电控1531假期作业(交流电)

交流电一、 填空题第1题图1.i1与i2为同频率的正弦电流，其幅值分别为10 A和10 A，它们的波形如图所示，则i1_，i2_。2.已知电压，电流，则= ,= 。3.已知两个正弦交流电i130sintA，i240sin（t+90o）A，其相量形式= ，= ，相量和=+= ，瞬时值之和i = 。 4.已知同频率的两个正弦量I1、I1，若I15 A，I16 A，则|I1I2|最大为_A，最小为_A。5.正弦量e120sin(314t45)V和e210sin(314t30)V，则E1_V，E2_V，周期T_s，e1和e2的相位差_。6.两个同频率正弦交流电的相位差，在任何瞬间都是_。7.用复数表示正弦量时，复数的模表示正弦量的_，复数的辐角表示正弦量的_。8.交流电的波形如图所示，则周期T _ms，初相0 _。9.在如图所示电路中，i14sin(t30)A，i23sin(t60)A，电流表A的读数为_A。第8题图第9题图10.工频正弦交流电压U的波形如图所示，则该电压的瞬时值表达式u_V，电压第一次出现最大值所需的时间t_s。11.如图正弦交流电流I的波形图，则该电流的解析式i_。第10题图第11题图二、 判断题1.最大值能表示交流电变化快慢。()2.日常用的220 V和380 V交流电压是指最大值。()3.交流电的最大值是对应的有效值的倍。()4.两个交流电压的相位差12240，则称u1超前u2240。()5.频率不同的交流电可同时用解析式表达出来，也可在同一相量图中画出。()6.两个正弦交流电正交，就是指它们的相位差为。()7.初相位是反映起始时刻交流电取值和变化趋势的物理量。()8.任何周期性变化的电压、电流，其最大值与有效值关系都是倍的关系。()9.正弦量的初相位与时间的起点有关，而相位差与时间的起点无关。()三、 选择题1.下列各组物理量中，属于正弦交流电三要素的是() A.有效值、周期、相位差 B.最大值、角频率、初相位 C.瞬时值、周期、初相位 D.瞬时值、频率、相位2.i1和i2是两个同频率的正弦交流电，I13 A，I24 A。当I1I2的有效值为5 A时，则i1与i2之间的相位差是() A.0 B.45 C.90 D.1803.已知正弦交流电u7sin(20t5)V，isin(30t20)A，它们的相位差是() A.25 B.25 C.0 D.无相位差可言4.在如图中，电压的瞬时值表达式为()第4题图 A.u10sin(50t)V B.u10sin(50t)V C.u10sin(100t)V D.u10sin(100t)V5.有一正弦交流电流i282sin(314t60)A，则正确的相量表达式为() A. 282sin(314t60)200A B. 200ej60200A C. 200ej30282sin(314t60)A D. 282ej60282A6.已知一正弦交流电流，当t0时值I01A，初相位为30，则这个正弦交流电的有效值为() A.0.5 A B.1.414 A C.1 A D.2 A7.交流电的解析式为i4sin(10t) A，当它通过2 的电阻时，电阻上消耗的功率为() A.32 W B.8 W C.16 W D.4 W8.设两电流分别为i15cosA，i24cosA, 则i1对i2的相位差为() A.超前 rad B.滞后 rad C.滞后 rad D.超前 rad9.一只空心线圈，分别通过等量的直流电流和交流电流时，严格地说线圈发热情况的是() A.通过交流电流时发热快 B.通过直流电流时发热快 C.通过直流电流和交流时发热一样快 D.通过交流电流时不发热四、 计算题1.如图所示为两个同频率的正弦交流电压u1、u2的波形，问u1、u2用解析式各应如何表示？第1题图2.已知i15sin(t45)A, i25sin(t135)A，求：(1)ii1i2；(2)ii1i2。一、 填空题1.在RLC串联正弦交流电路中，当XL_XC时，电路呈感性；当XL_XC时，电路呈容性；当XL_XC时，电路发生谐振。2.在RLC串联正弦交流电路中，已知电阻R8，感抗XL14，容抗XC8，则总阻抗|Z|_，总电压_电流的相位差_；如果电压u100sin(314t60)V，则电流i_A，电阻上电压uR_V，电感上电压uL_V，电容上电压uC_V。3.如图所示，S打开和闭合时，A的读数不变。则S闭合时，A的读数为_，I_，C_。第3题图第4题图4.如图所示，V1读数为18V，V2的读数为8V，V3的读数8V，则V4的读数为_V，V的读数为_V。5.如图所示U280 V，f1 kHz，L10 mH，欲将输出电压超前输入电压30，则R_。第5题图第6题图6.如图所示电路中，ui220sin314tV，XC10，uo滞后ui30角，则R_、Uo _V。二、 判断题1.在RL串联电路中，电阻上电压为16V，电感上电压为12V，则总电压为28 V。()2.对于RL串联正弦交流电路，电路的性质一定为电感性。()3.RLC串联电路，若RL，则电容两端电压Uc小于电阻两端电压UR。()4.在RLC串联电路中，各元件上电压都不会大于总电压。()5.在RLC串联电路中，感抗和容抗的数值越大，电路中的电流就越小，电压和电流的相位差就越大。()6.在RC串联正弦交流电路中，若串上电感L后电路中电流不变，说明L0。()7.增大RLC串联电路的电阻，功率因数会变大。()8.在RL串联电路中，U不变，周期越长交流电变化越慢，电阻消耗的功率越小 。()三、 选择题1.已知RLC串联电路中，两端总电压U15 V, UR12 V, UC6 V，则电感器两端电压是() A.9 V B.3 V C.12 V D.15 V2.如图所示的几种移相电路中，u0超前ui的电路是()3.如图所示，电热丝的电阻R1R2R3，另R1R，现要使R2发热更快，可以() A.使U增加 B.使R减少 C.使f增加 D.使f减少第3题图第4题图4.如图所示电路中，已知XCXL B.XCXL C.电感已开路或XCXC D.电感已短路2.如图所示正弦交流电路中，若II1I2，则R1、C1、R2、C2之间应满足的关系() A.C1C2，R1R2 B.R1C1R2C2 C.R1C2R2C1 D.R1R2，C1C2第2题图第3题图3.如图所示电路，端电压Uu，电流Ii，则它们的相位差ui() A.arctan B.arctan C.arctan D.arctan4.在RLC并联电路中，电阻R增大时，其影响是() A.谐振频率增加 B.功率因数变大 C.电路总电流减小 D.电路总电流增大5.如图所示，L1R1支路的功率因数是cos1；L2和R2支路的功率因数是cos2，且cos1 cos2，则整个电路的功率因数cos是() A.coscos1cos2 B.cos1 cos2 cos C.cos1 coscos2 D.cos cos2第5题图第6题图6. 如图所示RC选频网络，当UU1U2时，角频率与参数应满足() A.1/RC B.RC C. D.1/7.如图所示正弦交流电路，已知I10 A，IR8 A。则IC为() A.2 A B.6 A C.12 A D.18 A第7题图第8题图8.电路如图所示，已知R1XL，R2 XC 。则电路的总电压U为() A.6 V B.8 V C.10 V D.14 V四、 计算题1.已知在RLC并联电路中，R=4，XL=3，电阻上的电流IR=3A，电路的总电流是5A，电路呈容性，求容抗XC。2.如图所示，已知R=50，C=63.6uF，A，求ic、i 。第2题图一、 填空题1.如图所示电路中，若U1U2U35 V，则U_。第1题图2.当RLC串联电路发生谐振时，若激励电压值一定，则其电流最_。3.在谐振电路中，可以通过增大品质因数，以提高电路的_；但若品质因数过大，就使_变窄了，接收的信号就容易失真。4.RLC串联谐振电路I0220 mA，信号源电动势E2 V，f01 MHz，UL120 V，则R_ ，C_，品质因数Q_。第5题图5.如图所示，XLXC，U25 V，则电压UAB_ V，UBC_ V。6.RLC串联谐振电路中：(1)当电源频率大于谐振频率0时，电路是_性。(2)当0时，电路是_性。(3)当0时，电路是_性。7.如图所示，正弦交流电路中若C2，有效值I14 A，I23 A，则总电流有效值为_，电路呈_性。第7题图第8题图8.如图所示谐振电路中，电容C250pF，电感L1mH，电阻R1400，R2100 ，则电路的谐振频率为_，谐振时a、b间等效阻抗为_。二、 判断题1.串联谐振时，谐振电流最小，阻抗最大。()2.在RLC串联谐振电路中，电阻与感抗的差值越大，则其品质因数越高。()3.只有在纯电阻电路中，端电压与电流的相位差才为零。()4.如图所示RXLXC，U10 V，则U1、U2的值分别为10 V、0 V。()第4题图5.RLC串联电路发生谐振时，电感上电压和电容上电压总是较总电压小Q倍。()6.串联谐振又称电流谐振，线圈的电阻越小，电路的品质因数越高。()7.串联谐振电路作为选频电路时，品质因数越大，通频带越宽，选择性越好，信号失真越小。()三、 选择题1.要使RLC串联电路的谐振频率增大，采用的方法是() A.在线圈中插入铁心 B.增加线圈的匝数 C.增加电容器两极板的正对面积 D.增加电容器两极板间的距离2.图中，已知电压表V1 和V2 的读数均为10 V，则电压表V 的读数为() A.0 V B.10 V C.14 V D.20 V第2题图第3题图3.电路如图所示，在RLC串联谐振中，调高频率f，同时使开关S闭合，闭合前后电压表的读数不变，则() A.电路重新发生谐振 B.电容被击穿 C.XC2XL D.XL2XC第4题图4.电路如图所示，在开关S断开时，谐振频率为f0，在开关S合上后，电路的谐振频率为() A.2f0 B.f0 C.f0 D.f05.如图所示正弦交流电路中，若UU1U2则有() A.Z1Z2 B.i与u同相 C.|Z|Z1|Z2| D.Z1与Z2一定为电阻性负载第5题图第6题图6.如图所示交流电路中，开关S合上前，电路处于谐振状态。现合上开关S，则电压表的读数将() A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大然后回到原状7.在RLC串联电路发生谐振时，下列说法中正确的是() A.Q值越大，通频带越宽，选择性越好 B.总电压是电容两端电压的Q倍 C.电路的电抗为零，则感抗和容抗也为零 D.总阻抗最小，总电流最大。8.如图所示电路中，已知：u30sin(2t45)V，i5sin(2t45)A，则N是() A.电阻和电容构成的容性元件 B.纯电容元件 C.电阻和电感构成的感性元件 D.纯电感元件第8题图第9题图9.如图所示，电感L12 mH，L28 mH，已知L1和L2全耦合，当电路中开关S合在3、4位置时，谐振频率为f0，在开关S合在5、6位置时，电路的谐振频率为() A. f0 B.f0 C.2f0 D.3f0四、 计算题1.某一RLC串联电路，已知R=40，L=40mH，C=0.25F，求电路发生谐振时的谐振频率和品质因数。2.在如图所示RLC串联谐振电路中， 已知10V，问：电路的谐振角频率o _rad/s；电路谐振时的电流Io _A；电路的品质因数Q _；谐振时电容上的电压UC _V；画出、L、C的相量图。第2题图3.RL串联电路中，已知R=XL=XC=20欧，电源电压V，求该电路的总电流i。【例1】一个电阻为R15 的线圈，其品质因数为100，与电容接成并联谐振电路，如再并一个R250 k的电阻，电路如下图所示，问整个电路的品质因数为多少？【分析】掌握并联谐振品质因数的公式。【解】并电阻R2前：因为Q1100，所以0L100R1500 由于Q1100所以0LE0L500 RE5104并电阻R2后则电路的等效电阻R2.5104 整个电路的品质因数Q250【名师点拨】本题的解题关键是如何利用近似条件(Q11)求得电路的等效电阻。【例2】正弦交流电路如图所示，已知R110 ， R21 k， C10 F，电路谐振时的角频率0103Rad/s，电源电压有效值Us100 V。试求电感L和电压U12。【分析】谐振时整个电路呈阻性，也就是复阻抗的虚部为0。【解】相量电路如下图(a)所示。(a)等效阻抗ZR1jL10jL10j当L0时，电路发生谐振故L0.099 H设S1000 V谐振时等效阻抗Z1020 所以50 A，12I497.584.29 V。【名师点拨】本题的解题关键是利用电路谐振时电路的总复阻抗的虚部为零的条件。【例3】电感线圈与电容器构成的LC并联电路，已知电源电压U50 V, R10 ， L80 H, C320 PF，调节电源频率，使电路电流最小，求|Z0|, I0, Q。【分析】根据题目的意思我们知道电路处于谐振状态，由LC并联谐振特点可知|Z0|，从而求出I0，Q。【解】根据题意可知|Z0|25 kI02103 A06.25106 Rad/sQ50【名师点拨】在RLC正弦交流电路中，当电路中出现电流最大或最小、电感或电容两端电压是总电压的Q倍、电阻两端电压与总电压相等、电感或电容上电流是总电流的Q倍、电路呈电阻性、总电压与总电流同相等提示性语言，说明电路处于谐振状态。 巩固练习一、 填空题1.图中，电流表的读数10 A，则电流表的读数_。第1题图第2题图2.如图所示电路中，已知电流I和电路参数，当L时，那么U_，IC/IL_，I1_。3.如图所示，当电路发生谐振时，总阻抗_；若R0，则_。第3题图第4题图4.电路如图所示，已知R 10 ，XCXL5 ，电流表的读数为6 A，则电流表的读数为_，的读数为_。5.如图所示电路中，已知R2 ，XL2 ，总功率因数为1，则XC_。第5题图第6题图6.如图所示电路中，当电源频率f大于电路谐振频率f0时，电路呈_性；当ff0时，电路呈_性。7.如图所示电路，I1I210 A，U100 V，当U和I同相时，RXL _，XC_。8. 如图所示电路中，电压表V 读数为_V。第7题图第8题图二、 判断题1.对于RLC并联电路，当电源频率低于谐振频率时，电路呈感性。()2.在RLC并联谐振电路中，电路的品质因数越高，电路的通频带越宽。()3.电感线圈和电容器并联的电路发生谐振时，支路电流有可能大于电路总电流。()4.单相交流电路中，在电感线圈两端并联一电容后，电路仍为感性。()三、 选择题1.在RLC并联谐振电路中，当电阻R增大，其影响是() A.谐振频率升高 B.电路总电流增大 C.谐振频率降低 D.电路总电流减小第2题图2.如图所示处于谐振状态的电路，如果将a、b两点短路，则() A.电路谐振频率不变 B.电路的阻抗不变 C.IL与IC的相位相反 D.I第3题图3.如图所示正弦电路中，RXL5，UABUBC，且电路处于谐振状态，其阻抗Z为() A.(2.5j2.5) B.(2.5j2.5) C.5450 D.(5j5)4.在RLC并联正弦交流电路中，当外加电源的频率为f时，电路发生谐振；若保持外加电压不变，而频率减小时，电路中的电流将() A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定5.如果某信号源内阻较低，应选_与之相匹配。() A.RLC并联谐振电路 B.RLC串联谐振电路 C.LC并联谐振电路 D.三种都可以6.实际电感线圈和电容器并联的电路发生谐振时，其特点是() A.电路的总阻抗|Z0|L/RC最大，总电流I0U/|Z0|最小，电路呈电阻性，支路电流是总电流的Q倍 B.电路的总阻抗|Z0|R最小，总电流I0U/R最大，电路是电阻性，总电流是支路电流的Q倍 C.电路的总阻抗Z0Rj(XLXC)，总电流I0U/第7题图 D.电路总阻抗|Z0|RC/L最小，总电流I0U/|Z0|最大，总电流是支路电流的Q倍7.如图所示电路中，电路处于谐振状态，此时表的读数是20 A，表的读数是16 A，则表的读数是() A. 36 A B.4 A C.12 A D.32 A五、 计算题1.在如图所示RLC并联谐振电路中，已知IS1 mA，问：(1)电路的谐振角频率0是多少弧度/秒？(2)谐振时的容抗XC是多少欧姆？ (3)谐振时，电阻R两端的电压UR是多少伏特？(4)谐振时，电感L中的电流IL是多少毫安？ 第1题图2.如图所示电路处于谐振状态，已知端电压U100 V，IRIC10 A ，求：R、XL、XC。第2题图3.如图所示正弦稳态电路中，已知R10 ，U12U2，且和同相，试求复阻抗Z。第3题图4.如图所示，已知U200 V，R110 ，调节电容C，当电流表A读数最小时，功率表读数为2000 W，电流表A1为10 A。试求R2、XL、XC。第4题图5.如图所示，已知i1.41sin(106t45)mA，R22 K，L2 mH，R11 K。求：(1)当u与i同相时，C？( 2 )此时电路中的Uab及IR及U。(3)电阻R2消耗的功率P2。第5题图6.如图所示电路中，U100 V，I15 A，I3I410 A，R120 ，u与i同相。(1)求I1、I2；(2)以3为参考，作出包含1、2、3、4、及2、3、的相量图；(3)求U2、U3；(4)求R4、XC4。第6题图7如图所示，已知电流表、的读数均为10 A，电压表读数为220 V，功率表读数为2200 W，R12 ，电源频率f50 Hz，且u与i同相，求R1、R2、L和C。第7题图【例1】一个感性负载，端电压为U，有功功率为P，若从cos1提高到cos2，需并多大的电容？功率因数提高【分析】电路如图(a)所示。根据知，若求得电容电流IC，即可求得电容C。【解】由于并电容C之前和之后，感性负载支路的电流不发生变化，故并电容C前后整个电路吸收的有功功率不变。所以UILcos1UIcos2由相量图(b)也可得ILcos1Icos2 IIL而IL代入上式得I由相量图知ICILsin1Isin2所以C = (tan1tan2)如取U220 V, P10 kW, cos10.6, cos20.9，电源频率f50 Hz，求所并电容C的值。IL75.76 AIIL50.51 AICILsin1Isin275.7650.5138.59 A所以C0.0005584 F558.4 F【名师点拨】1. 如将功率因数提高到1，即cos21，用上述方法可求得C877.4 F。此值比前面大得多，电容器的体积将增大很多，经济上也不合算，所以一般不要求功率因数提高到1。2. 虚线所画相量对应的电容C也可以满足功率因数提高的要求，但此时C的值更大，更不经济，故不采用此种方法。电路此时呈容性，并称此现象为过补偿。【例2】如图所示是一个日光灯电路，R1是灯管，R2与L是镇流器，今测得电流表的读数为0.4 A，电压表的读数为220 V，的读数为100 V，的读数为174 V，试求(1)R1、R2，L，灯管功率P1及镇流器功率P2，电路的功率因数cos1，(2)若将电路功率因数提到高0.9，则需并联多大的电容C？并联C后，表读数为多少？【分析】(1)注意串联电路的性质。(2)利用提高功率因数后电路有功功率不变的特点求I。【解】(1)R1250 |Z2|435 |Z|550 |Z2| |Z| 式联立成方程组解方程组得R2101.55 XL423 L1.347 HP2IR10.4225040 WP1IR20.42101.5516.25 Wcos10.64也可根据公式cos1P/S0.64(2)PP1P256.25 W，U220 V，314 Rad/stan11.23，tan0.48根据公式C(tan1tan)得C(1.230.48)2.78 F根据公式PUIcos得I0.28 A【例3】电路如图所示。已知负载Z1的有功功率P120 kW, cos10.8(滞后)；负载Z2的有功功率P210 kW, cos20.9(超前)。求两负载并联后总的有功、无功、视在功率和功率因数。【解】总的有功： PP1P230 kW由于Z1为滞后的功率因数，所以为感性负载故1cos10.836.87Q1S1sin1sin1P1tan115 kvaR而Z2为超前的功率因数，所以为容性负载2cos10.925.842Q2P2tan24.843 kvaR总的无功QQ1Q210.157 kvaR总的视在功率S31.673 kvaR总的功率因数cos0.947【名师点拨】交流电路的有功功率PP1P2，无功功率QQ1Q2，但SS1S2。【例4】负载的端电压为u220sin(314t160)V，通过的电流i4.4cos(314t130)A，试求此负载的功率因数及输入的有功功率、无功功率和视在功率。【分析】本题先要将输入电压、电流利用三角公式化简为u220sin(314t20)V, i4.4sin(314t40)A，然后求出、 P、 Q、 S。【解】u220sin(314t160)220sin(314t20)Vi4.4cos(314t130)220sin(314t40)Aui20(40)60coscos600.5PUIcos2204.40.5484WQUIsin2204.40.866838vaRSUI4.4220968VA【名师点拨】灵活运用常用的三角学公式对非常规正弦函数化简为常规正弦函数。如： cossin(90)cossin(90)sinsin(180) 巩固练习一、 填空题1.对正弦交流电路来说，电路复阻抗Z的实部是_值，虚部是_值。2.已知某负载电压u10sin(314t60)V，电流i2sin(314t30)A则U_V，I_A，Z_，负载电阻R_，电抗X_，负载消耗的功率P_W。3. 有一个日光灯与一白炽灯相并联，接在U220 V, f50 Hz的电源上，日光灯消耗功率40 W，功率因数为0.5；白炽灯消耗功率60 W。那么日光灯流过的电流I1_ A，白炽灯流过的电流I2_ A，电路的总电流_ A，电路的功率因数cos_。4.在单相正弦交流电路中，某负载两端电压为u100sin(314t30)V，通过的电流为i5cos(314t30)A，则此负载消耗功率P_W，负载性质为_性。5.提高电路功率因数的意义是： (1)_；(2)_。为了提高电路的功率因数，一般采用在感性负载两端_联适当容量的电容器。6、复阻抗Z1835和Z2并联后，若Z1和Z2的电流有效值都等于总电流的有效值，则Z2_。7.如图所示工频交流电路中，电路无功功率Q_；电容端电压UC_。第7题图第8题图8. 在如图所示的电路中，电源电压u50sin1000t V，R15 ，L20 mH，C64 F，则该电路的有功功率P_W；功率因数_。欲使电路谐振，需将C调为_ F。9.如图所示为某系统的方框图，则总功率P_W，功率因数cos _。第9题图二、 判断题1.在感性负载两端并联合适的电容器可以减小电路的无功功率。()2.在R、 L和C组成的正弦交流电路中，只有电阻R消耗有功功率。()3.纯电阻电路功率因数为1，纯电感电路的功率因数为1，纯电容电路的功率因数为0。()4.感性负载并联电容器一定能使功率因数提高。()5.交流电路中，提高功率因数目的在于减少负载的耗电量。()6.若电路处于谐振状态，SP。()7.电源的功率越大，则表示负载消耗的功率也越大。()8.在正弦交流电路中，当电容元件两端电压最大时，其瞬时功率也最大。()9.交流电路中，负载的功率因数由电路的参数和电源频率决定。()10.有功功率、无功功率和视在功率构成的功率三角形，是直角三角形并与阻抗三角形相似。()三、 选择题1.在电源频率一定时，正弦交流电路的阻抗角() A.与i u相等，取决于负载的性质和元件的特性参数 B.与i u相等，取决于负载的性质，与元件的特性参数无关 C.与i uI相等，取决于负载的性质和元件的特性参数 D.与i uI相等，取决于负载的性质，与元件的特性参数无关第2题图2.电路如图，开关S闭合后，电路的功率将() A.有功功率改变 B.无功功率改变 C.有功功率与无功功率均改变 D.有功功率与无功功率均不变3.RC串联电路，若增大电源的频率，则电路中电阻消耗的有功功率将() A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定4.如图所示中交流电源电压相同情况下，电源输出功率最大的是()5.如图所示电路中，us50sint V，5 电阻消耗的功率为10 W，则总电路的功率因数为() A.0.