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

一、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 ）。

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。

5．有效值与最大值之间的关系为有效值=最大值2

，有效值与平均值之间的关系为有效值=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-π4 )A ，则该交流电的最大值为1A ，有效值为 2 2 A ，频率为50HZ ，周期为0.02S ，初相位为-π4

。 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。

二、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。 ( × )

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i 0 =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 ．2

3．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 。

A ．u=10sin (ωt-π2 )

B ．u=-10sin (ωt-π2

) C ．u=10sin (ωt+π)

-10

图5-1

4．已知u 1=20sin sin (314t+π6 )V ，u 2=40sin (314t-π3

)V ，则( C )。 A ．Ul 比U2超前300 B ．Ul 比U2滞后300

C ．Ul 比U2超前900

D ．不能判断相位差

5．已知i 1=10sin (314t-900)A,i 2=10sin(628t-300)A,则( D )。

A ．i1比i2超前600

B ．i1比i2滞后600

C ．i ，比/。超前900

D ．不能判断相位差 四、问答题

1．让8A 的直流电流和最大值为10 A 的交流电流分别通过阻值相同的电阻，在相同时间内，哪个电阻发热最大？为什么？

答：8A 的直流电流发热最大，因为10 A 的交流电流的有效值为10/ 2 =7.07A<8A 。

2．一个电容器只能承受1000 V 的直流电压，能否将它接到有效值为1000 V 的交流电路中使用？为什么？

答：不能。因为有效值为1000 V 的交流电的最大值为：1000 2 =1414.2V>1000V ，会击穿。

3．有三个交流电，它们的电压瞬时值分别为u 1=311sin 314t V, u 2=537sin (314t+π2

)V ，u 3=156sin (314t-π2

)V 。 (1)这三个交流电有哪些不同之处？又有哪些共同之处？

(2)在同一坐标平面内画出它们的正弦曲线。

(3)指出它们的相位关系。

答：(1)这三个交流电有最大值、初相位不同。频率相同。

(3)指出它们的相位关系。u 2超前u 1为90°，u 3滞后u 1为90°。

五、实验题

1．手电钻的电源是单相交流电，为什么用三根导线？它们各有什么作用？

答：手电钻的电源是单相交流电，它用了一根相线，一根零线，一根地线。相线和零线构成用电回路，保障手电钻的正常工作。地线为保护接地，保障用电安全。

2．某用户将电冰箱的三芯插头接粗脚的导线与一根接细脚的导线连接起来，通电后，发现冰箱带电，这是为什么？

答：三芯插头粗脚为接地脚，若与相线相接，则送电后，若插座有接地线，则直接短路；若插座没有地线，则冰箱外壳直接带有220V电压；若和零线相连，则冰箱送电后，通过用电器使冰箱外壳带电。

六、计算题

1．图5-2所示为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：由图可见:T=0.2S

f=1/T=5Hz

ω=2πf

=2×3.14×5=31.4rad/s

φ0=90°I m=10A

I=Im/ 2 =10/ 2 =7.07A

∴i=10sin(31.4t+90°)A

答：它的周期为0.2S、频率为5Hz、角频率31.4rad/s、初相为90°、有效值为7.07A，它的解析式为：i=10sin(31.4t+90°)A。

2．已知一正弦电动势的最大值为220 V，频率为50 Hz，初相位为300，试写出此电动势的解析式，绘出波形图，并求出t=0. 0l s时的瞬时值。

解：此电动势的解析式为：e=220sin(314t+30°)V

t=0. 0l s时的瞬时值

e=220sin(314×0.01+30°)= 220sin(3.14+30°)= 220sin(π+30°)=-110（V）

答：此电动势的解析式e=220sin(314t+30°)V，t=0. 0l s时的瞬时值为-110V。

3．某正弦交流电的最大值为100 mA，频率为50 Hz，初相角为零，求：(1)电流在经过零值

后多长时间才能达到50 mA?(2)电流在经过零值后多长时间达到最大值？