技校电工学第五版第三章单相交流电路
《电路基础》教材第3章 单相正弦交流电路
第 3 章单相正弦交流电路正弦交流电是日常生活和科技领域中最常见、应用最广泛的一种电的形式。
正弦交流电路的理论在电路基础课程中占有极其重要的位置，学习和掌握好正弦交流电路的基本概念和基本分析方法，是本课程中的一个重要环节，应给予足够的重视。
本章将在分析直流电阻性电路的基础上，探讨正弦交流电路的分析方法。
学习的主要内容有：正弦交流电路的基本概念，正弦量的三要素和正弦量的有效值，正弦交流参量的基本运算，电抗元件在交流电路中的基本性质及电阻元件、电感元件、电容元件上的电压、电流关系及功率关系。
本章教学要求深入了解正弦交流电的诸多基本概念，重点理解正弦交流电的三要素和正弦交流电有效值的概念；熟悉和掌握正弦交流电的解析式表示法和波形图表示法；深刻理解和牢固掌握单一电阻元件参数电路、单一电感元件参数电路、单一电容元件参数电路的电压、电流关系及其功率情况，在此基础上，掌握多参数组合的简单正弦交流电路的分析与计算方法。
掌握正弦交流电路中电路参数的测量方法，学会交流电压表、交流电流表、单相功率表的正确使用方法。
3.1 正弦交流电路的基本概念学习目标：深刻理解正弦交流电的三要素，熟悉相位、相位差及同频率正弦量之间超前、滞后的概念；掌握正弦交流电有效值的概念及有效值与最大值之间的数量关系；理解和掌握频率、周期、角频率的概念及其三者之间的数量关系。
1820年奥斯特发现了电能生磁的现象后，又经过十多年，英国学徒出身的物理学家法拉第在1831年通过大量实验证实了磁能生电的现象，向人们揭示了电和磁之间的联系。
从此，开创了普遍利用交流电的新时代。
电磁感应现象奠定了交流发电机的理论基础。
现代发电厂（站）的交流发电机都是基于电磁感应的原理工作的：发电机的原动机（汽轮机或水轮机等）带动磁极转动，与固定不动的发电机定子绕组相切割从而在定子绕组中感应电动势，与外电路接通后即可供出交流电。
3.1.1 正弦量的三要素1.正弦交流电的周期、频率和角频率发电厂的发电机产生的交流电，其大小和方向均随时间按正弦规律变化。
电工学课后习题答案-第3章-交流电路习题及答案
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。
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
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3.6
【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。
第3章_单相及三相交流电路
用复平面上的复数相量表示时间域的正弦时 间函数，从而将在时间域中求解正弦交流电路的微
分方程问题转化为复数域中求解相量的代数方程问 题，可以简化正弦交流电路的分析与运算。
相量：与正弦量具有一一对应关系的复数。如：
复数座标
j
u
ω
0
A
u U m sin t
Um
正弦座标
1
正弦量的最大值对应复数A的模值； 正弦量的初相与复数A的幅角相对应； 正弦量的角频率对应复数A绕轴旋转的角速度ω ；
u i
，则
u i
ωt
p ui UI[1 cos 2(t )]
可知，瞬时功率始终大于0， 并以 2 角频率按正弦规律 变化，说明电阻元件始终吸 收（消耗）功率。
φu=φi
平均功率（瞬时功率在一个周期内的平均值）
1 P T
T 0
1 T pdt UI[1 cos 2(t )]dt T 0
电路定律也可用相量表示。下面介绍电路元件的
伏安特性关系和电路定律的相量表示。
一、电阻元件
i u R
欧姆定律
u Ri
设正弦电流为
i I m sin( t i )
则
I
u i
U
u R i RI m sin( t i ) U m sin( t u )
0
t
显然，复数A就是正弦电压u 的相量。二者具有一一 对应关系。
一、用复数表示正弦量
以横轴为实轴，用+1为单位，纵轴为虚轴，用+j为单位， 构成复平面。复数 A 实部为 a，虚部为b，则一个复数可写 成
j
1. 直角坐标式
电工学第3章交流电路2
+ i R L C − + − + uR uL
u
− + u − C
ϕ = ψ u −ψ i
结论： Ｚ 的模为电路总电压和总电流有效值之比， Ｚ 的幅角则为总电压和总电流的相位差。
3.4 串联交流电路
U = UR + UL + UC =[R + j ( XL－XC )]I U =ZI
3. 相量图
UL U C
由相量图可求得
U UX X UR 0＜ ϕ ＜ 90° 感性电路 I
│Z│
U = U R + (U L − U C )
2
2
2 2
ϕ
R UC
= I R + ( X L − XC ) =I R +X
2 2
R = Z cos ϕ X = Z sin ϕ
由阻抗三角形得
=I Z
Z = R 2 + ( X L − X C )2 X L − XC R
= Z e jϕ = Z ∠ϕ
− + u − C
阻抗 三角形
R2 + X2
阻抗模:│Z│=√
阻抗角: ϕ = arctan (X / R)
ϕ
|Z|
X
3.4 串联交流电路
U = UR + UL + UC =[R + j ( XL－XC )]I U =ZI 2. 阻抗 Z 由 U =Z I 可得： U = U∠ψ u = U ∠ψ −ψ = Z ∠ϕ Z= u i I∠ ψ i I I
二、纯电容电路
1. 电压、电流的关系
设 由 有 式中 容抗
i + u – C
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。
电工学第三章
3-1正弦交流电的基本概念 3-1-1 正弦交流电的三要素 正弦交流电: 大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化 的电量（电压、电流、电动势）。
i
设正弦交流电流：
Im
O
t
T
i I m sin t
初相角：决定正弦量起始位置 角频率：决定正弦量变化快慢 in( t 2 )
I I1 I 2
i i1 i 2
上节复习：
1、写出下列正弦量对应的相量，并作出相量图
i1 4 2 s in ( t 3 0 )
i2 1 0 2 c o s ( t 1 2 0 )
i3 1 4 .1 4 s in ( t 1 5 0 )
相量的模=正弦量的最大值
相量辐角=正弦量的初相角
U
U
u U m sin ( t )
电压的有效值相量
U
U
相量的模=正弦量的最大值
相量辐角=正弦量的初相角
例1：
u 10 sin( 314 t 60 )
写出其相量形式
U 5 2 60
U m 10 60
3-1-3 正弦交流电的参考方向
i
O
i I m sin t
ωt
i 0，实际方向与参考方向相 同
i 0，实际方向与参考方向 相反
3-2正弦交流电的相量表示法
１.正弦量的表示方法 波形图
O
u/i
ωt
瞬时值表达式
u U m sin ( t )
i I m s in
电工基础(第五版)习题册参考答案
附录㊀习题册参考答案第一章㊀电路基础知识ɦ１—１㊀电路和电路图㊀㊀一㊁填空题１.电流㊀电源㊀负载㊀控制装置㊀导线２.进行能量的传输㊁分配和转换㊀进行信息的传递和处理３.电路原理图㊀原理框图㊀印制电路图４.理想元件二㊁问答题１.答:电路主要由电源㊁负载㊁控制装置和导线组成ꎮ它们的主要功能如下所示:电源:为电路提供电能ꎮ负载:又称为用电器ꎬ其作用是将电能转变为其他形式的能ꎮ控制装置:主要作用是控制电路的通断ꎮ导线:起连接电路和输送电能的作用ꎮ２.答:把实际元件用理想元件表示后ꎬ一个实际电路便由一些理想电气元件连接而成ꎬ称为实际电路的电路模型ꎮ７７１三㊁识图㊁作图题续表２.９７１ɦ１—２㊀电流和电压一㊁填空题１.正㊀相反２.直流㊀交流㊀大小和方向恒定不变㊀稳恒电流㊀直流㊀大小和方向都随时间的变化而变化㊀交变电流㊀交流３.０ ０１４.串㊀正㊀负㊀量程５.电场力㊀电源６.参考点㊀Ｕａ－Ｕｂ㊀Ｕｂ－Ｕａ７.零㊀正㊀负８.负㊀正９.并联㊀相同１０.ｃ㊀ｄ㊀ｃ二㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ㊀５.ˑ㊀６.ɿ㊀７.ɿ８.ɿ三㊁选择题１.Ｄ㊀２.Ｃ㊀３.Ｂ四㊁问答题１.答:(１)要有能自由移动的电荷 载流子ꎮ(２)导体两端必须保持一定的电压ꎮ２.答:电源内部电荷在电源力的作用下从负极移动到正极ꎬ电源外部电荷是在电场力的作用下从正极移动到负极ꎮ０８１３.答:(１)对交流㊁直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量ꎮ(２)电流表应串接到被测电路中ꎮ(３)直流电流表表壳接线柱上标明的 ＋ － 记号应和电路的极性相一致ꎬ不能接错ꎬ否则指针会反转ꎬ既影响正常测量ꎬ也容易损坏电流表ꎮ(４)每个电流表都有一定的测量范围ꎬ因此在测量之前应先估计被测电流大小ꎬ以便选择适当量程的电流表ꎮ若无法估计ꎬ可先用电流表的最大量程挡测量ꎬ当指针偏转不到１/３刻度时ꎬ再改用较小挡去测量ꎬ直到测得正确数值为止ꎮ(５)为了在接入电流表后对电路的原有工作状况影响较小ꎬ电流表的内阻应尽量小ꎮ五㊁计算题１.解:５ｍｉｎ＝３００ｓＩ＝Ｑｔ＝３ ６３００＝０ ０１２Ａ＝１２ｍＡ２.解:(１)Ｕａｂ＝Ｕａ－Ｕｂ＝－６－(－３)＝－３ＶＵｃｄ＝Ｕｃ－Ｕｄ＝０－(－２)＝２Ｖ(２)因为电压不随参考点的改变而变化ꎬ所以Ｕｃｄ＝２Ｖ又因为ｄ为参考点ꎬＵｄ＝０ꎬ所以Ｕｃ＝２ＶＵｂｄ＝－３－(－２)＝－１Ｖꎬ所以Ｕｂ＝－１ＶＵａｂ＝－３Ｖꎬ所以Ｕａ＝－４ＶＵｅｄ＝－２Ｖꎬ所以Ｕｅ＝－２Ｖɦ１—３㊀电㊀㊀阻一㊁填空题１.导体㊀绝缘体㊀半导体１８１２.阻碍３.正㊀反４.导电㊀强㊀弱５.电导率㊀容易６.增大㊀减小７.标称阻值㊀允许阻值㊀额定功率８.负㊀正二㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ三㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ｂ㊀３.Ｄ㊀４.Ｃ㊀５.Ｃ㊀６.Ｄ四㊁问答题１.答:Ｒ１＝ρＬ１/Ｓ１＝８ΩＲ２＝ρＬ２/Ｓ２＝ρＬ１/４Ｓ１＝２ΩＲ３＝ρＬ３/Ｓ３＝ρ４Ｌ１/Ｓ１＝３２Ω２.答:不正确ꎬ由于手指的触碰ꎬ把人体的电阻也量入了ꎮ３.答:ａ)２７０００Ωʃ５％ｂ)１７ ４Ωʃ１％ɦ１—４㊀电功和电功率一㊁填空题１.电功㊀Ｗ㊀焦耳㊀功率㊀Ｐ㊀瓦特２.度㊀１度＝３ ６ˑ１０６Ｊ２８１３.电流的热效应㊀Ｑ㊀焦耳(Ｊ)４.电流的平方㊀电阻㊀通过的时间５.额定㊀满载㊀轻载㊀过载㊀超载㊀过载６.６０７.１７２８㊀０ ０００４８８.０ ４５㊀４８４Ω二㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ㊀５.ˑ三㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ｃ㊀３.Ｂ㊀４.Ｂ㊀５.Ｄ四㊁问答题１.答:因为晚上７ ８点钟正好是用电高峰ꎬ由于电网的负荷较大ꎬ供电系统能保证的电压会低一些ꎬ电压降低ꎬ灯泡的功率就会减小ꎬ亮度也就减小了ꎮ深夜用电负荷最小ꎬ电源电压最高ꎬ电灯就会亮多了ꎮ２.答:不对ꎬ因为电压一定时ꎬ电流大功率才大ꎮ３.答:因为两根断了的灯丝并联ꎬ电阻减小ꎬ电流增大ꎬ所以灯会更亮ꎮ五㊁计算题１.解:Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ＝２２０１２１０æèçöø÷２ˑ１２１０ˑ２ˑ３６００＝２ ８８ˑ１０５Ｊ２.解:因为Ｄ１ʒＤ２＝２ʒ１Ｓ１ʒＳ２＝４ʒ１Ｒ１ʒＲ２＝１ʒ４又因为电压相等ꎬ所以Ｐ１ʒＰ２＝４ʒ１３８１３.解:当电炉功率为２５０Ｗ时ꎬ电炉上实际电压为１１０ＶꎮＲ炉＝Ｕ２Ｐ＝４８４００１０００＝４８ ４ΩＲ＝４８ ４Ω所以ꎬ变阻器的阻值调节范围为０~４８ ４Ωꎮ４.解:(１)Ｗ＝ＵＩｔ＝２５ˑ１０ˑ１ˑ６０＝１５０００Ｊ(２)Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ＝１０２ˑ０ １ˑ１ˑ６０＝６００Ｊ第二章㊀简单直流电路的分析ɦ２—１㊀全电路欧姆定律㊀㊀一㊁填空题１.电压㊀电阻２.正㊀反３.外电压㊀内电压４.端电压㊀负载电流５.通路㊀断路㊀短路６.大㊀１０Ω㊀５Ω７.＝㊀非线性㊀线性８.２２０９.１㊀４１０.１ʒ１１１.小电流㊀大电流二㊁判断题１.ɿ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ˑ４８１三㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ａ㊀３.Ｂ四㊁计算题１.解:Ｉ＝ＵＲ＝２２０４８４＝０ ４５Ａ２.解:６００μＶ＝６ˑ１０－４Ｖꎬ３０μＡ＝３ˑ１０－５ＡＩ短＝Ｅｒ所以ｒ＝ＥＩ短＝６ˑ１０－４３ˑ１０－５＝２０Ω３.解:Ｉ＝２２０１０００＝１１５０Ａ>５０ｍＡ所以人是危险的ꎮ解:(１)Ｓ打在 １ 位置时ꎬ电路处于通路状态ꎮ㊀㊀㊀Ｉ＝ＥＲ＋ｒ＝１０１０＝１Ａ㊀㊀㊀Ｕ＝ＩＲ＝１ˑ９ ９＝９ ９ＶＳ打在 ２ 位置时ꎬ电路处于断路状态ꎮ㊀㊀㊀㊀Ｉ＝０㊀㊀㊀Ｕ＝Ｅ＝１０ＶＳ打在 ３ 位置时ꎬ电路处于短路状态ꎮ㊀㊀㊀Ｉ短＝Ｅｒ＝１００ １＝１００Ａ㊀㊀㊀㊀Ｕ＝０解:根据Ｕ＝Ｅ－Ｉｒ１１＝Ｅ－２ｒ１０＝Ｅ－４ｒ解得Ｅ＝１２Ｖꎬｒ＝０ ５Ω５８１ɦ２—２㊀电阻的连接一㊁填空题１.较大㊀电流㊀分压器㊀电压㊀较小㊀电流㊀凡是额定工作电压２.１ʒ２㊀１ʒ１㊀１ʒ１㊀２ʒ１３.３３ ３３４.２００５.６６ ７㊀０ ６６.２㊀１５二㊁判断题１.ɿ㊀２.(１)ɿ(２)ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ三㊁选择题１.Ａ㊀２.Ｂ㊀３.Ｂ㊀４.Ｃ㊀５.Ａ㊀６.Ａ㊀７.Ｄ㊀８.Ｃ㊀９.Ｂ㊀１０.Ｃ四㊁问答题答:调到１和２位置时测电流ꎬ位置１量程大ꎮ调到５和６位置时测电压ꎬ位置６量程大ꎮ五㊁计算题１.解:ＵＸ＝２２０－１１０＝１１０Ｖ＝６０１１０ʈ０ ５５ＡＩ＝ＰＮＵＮＲＸ＝ＵＸＩ＝１１００ ５５＝２００Ω６８１２.解:(１)Ｉ１＝ＵａｂＲ１＝６０１ ２ˑ１０３＝５０ｍＡＩ２＝Ｉ－Ｉ１＝１５０－５０＝１００ｍＡ(２)Ｒ２＝ＵａｂＩ２＝６０１００ˑ１０－３＝６００Ω３.解:开关接在１处ꎬ电压表读数为０ꎮ开关接在２处ꎬＲ１㊁Ｒ２串联ꎮＵＶ＝Ｕ１＝ＥˑＲ１/(Ｒ１＋Ｒ２)＝１０ˑ２００２００＋６００＝２ ５Ｖ开关接在３处ꎬＲ２与Ｒ３并联后再与Ｒ１串联ꎮＲ２３＝Ｒ２Ｒ３/(Ｒ２＋Ｒ３)＝６００ˑ３００６００＋３００＝２００ΩＵＶ＝ＥˑＲ１/(Ｒ１＋Ｒ２３)＝１０ˑ２００２００＋２００＝５Ｖ４.解:Ｒ２３＝Ｒ２//Ｒ３＝６００/２＝３００ΩＲ２３４＝Ｒ２３＋Ｒ４＝３００＋２００＝５００ΩＲＡＢ＝Ｒ１//Ｒ２３４＝５００//５００＝２５０Ωɦ２—３㊀直流电桥一㊁填空题１.电桥对臂电阻的乘积相等２.１０Ｖ㊀６Ｖ㊀４Ｖ二㊁计算题１.解:因为电桥处于平衡状态ꎬ所以Ｒ１Ｒ４＝Ｒ２Ｒ３３０Ｒ４＝１５ˑ２０Ｒ４＝１０ΩＲ总＝ｒ＋(Ｒ１＋Ｒ２)//(Ｒ３＋Ｒ４)＝０ ５＋１８＝１８ ５ΩＩ总＝Ｅ/Ｒ总＝７ ４１８ ５＝０ ４ＡＩ４＝４５３０＋４５ˑ０ ４＝０ ２４Ａ２.解:因为Ｒ１Ｒ４＝Ｒ２Ｒ３所以电桥平衡ꎬＩ５＝０Ｒ总＝Ｒ０＋(Ｒ１＋Ｒ３)//(Ｒ２＋Ｒ４)＝４８＋１９２＝２４０ΩＩ总＝Ｅ/Ｒ总＝２４/２４０＝０ １Ａ第三章㊀复杂直流电路的分析ɦ３—１㊀基尔霍夫定律㊀㊀一㊁填空题１.节点电流定律㊀在任一瞬间ꎬ流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和㊀ðＩ进＝ðＩ出２.回路电压定律㊀在任一闭合回路中ꎬ各段电路电压降的代数和恒等于零㊀ðＵ＝０３.正㊀负㊀正㊀负二㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ɿ㊀７.ˑ㊀８.ɿ三㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ｃ㊀３.Ｃ㊀４.Ｂ㊀５.Ｂ㊀６.Ｃ㊀７.Ｃ㊀８.Ｃ８８１四、计算题１.解:设左边节点为Ａꎬ右边节点为Ｂ节点Ａ:Ｉ１＝３＋１０＋５＝１８Ａ节点Ｂ:５＋Ｉ２＝２＋１０Ｉ２＝７Ａ２.解:假设电流方向和回路方向如下图所示ꎮＣ:Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３回路１:Ｅ１－Ｅ３＝Ｉ１Ｒ１－Ｉ３Ｒ３回路２:Ｅ３－Ｅ２＝Ｉ３Ｒ３－Ｉ２Ｒ２Ｉ１＝－３７ＡＩ２＝４７ＡＩ３＝－１７ＡＵＡＢ＝－Ｅ１－Ｉ２Ｒ２＝－５－４７ˑ５＝－５５７Ａ３.解:(１)回路２按逆时针方向进行计算ꎮＩ１＋Ｉ２＝Ｉ３Ｅ１＝Ｉ１Ｒ１＋Ｉ３Ｒ３９８１Ｅ２＝Ｉ２Ｒ２＋Ｉ３Ｒ３所以Ｉ１＝５３ＡＩ２＝２３Ａ㊀Ｉ３＝７３Ａ(２)ＵＡＢ＝－７３ˑ２＝－１４３Ｖ(３)Ｐ３＝Ｉ２３Ｒ３＝７３æèçöø÷２ˑ２＝４９９ˑ２＝９８９Ｗɦ３—２㊀电压源与电流源的等效变换一㊁填空题１.零㊀恒压源㊀内阻２.无穷大㊀恒流源㊀内阻３.Ｅ/ｒ㊀不变㊀并联二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ˑ三㊁选择题１.Ａ㊀２.Ａ四㊁计算题１.解:ａ)Ｉｓ＝ＥＲ＝５１０＝０ ５Ａꎬ内阻不变ｂ)Ｉｓ＝ＥＲ＝５１０＝０ ５Ａꎬ内阻不变ｃ)Ｉｓ１＝Ｅ１Ｒ１＝１０５＝２Ａ０９１Ｉｓ２＝Ｅ２Ｒ２＝２０５＝４ＡＩｓ＝Ｉｓ２－Ｉｓ１＝４－２＝２ＡＲ＝Ｒ１ʊＲ２Ω２.解:ａ)Ｅ＝ＩｓＲ＝２ˑ５＝１０Ｖꎬ内阻不变ｂ)Ｅ＝ＩｓＲ＝３ˑ１０＝３０Ｖꎬ内阻不变ｃ)Ｅ１＝Ｉｓ１Ｒ１＝３ˑ３＝９Ｖ㊀Ｅ２＝Ｉｓ２Ｒ２＝５ˑ２＝１０ＶＥ＝Ｅ２－Ｅ１＝１０－９＝１Ｖ㊀Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２＝３＋２＝５Ω１９１３.解:Ｉ＝２０４＋１２＋２４＝０ ５ＡＵ＝０ ５ˑ２４＝１２Ｖ五㊁实验题项目ＰＶ１ＰＶ２ＰＡ１ＰᶄＯＰᶄＬＰＡ２ＰＡ３ＰＶ３ＰＶ４ＰᵡＯＰᵡＬ读数１Ｖ５Ｖ１Ａ１Ｗ５Ｗ５Ａ１Ａ５Ｖ５Ｖ５Ｗ５Ｗɦ３—３㊀戴维南定理一㊁填空题１.两个引出端㊀电源２.开路电压㊀所有电源不起作用时ꎬ网络两端的等效电阻３.Ｒ＝ｒ㊀Ｐｍａｘ＝Ｅ２/４ｒ４.Ｒ㊀ｒ５.１０二㊁选择题１.Ａ㊀２.Ａ㊀３.Ｂ㊀４.Ｂ㊀５.Ａ２９１三、计算题１.解:ａ)Ｉ＝６２＋４＝１ＡＵＡＢ开＝２＋４＝６ＶＲ０＝７３Ωｂ)Ｉ＝３０１＋４＋５＝３ＡＵＡＢ开＝１５ＶＲ０＝２ ５Ω２.解:移开待求支路ꎬ可得:Ｉ＝Ｅ１＋Ｅ２Ｒ１＋Ｒ２＝２７６＋３＝３ＡＵＡＢ开＝－１６Ｖ等效内阻ＲＡＢ＝２ΩＩ３＝６２＋２＝１ ５ＡＵ３＝Ｉ３Ｒ３＝１ ５ˑ２＝３Ｖ３９１㊀㊀３.解:移开待求支路ꎬ可得:Ｉ＝Ｅ１－Ｅ２Ｒ１＋Ｒ２＝６４＝１ ５ＡＵＡＢ开＝１ ５ˑ２＋４＝７Ｖ等效电阻ＲＡＢ＝６ΩＩ３＝７１＋６＝１Ａ四㊁实验题(１)开路电压㊀等效电阻(２)Ｒ３支路中的电流ɦ３—４㊀叠加原理一㊁填空题㊀㊀１.正㊀负２.线性㊀电流㊀电压㊀功率３.－１㊀４㊀３４９１二、计算题１.解:(１)当电源Ｅ１单独作用时:Ｉᶄ１＝１２Ａ㊀Ｉᶄ２＝８Ａ㊀Ｉᶄ３＝０Ａ(２)当电源Ｅ２单独作用时:Ｉᵡ１＝８Ａ㊀Ｉᵡ２＝０Ａ㊀Ｉᵡ３＝２Ａ(３)当电源Ｅ１２同时作用时:Ｉ１＝１２－８＝４Ａ㊀Ｉ２＝８Ａ㊀Ｉ３＝２Ａ２.解:开关打在１时ꎬ相当于Ｅ１单独作用ꎬ电流表的读数为３Ａꎮ当Ｅ２单独作用时ꎬ图如下所示ꎬ电流表的读数为２Ａꎮ所以两个电源同时作用时ꎬ电流表的读数为５Ａꎮ５９１第四章㊀磁场与电磁感应ɦ４—１㊀磁㊀㊀场㊀㊀一㊁填空题１.排斥㊀吸引２.Ｎ极㊀Ｓ极㊀Ｓ极㊀Ｎ极㊀闭合３.均匀磁场４.切线㊀Ｎ５.电路能产生磁场６.安培定则７.从ａңｂ８.磁通㊀Φ㊀韦伯㊀磁感应强度㊀Ｂ㊀特斯拉㊀㊀Ф＝ＢＳ㊀９.磁导率㊀μ㊀Ｈ/ｍ㊀相对磁导率㊀μｒ＝μμ０二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ㊀５.ˑ㊀６.ˑ㊀７.ɿ三㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ｃ㊀３.Ｂ㊀４.Ｃ四㊁问答题１.答:磁感应强度是描述磁场中某点处磁场的强弱的物理量ꎬ而磁通是描述磁场在某一范围内的分布及变化情况的物理量ꎮ２.答:６９１３.解:ａ)Ｎ极指里ｂ)Ｎ极右偏ｃ)Ｎ极左偏ɦ４—２㊀磁场对电流的作用一㊁填空题㊀㊀１.电磁力㊀安培力㊀左手２.垂直㊀平行３.相互吸引㊀相互排斥４.转动㊀最大㊀最小二㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ｃ㊀３.Ｂ㊀４.Ｃ三㊁综合分析题１.解:ａ)导体受到向右的力ꎮｂ)导体电流往里ꎮｃ)电流逆时针流动ꎮ２.解:７９１四㊁计算题１.解:(１)Ｌ＝０ ３ｍꎬＦ＝ＢＩＬ㊀㊀㊀㊀㊀㊀０ ０６＝Ｂˑ４ˑ０ ３㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｂ＝０ ０５Ｔ㊀㊀㊀(２)Ｆ＝ＢＩＬｓｉｎα＝０ ０５ˑ４ˑ０ ３ˑ１２＝０ ０３Ｎ２.解:(１)Ｆ＝ＢＩＬ㊀㊀㊀㊀㊀㊀０ ０２ˑ１０＝Ｂˑ２ˑ０ ４㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｂ＝０ ２５Ｔ㊀㊀㊀(２)磁感应强度方向向里ꎮɦ４—３㊀电磁感应一㊁填空题㊀㊀１.利用磁场产生电流的现象㊀产生感应电流㊀发生变化２.感应电流㊀阻碍㊀相反㊀相同３.线圈中磁通的变化率㊀ｅ＝ＮΔΦΔｔ４.楞次㊀法拉第电磁感应二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ三㊁选择题１.Ａ㊀２.Ｂ㊀３.Ａ㊀４.Ｂ㊀５.Ｃ㊀６.Ｄ８９１四㊁问答题１.答:利用磁场产生电流的现象称为电磁感应ꎮ条件:穿过闭合电路的磁通发生变化ꎮ线圈中有磁通不一定有感应电动势ꎮ２.答:铜圆圈向左运动ꎮ３.答:ａ)能产生感应电动势ꎬ方向向上ꎮｂ)不能产生感应电动势ꎮｃ)能产生感应电动势ꎬ方向从ＡңＯꎮ４.答:ａ)向右偏转ꎮｂ)向左偏转ꎮ五㊁计算题１.解:Ｌ＝２０ｃｍ＝０ ２ｍ(１)ｅ＝ＢＩＬｓｉｎα＝０ ８ˑ０ ２ˑ１０ˑ０＝０(２)ｅ＝ＢＩＬｓｉｎα＝０ ８ˑ０ ２ˑ１０ˑ１２＝０ ８Ｖ(３)ｅ＝ＢＩＬｓｉｎα＝０ ８ˑ０ ２ˑ１０＝１ ６Ｖ方向垂直纸面向里ꎮ２.解:ｅ＝ＮΔΦΔｔ＝１０００ˑ０ ０９－０ ０２０ ０７＝１００ＶＩ＝ＥＲ＋ｒ＝１００９９０＋１０＝０ １Ａ３.解:(１)ＡＢ上产生感应电动势为:Ｅａｂ＝ＢＬＶ１＝２ˑ０ ４ˑ５＝４ＶＣＤ上产生的感应电动势为:Ｅｃｄ＝ＢＬＶ２＝２ˑ０ ４ˑ４＝３ ２Ｖ(２)Ｉ＝ＥＡＢ＋ＥＣＤＲ＝７ ２０ ５＝１４ ４Ａ方向向左ꎮ９９１ɦ４—４㊀自感和互感一㊁填空题㊀㊀１.电磁感应㊀电流发生变化㊀ｅＬ㊀ｉＬ２.Ｌ㊀Ｌ＝ＮΦＩ㊀亨利３.另一线圈４.一致㊀极性始终保持一致５.长㊀多㊀大㊀异名㊀同㊀Ｌ顺＝Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ６.同名㊀反㊀Ｌ反＝Ｌ１＋Ｌ２－２Ｍ二㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ˑ㊀４.ɿ㊀５.ˑ三㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ｂ㊀３.Ｃ㊀４.Ａ㊀Ｂ四㊁综合分析题１.解:灯泡亮一下再灭ꎮ２.解:ＨＬ２立即亮ꎬＨＬ１慢慢亮ꎮ原因是与ＨＬ１串联的线圈阻碍电流的变化ꎮ３.解:ａ)１ꎬ４ꎬ６是同名端(２ꎬ３ꎬ５是同名端)ꎮｂ)１ꎬ３是同名端(２ꎬ４是同名端)ꎮ４.解:正偏ꎮ５.解:Ａ中左负右正ꎮＢ中左正右负ꎮ６.解:应采用ａ)图方式ꎬａ)图在磁场作用下才可以产生 ００２感应电流ꎬ形成涡流ꎻ采用多层叠片方式组成ꎬ并用薄层绝缘材料将各层隔开ꎬ以减少涡流损耗ꎮ五㊁计算题１.解:ｅ＝Ｌ＝ΔｉΔｔ＝０ ５ˑ５１＝２ ５Ｖ２.解:(１)ｅ＝ＬΔｉΔｔ１＝Ｌˑ４２Ｌ＝０ ５Ｈ(２)因为２~４ｓ内线圈的电流没有发生变化ꎬ所以产生的感应电动势为０ꎮ(３)４~５ｓ内线圈产生的感应电动势为:ｅ＝ＬΔｉΔｔ＝０ ５ˑ４１＝２Ｖɦ４—５㊀铁磁材料与磁路一㊁填空题㊀㊀１.使原来没有磁性的物质具有磁性㊀铁磁物质２.Ｂ㊀Ｈ㊀磁滞回线３.软磁性材料㊀硬磁性材料㊀矩磁性材料４.磁通所通过的路径㊀无分支㊀有分支５.通过线圈的电流㊀线圈匝数㊀安培６.磁通在通过磁路时所受到的阻碍㊀１/亨７.Φ＝ＥｍＲｍ８.主磁通㊀漏磁通９.励磁线圈㊀铁芯㊀衔铁１０２二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ɿ㊀７.ˑ三㊁选择题１.Ａ㊀２.Ｃ四㊁问答题１.答:可分为硬磁材料㊁软磁材料㊁矩磁材料ꎮ特点:硬磁材料不易磁化ꎬ不易退磁ꎮ软磁材料容易磁化ꎬ容易退磁ꎮ矩磁材料很易磁化ꎬ很难退磁ꎮ用途:硬磁材料适合制作永久磁铁㊁扬声器的磁钢ꎮ软磁材料适合制作交流电设备的铁芯ꎮ矩磁材料适合制作磁带㊁计算机的磁盘ꎮ２.答:通入反向电流ꎬ才能将元件轻便地取下ꎬ因为通入反向电流可以消除剩磁ꎮ３.答:气隙对励磁电流的影响不同ꎮ交流电磁铁:励磁电流随气隙的增大而增大ꎮ直流电磁铁:励磁电流不变ꎬ与气隙无关ꎮ４.答:现象:线圈会因过热而烧坏ꎮ因为衔铁长时间不能吸合ꎬ铁芯磁路中存在一个很大的气隙ꎬ磁路的磁阻增大ꎬ这时线圈上所加电压未变ꎬ磁通Фｍ与Ｕ必须严格对应ꎬ在磁阻增大的情况下ꎬ就必须增大励磁电流ꎬ才能得到相等的磁通ꎮ５.答:通电后ꎬ电磁铁有磁性ꎬ吸上衔铁ꎬ电动机正常工作ꎻ断电后ꎬ电磁铁无磁性ꎬ衔铁落下ꎬ抱闸抱死制动轮ꎬ从而让电动机迅速停转ꎮ２０２五㊁计算题１.解:Ｅｍ＝ＮＩ２０００＝Ｎˑ５Ｎ＝４００匝２.解:(１)μ０＝４πˑ１０－７Ｈ/ｍμ铁＝７００ˑ４πˑ１０－７Ｈ/ｍｌ＝πｄ＝πˑ０ ５＝０ ５πｍＳ＝πｒ２＝πˑ(０ ０５)２＝２５πˑ１０－４ｍ２Ｒｍ０＝ｌμ０Ｓ＝０ ５π４πˑ１０－７ˑ２５πˑ１０－４＝１ ５９ˑ１０８(１/Ｈ)Φ０＝ＮＩＲｍ＝１２００ˑ５１ ５９ˑ１０８＝３ ８ˑ１０－５Ｗｂ(２)Ｒｍ铁＝Ｒｍ０７００Φ＝Φ０ˑ７００＝２ ６６ˑ１０－２Ｗｂ第五章㊀单相交流电路ɦ５—１㊀交流电的基本概念㊀㊀一㊁填空题１.方向不随时间的变化而变化㊀方向随时间的变化而变化㊀正弦规律变化２.交流电每次重复变化一次所需的时间㊀㊀Ｔ㊀秒㊀交流电在１秒内重复变化的次数㊀ｆ㊀赫兹㊀Ｔ＝１ｆ ３０２３.５０㊀０ ０２㊀３１４４.最大值(有效值)㊀频率(周期㊁角频率)㊀初相角５.有效值＝最大值２㊀有效值＝１ １１平均值㊀有效值６.１Ａ㊀２２Ａ㊀５０ＨＺ㊀０ ０２ｓ㊀－π４７.ｅ１超前ｅ２φ㊀ｅ１ꎬｅ２同相㊀㊀ｅ１与ｅ２反相㊀ｅ１与ｅ２正交８.波形图㊀相量图㊀瞬时值表达式９.逆㊀频率１０.平行四边形二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ三㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ｃ㊀３.Ｃ㊀４.Ｄ㊀５.Ａ㊀６.Ｃ㊀７.Ｄ四㊁问答题１.答:８Ａ的直流电流大ꎬ因为８>１０２ꎮ２.答:不能ꎬ因为有效值为１０００Ｖ的交流电的最大值为１０００２ꎬ会击穿电容器ꎮ３.答:(１)最大值和初相位不同ꎬ频率相同ꎮ(２)波形图略ꎮ(３)ｕ２超前ｕ１９０ʎꎬｕ１超前ｕ３９０ʎꎮ五㊁计算题１.解:Ｔ＝０ ２ｓ㊀Ｉ＝５２Ａ㊀ｆ＝５Ｈｚ㊀ω＝３１ ４ｒａｄ/ｓｉ＝１０ｓｉｎ(３１ ４ｔ＋９０ʎ)Ａ４０２２.解:ｅ＝２２０ｓｉｎ(３１４ｔ＋３０ʎ)Ｖｔ＝０ ０１ｓ时ꎬｅ＝２２０ｓｉｎ(π＋３０ʎ)＝－２２０ｓｉｎ３０ʎ＝－２２０ˑ１２＝－１１０Ｖ波形图略ꎮ３.解:(１)ｉ＝１００ｓｉｎ(３１４ｔ)ｍＡＴ＝０ ０２ｓꎬα＝３０ʎ时ꎬｉ＝５０ｍＡ３０ʎ３６０ʎ＝ｔ１Ｔꎬｔ１＝１６００ｓ(２)α＝９０ʎ时ꎬｉ到达最大值９０ʎ３６０ʎ＝ｔ２Ｔｔ２＝１２００ｓ４.解:(１)(２)５０２５.解:ｉ１＋ｉ２＝５２ｓｉｎ(１００π－２３ʎ)Ａｉ１－ｉ２＝５２ｓｉｎ(１００π＋８３ʎ)Ａɦ５—２㊀电容器和电感器一㊁填空题㊀㊀１.储存电荷２.对交流电的阻碍㊀反㊀１ωＣ㊀Ω３.电容器充放电过渡过程时间的长短㊀τ㊀秒４.隔㊀通㊀阻㊀通５.两极板间的距离㊀小６.小㊀大㊀Ｃ２Ｃ１＋Ｃ２Ｕ㊀㊀Ｃ１Ｃ１＋Ｃ２Ｕ７.两极板间的面积㊀大８.抗拒电流变化㊀对交流电的阻碍㊀正㊀ωＬ㊀Ω９.电感㊀电阻１０.通㊀阻㊀通㊀阻１１.感抗㊀等效损耗电阻㊀低㊀高二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ɿ㊀６.ɿ三㊁问答题１.答:电容偏转最小ꎬ电感偏转最大ꎮ２.(１)原因:电容器内部可能已断路ꎮ(２)原因:电容器内部短路ꎮ(３)原因:电容器有漏电现象ꎮ６０２四㊁计算题１.解:(１)ＸＣ＝１ωＣ＝１２πｆＣ＝１２ˑ３ １４ˑ１０６ˑ１００ˑ１０－１２ʈ１５９２Ω(２)ＸＣ＝１ωＣ＝１２πｆＣ＝１２ˑ３ １４ˑ５０ˑ１００ˑ１０－１２ʈ３１８４７１３４Ω２.解:ＸＬ＝２πｆＬ＝２ˑ３ １４ˑ５０ˑ０ ６＝１８８ ４Ωɦ５—３㊀单一参数交流电路一㊁填空题㊀㊀１.Ｉ＝ＵＲ㊀同相２.０ ３１１ｓｉｎ(３１４ｔ＋３０ʎ)Ａ㊀０ʎ㊀４８ ４３.交流电一个周期内消耗功率的平均值㊀有功功率４.Ｉ＝Ｕ/ＸＬ㊀电压超前电流９０ʎ５.０㊀ＵＩ㊀Ｕ２ＸＬ㊀Ｉ２ＸＬ６.０㊀短路７.１０２ｓｉｎ１０００ｔ－π２æèçöø÷㊀２㊀０ ００２㊀２００８.Ｉ＝ＵＸＣ㊀电压滞后电流９０ʎ９.０㊀ＵＩ㊀Ｕ２ＸＣ㊀Ｉ２ＸＣ１０.１０２ｓｉｎ(１０００ｔ＋９０ʎ)Ａ㊀２Ω㊀５ˑ１０－４Ｆ㊀２００Ｖａｒ７０２二㊁判断题１.ɿ㊀２.ɿ㊀３.ɿ㊀４.ɿ㊀５.ˑ㊀６.ɿ㊀７.ˑ８.ɿ三㊁选择题１.Ｂ㊀２.Ａ㊀３.Ａ㊀４.Ｃ㊀５.Ｃ㊀６.Ａ㊀７.Ｃ㊀８.Ｃ９.Ｂ四㊁计算题１.解:Ｉ＝ＰＵ＝５００２２０＝２ ３Ａｉ＝２ ３２ｓｉｎωｔ－２３πæèçöø÷Ａ２.解:感抗ＸᶄＬ＝１００Ω电压与电流的相位差为９０ʎ３.解:(１)ＸＬ＝ωＬ＝１００πˑ０ ０１＝３ １４ΩＩ＝ＵＸＬ＝１００３ １４＝３１ ８５Ａ(２)ｉ＝３１ ８５２ｓｉｎ３１４ｔ－２３πæèçöø÷Ａ(３)８０２(４)Ｑ＝ＵＩ＝１００ˑ３１ ８５＝３１８５Ｖａｒ４.解:(１)ＸＣ＝１ωＣ＝１３１４ˑ４０ˑ１０－６ʈ８０Ω(２)Ｉ＝ＵＸＣ＝２２０８０＝２ ７５Ａ(３)ｉ＝２ ７５２ｓｉｎ３１４ｔ＋π６æèçöø÷Ａ(４)(５)ＱＣ＝ＵＩ＝２２０ˑ２ ７５＝６０５Ｖａｒɦ５—４㊀ＲＬＣ串联电路一㊁填空题㊀㊀１.６Ω㊀１６２.１０㊀５３ʎ㊀２２ｓｉｎ(３１４ｔ－２３ʎ)Ａ㊀１２Ｖ㊀１６Ｖ３.１０㊀３７ʎ㊀２２ｓｉｎ(３１４ｔ＋６７ʎ)Ａ㊀１６Ｖ㊀１２Ｖ４.６０ʎ㊀１/２㊀５００Ｗ㊀５００３Ｖａｒ㊀１０００Ｖ Ａ５.ＸＬ＝ＸＣ㊀ＸＬＲ＝ＸＣＲ㊀电压谐振６.相等㊀小㊀大㊀Ｒ７.１Ω㊀１００Ｗ㊀０Ｖａｒ㊀１００Ｖ Ａ二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ˑ㊀４.ˑ９０２三㊁选择题１.Ｄ㊀２.Ａ㊀３.Ｂ㊀４.Ａ㊀５.Ｂ㊀６.Ｃ㊀７.Ｂ㊀８.Ｃ四㊁计算题１.解:(１)ＸＬ＝ωＬ＝３１４ˑ４８ˑ１０－３＝１５Ω(２)Ｚ＝Ｒ２＋Ｘ２Ｌ＝１５２＋２０２＝２５Ω(３)Ｉ＝ＵＺ＝２２０２５＝８ ８Ａ(４)阻抗三角形为α＝ａｒｃｔａｎＸＬＲ＝ａｒｃｔａｎ１５２０＝３７ʎｉ＝８ ８２ｓｉｎ(３１４ｔ＋５３ʎ)Ａ(５)Ｐ＝２２０ˑ８ ８ˑｃｏｓ３７ʎ＝２２０ˑ８ ８ˑ０ ８＝１５４８ ８Ｗ㊀㊀Ｑ＝ＵＩｓｉｎα＝２２０ˑ８ ８ˑｓｉｎ３７ʎ＝１１６１ ６ＶａｒＳ＝ＵＩ＝２２０ˑ８ ８＝１９３６Ｖ Ａ２.解:(１)ＸＣ＝１２πｆＣ＝１１００ˑ１２５ˑ１０－６＝８０Ω(２)Ｚ＝Ｒ２＋Ｘ２Ｃ＝６０２＋８０２＝１００Ω０１２(３)Ｉ＝ＵＺ＝１１０１００＝１ １Ａ(４)阻抗三角形为ｉ＝１ １２ｓｉｎ(１００ｔ＋１４３ʎ)(５)Ｐ＝ＵＩｃｏｓα＝１１０ˑ１ １ˑ０ ６＝７２ ６ＷＱ＝ＵＩｓｉｎα＝１１０ˑ１ １ˑ０ ８＝９６ ８ＶａｒＳ＝ＵＩ＝１１０ˑ１ １＝１２１Ｖ Ａ(６)ｃｏｓα＝３５＝０ ６(７)Ｉ＝０３.解:(１)Ｚ＝ＵＩ＝２２０４４＝５Ω(２)Ｚ２＝Ｒ２＋(ＸＬ－ＸＣ)２ʑ５２＝４２＋(３－ＸＣ)２ʑＸＣ＝６Ω(３)ＵＲ＝ＩＲ＝４４ˑ４＝１７６ＶＵＬ＝ＩＸＬ＝４４ˑ３＝１３２ＶＵＣ＝ＩＸＣ＝４４ˑ６＝２６４Ｖ(４)Ｐ＝Ｉ２Ｒ＝４４２ˑ４＝７７４４Ｗ１１２Ｑ＝Ｉ２(ＸＬ－ＸＣ)＝４４２ˑ３＝５８０８ＶａｒＳ＝ＵＩ＝２２０ˑ４４＝９６８０Ｖ Ａ五、实验题１.解:当输入直流电压时Ｒ＝ＵＩ＝３６０ ６＝６０Ω当输入交流电压时Ｚ＝ＵＩ＝２２０２ ２＝１００ΩＸＬ＝Ｚ２－Ｒ２＝１００２－６０２＝８０ΩＬ＝ＸＬ２πｆ＝８０３１４＝０ ２５Ｈ２.解:因为是交流电路ꎬ所以Ｒ和Ｌ的相位不同ꎬ它们之间的关系应为:Ｕ＝Ｕ２Ｒ＋Ｕ２Ｌ３.解:(１)ｆ＝１２πＬＣ＝１２π０ １ˑ０ １ˑ１０－６＝１００００２πʈ１５９０Ｈｚ(２)Ｉ＝ＵＲ＝０ ００１１＝０ ００１Ａ＝１ｍＡ(３)Ｑ＝ＸＬＲＸＬ＝ωＬ＝１００００ˑ０ １＝１０００ΩＱ＝１０００２１２ＸＣ＝ＸＬ＝１０００ΩＵＣ＝ＩＸＣ＝０ ００１ˑ１０００＝１Ｖ４.解:(２)频率㊀(３)０ ０１Ａ(４)０ ０１Ａɦ５—５㊀ＲＬＣ并联电路一、填空题㊀㊀１.电源内阻较大２.１２πＬＣ㊀大㊀小３.ＸＬＲ㊀大大超过㊀电流谐振４.大㊀多５.项目ＸＬ与ＸＣ的大小关系总阻抗总电流(压)品质因数总电流(压)与品质因数的关系谐振频率串联谐振ＸＬ＝ＸＣＺ＝ＲＩ＝ＵＺＱ＝ω０ＬＲ＝１ω０ＣＲＱ＝ＵＬＵ＝ＵＣＵ＝ＸＬＲ＝ＸＣＲｆ０＝１２πＬＣ３１２续表项目ＸＬ与ＸＣ的大小关系总阻抗总电流(压)品质因数总电流(压)与品质因数的关系谐振频率并联谐振ＸＬʈＸＣＺ＝ＬＲＣＩ＝ＵＲＣＬＱ＝ω０ＬＲ＝１ω０ＲＣＩＲＬʈＩＣʈＱＩ０ｆ０＝１２πＬＣ６.㊀㊀㊀㊀项目类型㊀㊀㊀㊀规格功率因数线路电阻功率损耗白炽灯２２０Ｖ/４０Ｗ１５Ω０ １７Ｗ荧光灯２２０Ｖ/４０Ｗ０ ４５Ω１ ０３Ｗ二㊁选择题１.Ａ㊀２.Ｃ㊀３.Ａ㊀４.Ｂ㊀５.Ｂ㊀６.Ａ㊀７.Ｂ三㊁问答题答:不可以ꎮ感性负载和电容器并联后ꎬ线路上的总电流比未补偿时要小ꎬ总电流和电源之间的相角Ф也减小ꎬ这就提高了线路的功率因数ꎮ四㊁计算题解:(１)由ｆ０＝１２πＬＣ可得Ｌ＝１４π２ｆ２０Ｃ＝１４ˑ３ １４２ˑ(３７ˑ１０６)２ˑ１０ˑ１０－１２＝１８ ５μＨ４１２(２)ＸＬ＝２πｆ０Ｌ＝２ˑ３ １０－６＝４ ３ｋΩＲ＝ＸＬＱ＝４３００５０＝８６ΩＩ１＝ＩＣｓｉｎφ１＝ＩＣˑＸＬＲ２＋Ｘ２Ｌ由于ＸＬ≫ＲʑＩｌʈＩＣ＝Ｉ０Ｑ＝１０ˑ５０＝５００ｍＡ第六章㊀三相交流电路ɦ６—１㊀三相交流电源㊀㊀一、填空题１.同㊀等㊀１２０ʎ㊀相序２.中性㊀中㊀星㊀相㊀端㊀火㊀中性㊀零㊀零㊀三相四线３.相㊀Ｕ㊀ ＵＶ㊀Ｕ㊀ ＶＷ㊀Ｕ㊀ ＷＵ㊀中性㊀Ｕ㊀ Ｕ㊀Ｕ㊀ Ｖ㊀Ｕ㊀ Ｗ㊀首㊀末㊀３㊀３０ʎ４.Ｅｍｓｉｎ(３１４ｔ－９０ʎ)㊀Ｅｍｓｉｎ(３１４ｔ＋１５０ʎ)５.专业保护㊀高压供电㊀低压动力６.(上)保护零线(ＰＥ)㊀(左)工作零线(Ｎ)㊀(右)相线(Ｌ)５１２二㊁判断题１.ˑ㊀２.ˑ㊀３.ɿ㊀４.ˑ㊀５.ˑ㊀６.ɿ三㊁选择题１.Ａ㊀２.Ａ㊀３.Ａ㊀４.Ｂ㊀５.Ｄ㊀６.Ｄ㊀７.Ｂ８.Ｃ四㊁问答与计算题１.答:能确定ꎮ方法一:用测电笔依次测四根线ꎬ测电笔不发光的为中线ꎬ其余为相线ꎮ方法二:用交流电压表测１线与其余三根线之间的电压ꎬ若三次结果一样都为２２０Ｖꎬ则１线为中线ꎬ２㊁３㊁４为相线ꎮ若两次为３８０Ｖꎬ一次为２２０Ｖꎬ则结果为２２０Ｖ的那次所接的(除１线)为中线ꎬ其余两次所接的线和１线都为相线ꎮ２.答:ｕＵ＝２２０２ｓｉｎ(ωｔ－６０ʎ)ＶｕＵＶ＝３８０２ｓｉｎ(ωｔ－３０ʎ)ＶｕＶ＝２２０２ｓｉｎ(ωｔ－１８０ʎ)ＶｕＶＷ＝３８０２ｓｉｎ(ωｔ－１５０ʎ)ＶｕＷ＝２２０２ｓｉｎ(ωｔ＋６０ʎ)ＶｕＷＵ＝３８０２ｓｉｎ(ωｔ＋９０ʎ)Ｖɦ６—２㊀三相负载的连接方式一㊁填空题㊀㊀１.３３㊀１㊀０６１２２.１㊀３３㊀滞后３０ʎ３.２２㊀６６４.３ＵＬＩＬｃｏｓФ㊀３ＵＬＩＬｓｉｎФ㊀㊀３ＵＬＩＬ５.Ｙ㊀Δ６.３３㊀３㊀３７.２２０Ｖ㊀１０Ａ８.３８０Ｖ㊀１０３３Ａ二㊁判断题１.ˑ㊀２.ɿ㊀３.ɿ㊀４.ˑ㊀５.ɿ㊀６.ˑ㊀７.ˑ８.ˑ三㊁选择题１.Ｃ㊀２.Ａ㊀３.Ｄ㊀４.Ｃ㊀５.Ｂ㊀６.Ａ四㊁计算题１.解:应接成ә形ꎬ如下图所示ꎮ７１２Ｐ＝ＵＩＩ＝ＰＵ＝６０２２０＝３１１ＡＩΔＰ＝２０Ｉ＝６０１１ＡＩΔＬ＝３ＩΔＰ＝３ˑ６１１＝９ ４５Ａ２.解:(１)ＵＹＰ＝３８０３＝２２０Ｖ㊀ＩＰ＝ＩＬ＝２２０２２＝１０Ａ(２)ＵΔＰ＝３８０Ｖ㊀ＩΔＰ＝３８０２２＝１０３ＡＩΔＬ＝３ＩΔＰ＝３ˑ１０３＝３０Ａ３.解:Ｚ＝Ｒ２＋Ｘ２Ｌ＝８２＋６２＝１０ΩＩ＝ＵΔＰＺ＝３８０１０＝３８ＡＩΔＬ＝３ＩΔＰ＝３ˑ３８＝６６ＡＰ＝３ＵＬＩＬｃｏｓφＰ＝３ˑ３８０ˑ６６ˑ０ ８＝３４ ７５ｋＷ五、分析与实验题１.２.答:(１)中线不可以安装熔断器和开关ꎮ(２)左边２盏白炽灯ꎬ额定电压只有２２０Ｖꎬ不可以连接在Ｌ１和Ｌ２之间ꎮ８１２(３)右边控制２盏灯的开关不应安装在中线一侧ꎬ安装原则应该是火线进开关ꎬ这样才能保证安全ꎮ３.答:４.答:能正常发光ꎮ５.答:每相两盏灯先并联ꎬ三相负载再采用三角形连接ꎮ９１２。
单相交流电路知识讲义
单相交流电路知识讲义什么是单相交流电路单相交流电路是指由单相交流电源供电的电路。
在单相交流电路中，电流和电压的方向是随时间变化的，呈现出正弦波形。
单相交流电路的元件单相交流电路由以下几个基本元件构成：1.电源：单相交流电路的电源一般为交流发电机，它产生的电压呈正弦波形，频率通常为50Hz或60Hz。
2.电阻：电阻是电流通过时产生的阻碍，用来消耗电能。
电阻的阻值单位为欧姆（Ω）。
3.电感：电感是由线圈构成的元件，当电流通过时，会产生磁场。
电感的单位为亨利（H）。
4.电容：电容是由两个导体之间隔着绝缘介质构成的元件，在电压变化时，能存储电能。
电容的单位为法拉（F）。
单相交流电路的基本特性1.相位差：在单相交流电路中，电流和电压的波形是正弦波，它们之间存在一个相位差。
相位差的大小决定了电路中电流和电压之间的关系。
2.电压和电流的大小：在单相交流电路中，电流和电压的大小是通过欧姆定律来计算的。
欧姆定律表示为U=IR，其中U代表电压，I代表电流，R代表电阻的阻值。
3.电能和功率：在单相交流电路中，电能是电压和电流的乘积，表示为P=UI。
功率表示为电能在单位时间内的转化速率，单位为瓦特（W）。
单相交流电路中的常见问题1.电阻、电感和电容的串联和并联：在单相交流电路中，电阻、电感和电容可以通过串联和并联的方式连接到电路中。
串联和并联的方式会改变电路中电阻、电感和电容的等效阻抗和等效电容。
2.交流电路的频率：单相交流电路的频率通常为50Hz或60Hz，这是交流发电机产生电压的频率。
频率的不同会影响到电路中电流和电压的波形和大小。
单相交流电路的应用单相交流电路广泛应用于家庭、商业和工业领域。
以下是单相交流电路的一些常见应用：1.家庭用电：家庭中的电灯、电视、冰箱、洗衣机等家电都是通过单相交流电路供电的。
2.商业用电：商场、办公楼中的照明、空调系统、电子设备等都需要通过单相交流电路供电。
3.工业用电：工厂中的机械设备、生产线都需要使用单相交流电路进行供电。
电工学-第3章交流电路
j ( ω t u )
]
+j
Um=√2 U
Um
U
2 Im[U e
= √2 Im[U = √2 Im[U]
j u
]
O
ψ ] u
+1
第 3 章 交 流 电 路
设正弦量 u U msin( ω t ψ ) 电压的有效值相量 用相量表示: 相量的模=正弦量的有效值 jψ
O
ψ
ωt1
ωt
正弦交流电可以用 一个固定矢量表示 最大值相量 Im 有效值相量 I
O
ωt2 +j I +1 Im ψ
大连理工大学电气工程系
11
第 3 章 交 流 电 路
一、复数的基础知识 1. 复数的表示方法
+j
几何法
b
ψ
p 模 a +1 辐角
O
Op = a + j b
= c (cosψ + j sinψ ) = c e jψ
瞬时值最大值
i Im
角频 初相位 率
ψ
O
ωt
最大值 角频率 初相位
正弦交流电的三要素
3
第 3 章 交 流 电 路
正弦交流电的波形:
i ψ = 0° i 0＜ψ＜180°
O
ωt
O ψ
ωt
i
－180°＜ψ ＜ 0°
i
ψ = ±180°
O ψ
ωt
O
ωt
4
第 3 章 交 流 电 路
一、交流电的周期、频率、角频率
u
2 I R sin (ω1t i )
U I 。 R
(1) 频率相同。 (2)大小关系:对电阻而言，电压有效值 与电阻有效值之间符合欧姆定律。 相位差 ： (3)相位关系 ：
电路第五版第三章ppt课件
a: -I1-I2+I3= 0
I1R1-I2R2+E2-E1=0 I3R3-E2+I2R2= 0
编辑版pppt
18
I1 R1 E1
a I2 R2 E2
b
I3
KVL
R3
I1R1-I2R2+E2-E1=0 I3R3-E2+I2R2= 0
I1R1-I2R2=E1-E2
I3R3+I2R2= E2
Rkk: 自电阻(为正) ，k =1 , 2 , , l
Rjk: 互电阻
+ : 流过互阻的两个回路电流方向相同 - : 流过互阻的两个回路电流方向相反
0 : 无关
网孔电流法：对平面电路，若以网孔为独立回路， 此时回路电流也称为网孔电流，对应 的分析方法称为网孔电流法。
编辑版pppt
27
例1 用回路法求各支路电流。
- R2il1+ (R2 +R3) il2 =uS2
R21 il1+R22 il2= uSl2
编辑版pppt
25
推广到 l 个回路
R11il1+R12il2+ …+R1l ill=uSl1
R21il1+R22il2+ …+R2l ill=uSl2 …
其中
Rl1il1+Rl2il2+ …+Rll ill=uSll
R5
iR出= iS入
0
i1+i2+i3+i4=iS1-iS2+iS3
-i3-i4+i5=-iS3
例
iS3 un1 1 i3
un2 R3 2
电工基础(第五版)习题册参考答案
电工基础(第五版)习题册参考答案电工基础(第五版)习题册参考答案第一章：电工基础知识1. 电工所需基础知识题目：第五版电工基础习题册参考答案作者：[你的名字]在电工领域，掌握基础知识是建立深厚技能的关键。
本章将介绍习题册中涉及的电工基础知识，帮助读者更好地理解和解决实际问题。
1.1 电荷与电流电荷是构成电流的基本单位，其在导体中的流动形成了电流。
电荷的基本单位是库仑（C），电流的基本单位是安培（A）。
电流的方向由正电流和负电流来表示，正电流表示电子流动方向与整个电路的方向一致，负电流则相反。
1.2 电压与电阻电压是电力源提供的电位差，决定了电荷在电路中流动的推动力。
电压的基本单位是伏特（V），常用的电压电源有直流电源和交流电源。
电阻用欧姆（Ω）来表示，它是电阻对电流产生的阻碍效果。
1.3 电功与功率电功表示电路中电能的转化和传输，其计算公式为P=VI，其中P 代表功率，V代表电压，I代表电流。
功率的单位是瓦特（W）。
第二章：直流电路2.1 基本电路元件直流电路中常用的基本元件有电阻、电容和电感。
电阻用于控制电流，电容用于储存电荷，电感用于储存磁能。
2.2 欧姆定律欧姆定律是直流电路中最基本的定律，表明电流与电压和电阻之间的关系。
该定律表述为I=V/R，其中I代表电流，V代表电压，R代表电阻。
2.3 网络定理直流电路中，网络定理是分析电路的有效工具。
其中，基尔霍夫定律用于分析电流和电压的分布，戴维南定理用于简化电路中的复杂分支。
第三章：交流电路3.1 交流电流与交流电压交流电路中的电流和电压是随时间变化的。
交流电流的频率用赫兹（Hz）来表示，一般为50Hz或60Hz。
交流电压的峰值和有效值是常用的电压表示方式。
3.2 交流电路分析方法交流电路分析采用复数分析的方法。
复数形式将交流电路中的相位和幅值统一起来，便于计算和分析。
3.3 三相交流电路三相交流电路是工业中常用的电路形式。
利用三相电源可以提供更大的功率输出，并且更加稳定。
(简洁版)电工学-第3章交流电路-70页文档资料
i
ψ = ±180°
O
ωt
O
ωt
ψ
一、交流电的周期、频率、角频率
i
2π
O
ωt
T
周期 T ：变化一周所需要的时间（s）。
频率 f ：1s 内变化的周数（Hz）。
f
=
1 T
角频率ω ： 正弦量 1s 内变化的弧度数。
ω = 2πf
=
2π T
(rad/s)
常见的频率值
各国电网频率：中国和欧洲国家 50 Hz， 美国 、日本 60 Hz
解： =ψu －ψi =－60o －150o =－210o
－210o i, u
究竟谁超前？
u 滞后于 i 210o
O
ωt
－210o
150o
150o
u 超前于 i 150o
规定 ≤
＞0 —— u 超前于 i ; ＝0 —— u 与 i 同相位; ＜0 —— u 滞后于 i ; ＝±π—— u 与 i 反相（相位相反）。
3.2 正弦电量的相量表示法
问题 同频率正弦电量之间的运算，是用函数表达 式呢？还是用波形呢？ 例如：i = 3sin (314 t＋45o )＋5sin (314 t－70o )
Im
复数平面
ω
实
轴0
Re O
ωt
虚轴
Amsin(ωt＋ψ)
旋转矢量 正弦量
一、相量的定义
旋转矢量
固定矢量
正弦量
Im
bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
=
c1 c2
ψ1－ψ2
由于： e±j90 = 1 ±90 =±j
则
j I = I e j90 = I ejψ ·ej90 = I e j(ψ + 90 )
电工学第3章 单相正弦交流电路
由式
可知
阻抗三角形
感性电路 容性电路 电阻性电路
例3-4 如下图a所示的RLC串联交流电路中，
已知: R 40Ω, L 233mH,C 80μ F ，电路
两端的电压 u 220 2 sin 314 t V
试求:(1)电流相量 ;(2) 各元件电压相量及瞬时表达 式；(3) 作出相量图。
5.熟练掌握计算正弦交流电路的相量图法和相量 解析法，会画相量图；
6. 理解有功功率、无功功率和视在功率的概念并 掌握其计算方法，理解提高功率因数的意义并掌 握其方法；
7.了解串、并联谐振的条件及特征； 8.了解非正弦周期交流电路的分析； 9.了解Multisim7在正弦交流电路中的应用。
(3)其相量图如右图所示，
本题结果表明：U UR UL UC，这是由于各元件 电压初相位不同之故，也是交流电与直流电最大 的区别之一。由相量图可看出，电路总电压有效 值 U 与电阻、电感、电容上三个电压的有效 值 U R 、U L 、UC 之间的关系为
U
U
2 R
(U L
UC
)2
二、两个复阻抗串联
并说明原因。
解： 采用相量运算，现将 i1 和 i2用它们的最大值相量表示，即
g
I1m 2060o A
g
I 2m 10 45o A
则总电流
gg g
Im I1m I 2m (2060o 10 45o)A (10 j17.3 7.07 j7.07)A (17.07 j10.23)A 19.930.9o A
直流
则有
（均方根值）
当
时，
Ｉ Im 2
把正弦电流有效值的概念推广到正弦电压和正弦 电动势，同样可以得到
技校电工学第五版第三章 单相交流电路(优.选)
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)。
电路-高等教育出版社-第五版-电路第三章
R3 2
3
2 i2 i3 i4 0
R1 i1 34
R5 i5
3 i4 i5 i6 0
取网孔为独立回路，沿顺时
i6 针方向绕行列KVL写方程:
R6
+
uS
– 回路1
u2 u3 u1 0
回路2 u4 u5 u3 0
回路3 u1 u5 u6 0
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这一步可
回路1 u2 u3 u1 0
1 1 1 Δ 7 11 0 203
0 11 7
0 1 1 Δ1 64 11 0 1218
6 11 7 1 0 1 Δ2 7 64 0 406 0 67
P6 2 6 12W
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例2 列写支路电流方程.(电路中含有理想电流源）
解1 (1) n–1=1个KCL方程：
结点a： –I1–I2+I3=0
返回 上页 下页
（2）支路电流法的特点：
支路法列写的是 KCL和KVL方程， 所以方程
列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不
多的情况下使用。
例1 求各支路电流及各电压源发出的功率。
a
解 ① n–1=1个KCL方程：
I1 +
70V –
7 I2 11 +
61V
2
–
b
I3 结点a： –I1–I2+I3=0
① 先将受控源看作独立源列方程；
②将控制量用未知量表示，并代入①中所列的方程， 消去中间变量。
返回 上页 下页
3.4 网孔电流法
1.网孔电流法
以沿网孔连续流动的假想电流为未知量列 写电路方程分析电路的方法称网孔电流法。它仅 适用于平面电路。 基本思想
《电工基础课件》劳动版(第五版)第三章
根据欧姆定律和电路的连接方式，可以计算出电路中各点的电位。在计算过程中，需要注意电路中的串并联关系和电阻的分压作用。
电位的计算
PART 02
CATALOGUE
简单直流电路分析方法
电阻串联分压原理
串联电路中的电流在串联电路中，各电阻中的电流相等，即I1=I2=…=In。串联电路中的电压电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和，即U=U1+U2+…+Un。串联电阻的分压作用串联电路中，各电阻两端的电压与其电阻值成正比，即Ui/Ri=U/R。
二阶RLC暂态过程分析
二阶RLC串联电路
当电阻、电感和电容串联接入电路时，构成二阶RLC串联电路。在此电路中，电压和电流的变化规律比一阶电路更为复杂。
振荡与阻尼
二阶RLC电路中的电压和电流可能会产生振荡现象，振荡的频率和幅度取决于电路元件的参数。同时，电阻的存在会对振荡产生阻尼作用，使振荡幅度逐渐减小并趋于稳定。
欧姆定律的应用
欧姆定律
电源与负载
电源是将其他形式的能转换成电能的装置。在电路中，电源提供电能，维持电路中有持续的电流。电源负载是电路中的用电设备，它将电能转换成其他形式的能。在电路中，负载消耗电能。负载
电路中各点电位计算
电位是相对于参考点的电压。在电路中，通常选择某一点作为参考点，其他各点的电位就是该点与参考点之间的电压。
Contents.
PART 01
CATALOGUE
直流电路基本概念与定律
电流、电压和电阻
电流
电荷的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度来衡量，其单位是安培（A）。
电压
电压是衡量电场力做功的物理量。在电场中，电荷移动时电场力所做的功与移动路径无关，只与起始和终了位置有关，这个功叫做电压。电压的单位是伏特（V）。
职业中专电工电子第三单元 交流电路
职业中专电工电子第三单元交流电路第三单元交流电路第一节正弦交流电路基础知识检测：1、正弦交流电是指按___________________________________规律变化的电流、电压和电动势。
2、正弦交流电动势是由______________________________产生的，其产生原理遵循___________________。
3、正弦交流电按正弦规律变化，每完成一个循环所需要的时间叫____________，用符号________表示，单位是________。
4、正弦交流电在1s内完成的_________数称为频率，用符号________表示，单位是________。
5、在我国电力系统中，国家国定动力和照明交流电的标准频率为________Hz，习惯上称为_________，周期_________s。
6、正弦交流电变化时出现的______________叫最大值；有效值是根据交流电的_____________定义的。
一交流电流和一直流电流分别通过同一_____________，如果在的时间内产生的____________相等，则此直流电的数值称为该交流电的有效值，根据理论计算，正弦量的有效值是最大值的__________倍。
用交流电工仪表测量出来的电流、电压一般是指____________值；大多数电器产品铭牌上标注的额定电压、额定电流也都是指_________值。
7、正弦交流电的相位角，简称__________，它能够反映出在_____________正弦交流电的值，确定正弦交流电的状态；而t=0时的相位叫______________，它反映了正弦量在____________的状态。
初相位可以为正、为负，也可以是零，但规定其绝对值不大于_________；两个同频率正弦量的相位之差叫做_____________，频率相同的交流电的相位差等于它们的_________________之差，因此，相位差在任何瞬间都是一个_________________。
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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.60HzB.50HzC.100HzD.80Hz3．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.0.5AB.1.414AC.1AD.2A4．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)V5．已知两个正弦量为u 1=lOsin(314t-90°)A ，μ2=lOsin(628t-30°)A ，则(D )。
A ．u 1比u 2超前60°B ．u 1比u 2滞后60°C ．u 1比u 2超前90°D ．不能判断相位差6．如图3-3所示相量图中，交流电压u 1和u 2的相位关系是(A )。
A ．u 1比u 2超前75°B ．u 1比u 2滞后75°C ．u 1比u 2超前30°D ．无法确定四、简答题1．让8A 的直流电流和最大值为10A 的交流电流分别通过阻值相同的电阻，问：相同时间内，哪个电阻发热量最大？为什么？答：直流电I=8A ，最大值10A 的交流电的有效值为：)(07.7210A I ,所以通过8A 直流电的电阻发热量大。
2．有两个交流电，它们的电压瞬时值分别为：μ1=20sin （314t+π/6）V ，μ2=537sin （314t+π/2）V ，求它们的相位差，并指出它们的相位关系。
答：u 1与u 2的相位差为π/6-π/2=-π/3。
u 1滞后u 2π/3°或u 2超前u 1π/3。
五、计算题1．如图3-4所示是一个按正弦规律变化的交流电流的波形图，试根据波形图指出它的周期、频率、角频率、初相、有效值，并写出它的解析式。
解：T=0.2S f=1/T=1/0.2=5Hz ω=2πf=2×3.14×5=31.4rad/sΦ=π/2 I=10/2=52（A ）i=10sin （10πt+π/2）（A ）2．已知一正弦电动势的最大值为220V ，频率为50Hz ，初相位为30°，试写出此电动势的解析式，绘出波形图，并求出t=0.Ols 时的电压瞬时值。
解：e=220sin （314t+30°）（V ）T=0.01s 时 e=220sin （314×0.01+30°）=220sin210°=220×（-0.5）=-110（V ）3．已知正弦交流电流μ1=62sin(100πt+90°)V ，μ2=82sin(100πt)V ，在同一坐标上画出其相量图，并计算：(1)u 1+u 2；(2)u 1-u 2。
解：))(37100sin(210)37100sin(2100)2826arctan 100sin()28()26(2221V u u ))(143100sin(210)143100sin(2100))2826arctan 180(100sin()28()26(2221V u u§3-2 纯电阻交流电路一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间关系为R=U/I ，电压与电流在相位上的关系为同相。
2．在纯电阻电路中，电流与电压的值最大值、有效值、瞬时值都符合欧姆定律。
3．在纯电阻电路中，已知端电压μ=311sin(314t+30°)V ，其中R=lOOO Ω，那么电流i=0.311sin(314t+30°)A ，电压与电流的相位差φ=0°，电阻上消耗的功率P=48.3605W 。
4．平均功率是指电阻在交流电一个周期内消耗的功率的平均值，平均功率又叫做有功功率。
二、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是(B)。
A ．I m =U/R B.I=U/R C.i=U/R D ．i=U m /R2.4个接220V 交流的用电器，通电时间相同，则消耗电能最多的是(C )。
A ．正常发光的额定功率为100W 的灯泡B ．电流最大值为0.6A 的电熨斗C ．每秒发热160J 的电热器D ．额定电流I=0.5A 的电烙铁三、计算题1．如图3-5所示电路中，若交流电的最大值为28.28V ，电阻为200Ω，试确定图中电压表和电流表的读数。
解：)(20414.128.282V U U m )(1.020020A RU I 2．一个“220V ，500W ”的电炉接在220V 、50Hz 的正弦交流电源上，求：(1)电炉丝的电阻是多少？(2)通过这个电炉的电流是多少？写出电流瞬时表达式。
(3)设电炉每天使用1h ，问每月（30天）消耗多少度电。
解：（1）R=U 2/P=2202/500=96.8（Ω）（2）I=U/R=220/96.8≈2.27（A ）i=2.272sin （314t ）（A ）（3）W=Pt=500×1×30=15（Kw ·h ）=15度3．一个“220V ，25W ”的灯泡接在μ=2202 sin （314t+60°)V 的电源上，试求：(1)灯泡的工作电阻；(2)电流的瞬时值表达式；(3)作出电压、电流的相量图。
解：（1）R=U 2/P=2202/25=1936（Ω）（2）I=U/R=220/1936≈0.11（A ）i=0.112sin （314t+60°）（A ）（3）相量图60°?Ｉ?Ｕ§3-3 纯电感交流电路一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．电感对交流电的阻碍作用称为感抗，感抗与频率成正比，其值X L=2πfL （或=ωL），单位是欧姆（Ω）；若线圈的电感为0.6H，把线圈接在频率为50Hz的交流电路中，XL=188.4Ω。
2．电感对交流电的阻碍作用可简单概括为通直流，阻交流，通低频，阻高频，因此，电感元件也被称为低通元件。
3．纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为I=U/X L，电压与电流在相位上的关系为电压超前电流90°。
4．纯电感正弦交流电路中，有功功率P=0W，无功功率Q L与电流I、电压U L、感抗X L的关系为：Q L=I2X L=U L2/X L=U L I。
5．一个纯电感线圈若接在直流电源上，其感抗XL=0Ω，电路相当于短路。
6．在正弦交流电路中，已知流过电感元件的电流I=10A，电压μ=202sin(100t)V，则电流i=102 sin(100t-90°)A，感抗X L=2Ω，电感L=0.02H，无功功率Q L=200var。
一、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．在同一交流电压作用下，电感L变大，电感中的电流将(B)。
A．不变B．变小C．变大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(A)。
A.30°B.60°C.90°D.120°3．把L=10mH的纯电感线圈接到μ=141sin(100t-60°)V的电源上，线圈中通过电流的表达式为(B)。
A.i=lOOsin(100t-150°)AB.i=141sin(100t-150°)AC.i=141sin(100t-30°)A三、简答和计算题1．纯电感电路中U/I=X L,Um/Im=X L，为什么u/i≠X L?答：因为u和i的初相角不同。
2．已知一个电感线圈通过50Hz的电流时，其感抗为10Ω，电压和电流的相位差为90°，试问：当频率升高至500Hz时，其感抗是多少？电压与电流的相位差又是多少？答：因为X L=2πfL感抗与频率成正比，频率升高10，则感抗增加10倍为100Ω。
电压与电流的相位差为90°。
3．有一个L=0.5H的电感线圈接在μ=2202 sin(314t+60°)V的交流电源上，试求：(1)线圈的感抗；(2)电流的大小；(3)电路的无功功率；(4)电压、电流的相量图。
解：（1）X L=ωL=314×0.5=157（Ω）（2）i=（2202）/157 sin(314t+60°-90°)=1.42 sin(314t-30°)（A ）（3）QL=UL I=220×1.4=308（var ）（4）相量图60°?Ｉ?Ｕ§3-4纯电容交流电路一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．纯电容交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为I=U C /X C ，电压与电流在相位上的关系为电压滞后电流90°（或电流超前电压90°）。