 并联电路处于谐振状态时，电路呈阻性，加大电感 L 值，电路将呈感性。 答案： （b） 21．RLC 串联电路的谐振角频率为 ω 0 ，设电路中电源信号的角频率为 ω ，当 ω = ω 0 时电路 呈（ ） ；当 ω < ω 0 时电路呈（ ） ；当 ω > ω 0 时电路呈（ ） 。 (a) 阻性；容性；感性 (b) 阻性；感性；容性 (c) 容性；阻性；感性 (d)容性；感性；阻性 分析：RLC 串联电路中，当电源角频率等于谐振角频率时 X L = X C ，电路谐振，呈阻性； 当 ω < ω 0 时， X L < X C ，电路呈容性；当 ω > ω 0 时， X L > X C ，电路呈感性。 答案： （a） 22．当 R、L、C 串联电路处于谐振状态时，若电感 L 变为原来的 的 ( (a) )，才能保持在原频率下的串联谐振。
分析：提高功率因数目的就是减少用电设备的无功功率。
tgϕ =
Q XL = ，所以 P=40W。 P R
4 × j3 36 + 48 j Ω= Ω ，正弦交流电路 4 + j3 25 48 Q 25 4 中，负载阻抗角即为功率因数角，所以 tgϕ = = = ，P=22.5W。 P 36 3 25
分析：RL 并联后的复数阻抗为 Z = R // jX L = 答案： （a） 19．正弦交流电路的视在功率 S，有功功率 P 与无功功率 Q 的关系为( (a) c )。
） 。
&= (a) U
& I
1 ⎞ ⎛ R + j⎜ ωL − ⎟ ωC ⎠ ⎝ 1 ⎞⎤ & & = ⎡G + j⎛ (c) U ⎜ ωC − ⎟ I ⎢ ωL ⎠⎥ ⎝ ⎣ ⎦
1 ⎞ ⎛ G + j⎜ ωC − ⎟ ωL ⎠ ⎝ & = ⎡ R + j(ωL − 1 )⎤ I & (d) U ⎢ ωC ⎥ ⎣ ⎦
3
R
i1
uS
C
i2
L
图 3-64 选择题 11 图 感抗 X L = ωL = ( 2000 × 2 × 10 )Ω = 4Ω ， 所以 i2 滞后 u S 45° ， 分析： 设 u S 相位为 0o，
−3
而电流 i1 超前电压 u S 90° ，所以 i1 超前 i 2 135° 。 答案： （b）
(a) 314t − 60° (b) 60° (c) − 60° (d) 110 2∠ − 60° 分析：同频率正弦量之间的相位差即为初相位之差。 答案： （b） 3． 已知某电路的正弦电压 u (t ) 与正弦电流 i (t) 的相位差为 30° ， 电路呈容性， 则电压 u (t ) 与电流 i (t) 的相位关系为（ (a) u (t ) 滞后 i (t) 相位 30° ） 。 (b) u (t ) 引前 i (t) 相位 30°
a
⎡ ⎣
& I
& U C
1 jωC
& U jω L & U L
b
图 3-60 选择题 5 图
1
分析：RLC 串联电路的复数阻抗 Z = ⎢ R + j(ωL − ) ，复数阻抗与电压相量、电流相 ωC ⎥ 量组成相量形式欧姆定律。 答案： （b） 6．如已知图 3-60 电路中各元件上的电压有效值 U R 、 U C 、 U L ，则 ab 端总电压的有效 值 U 为（ ） 。 (a) U = U R + U L − U C (c) U = U R + U L − U C
-
j XC
图 3-65 选择题 12 图
& 同相的电流源等效替换 I & =I & −I & = 8 2∠ − 45° A， 分析： 将并联电流源用一个与 I S S1 S2 S1 & 两端的电压 U & =I & × [ R //( − jX )] = 64∠ − 90° V，电流源 I & 供出的平均功率 I S1 S C S1 P = UI S1 cos ϕ = 0W 。
(d) u (t ) 与 i (t) 反相 (c) u (t ) 与 i (t) 同相 分析：注意电路阻性、容性和感性的含义，电路呈容性表明相位上电流超前电压一个角 度（< 90° ） 。 答案： （a） 4．已知某二端网络 N 的等效阻抗 Z = (20 + j20 )Ω ，如图 3-59 所示。则二端网络 N 呈 （ ） 。 (a) 纯电容性 (b) 容性 (c) 纯电感性 (d) 感性
答案： （d） 18．在 RL 并联的正弦交流电路中， R = 4Ω ， X L = 3Ω ，电路的无功功率 Q = 30 var， 则有功功率 P 为 ( )。 (a) 22.5W (b) 40W (c) 60W (d) 80W
S = P + (QL − QC ) (c) S = P + Q L − QC
） 。
&=I & +I & +I & (b) I R L C
4
&=I +I −I (c) I R L C
&=I +I +I (d) I R L C
& I
& I R
& U S
R
& I L
jω L
& I C
1 jω C
图 3-67 选择题 14 图 分析：相量模型电路仍然必须满足相量形式的基尔霍夫电压定律和电流定律。 答案： （b） 15．供电电路采取提高功率因数措施的目的在于 ( )。 (a) 减少用电设备的有功功率 (c) 减少用电设备的视在功率 答案： （b） 16．提高感性电路的功率因数通常采用的措施是 ( )。 (a) 给感性负载串联电容 (b) 在感性负载的两端并联电容 (c) 给感性负载串联电阻 (d) 在感性负载的两端并联电阻 分析：提高功率因数的前提是保证负载的工作状态不变，即负载上的电压和有功功率必 须保持不变。对于感性负载电路通常采用在感性负载的两端并联电容的方式提高功率因数。 答案： （b） 17．在 RL 串联的正弦交流电路中， R = 4Ω ， X L = 3Ω ，电路的无功功率 Q = 30 var， 则有功功率 P 为 ( )。 (a) 120W (b) 80 W (c) 60W (d) 40W 分析：正弦交流电路中，负载阻抗角即为功率因数角。在 RL 串联的正弦交流电路中， (b) 减少用电设备的无功功率 (d) 减少电源向用电设备提供的视在功率
I 12 + I 2 − I 3
(
)
(b) I = I 1 + I 2 − I 4 (d) I =
2 I 12 + I 2 − I 32
2
分析：以并联电压为参考相量，根据元件特性可知。I1 与 U 同相，I2 滞后 U 90° ，I3 超 前 U 90° 。画出相量图如下。 I3 I1 U I2 答案： （c）
R
& U S
- jX
C
& jX L U L
& U C
图 3-66 选择题 13 图 分析：电路仍为 RLC 串联正弦交流电路，有效值之间的关系与参考方向无关，仍然满足 电压三角形关系。 答案： （d）
& 等于（ 14．如图 3-67 所示电路中电流 I &=I & +I & −I & (a) I R L C
2 2 2
⎡ ⎣
1 ⎤ ⎦
(b) U = U R + U L + U C (d) U = U R + U L − U C
2 2
(
)
2
分析：根据 RLC 串联电路的电压三角形，有 U = U R + U L − U C 答案： （d）
(
)
2
& 与电流 I & 的关系式为（ 7．如图 3-61 所示电路中，其电压 U
答案： （d） 13．如图 3-66 所示电路中，电源电压等于（ ） 。 (a) U S = U R + U L − U C (b) U S = U R + U L + U C (c) U S = U R + U L + U C
2 2 2
(d) U S = U R + (U L − U C )
2
2
& U R
） 。
1 ⎤ ⎦ 1 ⎤ ⎡ (c) U = ⎢ R + j(ωL + ) I ωC ⎥ ⎣ ⎦ ) I (a) U = ⎢ R + j(ωL − ωC ⎥
& U R
R
⎡ ⎣
& = R + j(ωL − & ) I (b) U ⎢ ωC ⎥
1 ⎤ ⎦ & = ⎡ R + j(ωL + 1 )⎤ I & (d) U ⎢ ⎥ C ω ⎣ ⎦
UL =
4 × XL = R + jX L
4 2X L
× X L = 2 2V ，电压表读数 V = 2U L = 4V 。
答案： （d）
10．如图 3-63 所示正弦交流电路中，已知 Z = (40 + j40 )Ω ， X C = 40Ω ，U = 400 V， )。 (c) 400 V Z (d) 600V
& = 8∠90 A ， & = 8∠0 A ， I 12．如图 3-65 所示正弦交流电路中， R = X C = 8Ω ， I S1 S2
° °
& 供出的平均功率 P 为 ( 则电流源 I S1 (a) 1024 W (b) 500 W
. IS 2
)。 (c) 200 W
(d) 0W
. IS1
R
2
9．如图 3-62 所示电路中， R = X L = X C ，则电压表的读数为 (
)。
(a) 0V
(b) 1V
+
0V V 20° 4∠
。
(c) 2V
R V jXL R
(d) 4V
－
- jXC
图 3-62 选择题 9 图 分析：电压表所测电压为两条支路中电感分压和电容分压之差。由于 R = X L = X C ，画 出相量图易知，电感分压和电容分压的有效值相同，相位上相差 90° 。电感上分压有效值
U 2
=
400 2
V = 283V
答案： （a） 11．如图 3-64 所示正弦交流电路中，已知 R = 4Ω ， L = 2mH ， ω = 2000rad/s V， 则 )。 电流 i1 与 i 2 的角度关系为 ( (a) i1 与 i2 同相 (b) i1 超前 i 2 135° (c) i1 超前 i 2 90° (d) i1 超前 i 2 45°