电工学 少学时第3章习题答案ppt课件

.,下一页,练习题,3.1.1已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是2A、-;36V、,频率均为50Hz。（1）写出它们的瞬时值表达式；（2）画出它们的波形图；（3）指出它们的幅值、角频率以及二者之间的相位差。,3.2.1已知某正弦电流当其相位角为时，其值为5A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10ms，且在t0时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式I和相量。,3.2.2已知A=8+j6，。求（1）AB;（2）AB；（3）；（4）；（5）jAB；（6）。,返回主页,.,3.3.1在图3.6（教材图3.01）所示电路中，已知求电源的频率和电压分别为50Hz、100V和1000Hz，100V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。,3.4.1在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同，,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？,上一页,下一页,返回,3.4.2求串联交流电路中下列三种情况下电路中的R和X各为多少？指出电路的性质和电压对电流的相位差,.,3.4.3将一个电感线圈接到20V直流电源时，通过的电流为1A，将此线圈该接于2000Hz、20V的电源时，电流为0.8A。求该线圈的电阻R和电感L。,3.4.4一个R、C串联电路，当输入电压为1000Hz、12V时，电路中的电流为2mA，电容电压滞后于电源电压，求R和C。,图3.99,上一页,下一页,返回,3.4.5电流如图3.9（教材图3.03）所示，求：（1）和；（2）改变为何值时，电路中的电流最大，这时的电流是多少？,.,图3.12,图3.13,上一页,下一页,返回,3.4.6在图3.10（教材图3.04）所示电路中，已知U220V，超前于，超前于，求和。,3.5.1电路如图3.12（教材图3.05）求各支路电流和理想电流源的端电压。,3.5.2电路如图3.13（教材图3.06）所示，保持不变。（1）当f50Hz时，求UR和ULC;（2）当f100Hz时，求UR和ULC。,.,3.5.3电路如图3.15（教材图3.07）所示，已知U220V，f50Hz，开关闭合前后电流表的稳定读数不变。试求电流表的读数值以及电容C（C不为零）。,图3.15,图3.17,上一页,下一页,返回,3.5.4在图3.17（教材图3.08）所示电路中，已知,。求：和。,.,图3.18,上一页,下一页,返回,3.5.5在图3.18（教材图3.09）所示电路中，已知总电压与总电流相位相同。求和。,3.6.1图3.20（教材图3.10）所示交流电路，U220V,S闭合时，;S断开时，P405W，电路为电感性，求R、XL和XC。,.,图3.21,图3.22,上一页,下一页,返回,3.7.1在图3.21（教材图3.11）所示电路中，为保持负载的,欲将负载接在220V，50Hz的交流电源上，求开关S分别合到a、b、c位置时，应分别串联多大的R，L和C。,3.7.2电路如图3.22（教材图3.12）所示,U220V,R和XL串联支路的。当开关S闭合后，电路的总有功功率增加了74W，无功功率减少了168var，试求总电流I及Z2的大小和性质。,.,图3.23,上一页,下一页,返回,3.7.3两台单相交流电动机并联在220V交流电源上工作，取用的有功功率和功率因数分别为0.5kW，20.707求总电流、总有功功率、无功功率、视在功率和总功率因数。,3.7.4图3.23（教材图3.13）所示日光灯电路，接于220V、50Hz交流电源上工作，测得灯管电压为100V、电流为0.4A，镇流器的功率为7W。求：（1）灯管的电阻RL及镇流器的电阻和电感；（2）灯管消耗的有功功率、电路消耗的总有功功率以及电路的功率因数；（3）欲使电路的功率因数提高到0.9，需并联多大的电容？（4）画出完整的相量图。,.,图3.25,上一页,下一页,返回,3.8.1在图3.25（教材图3.14）所示电路中，,。求：（1）f50Hz时的和、；（2）f为何值时，I最小，这时的、和是多少？,3.8.2在图3.26（教材图3.15）所示电路中，。欲使uL=u1，试问和应为何值？,3.7.5有一电感性负载，额定功率，额定电压,额定功率因数，现接到50Hz、380V的交流电源上工作。求：（1）负载的电流、视在功率和无功功率；（2）若与负载并联一电容，使电路总电流降到120A，此时电路的功率因数提高到多少？并联的电容是多大？,.,图3.28,上一页,下一页,返回,3.9.1在图3.27（教材图3.16）所示电路中，已知u(1010mH。求电流i及其有效值。,3.9.2在图3.28（教材3.17）所示电路中，直流理想电流源的电流,交流理想电压源的电压,此频率时的XC，求通过电阻R的电流瞬时值、有效值和R中消耗的有功功率。,.,练习题解答,下一题,返回,【解】本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。,（1）,（2）波形图如图3.5所示。,3.1.1已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是2A、-;36V、,频率均为50Hz。(1)写出它们的瞬时值表达式；(2)画出它们的波形图；(3)指出它们的幅值、角频率以及二者之间的相位差。,图3.5,下一页,.,下一题,（3）幅值角频率相位差,返回,上一页,.,上一题,下一题,返回,下一页,3.2.1已知某正弦电流当其相位角为时，其值为5A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10ms，且在t0时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式i和相量。,【解】本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设i=Imsin(t+)A则,5A=ImsinA=0.5ImA,故,.,故,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】本题目的是为了熟悉复数运算。,上一题,下一题,返回,下一页,.,上一题,下一题,返回,上一页,.,【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。当f50Hz、U100V时S合向a：,图3.6,3.3.1在图3.6（教材图3.01）所示电路中，已知求电源的频率和电压分别为50Hz、100V和1000Hz，100V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。,上一题,下一题,返回,下一页,.,S合向b：,S合向c：,当f1000Hz、U100V时S合向a：,上一题,返回,下一题,下一页,上一页,.,S合向b：,S合向c：,上一题,返回,下一题,上一页,.,【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不同。,3.4.1在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同，,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？,图3.7,照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯相同，即它们的电阻相同，功率，因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们的亮度。,上一题,下一题,返回,下一页,.,接交流电源时,上一题,下一题,返回,下一页,上一页,.,显然，与接交流电源时相比，IA不变，A亮度不变，IB为零，B不亮，IC增大，C亮度增加。,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】本题为串联交流电路的分析题，目的是为了熟悉电压、电流和阻抗的关系。,（1）,u超前于i，电感性,上一题,下一题,返回,下一页,.,u与i同相，电阻性。,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】当线圈接直流电源时，其电感相当于短路，故,当线圈接交流电源时，其阻抗为,故感抗和电感为,3.4.3将一个电感线圈接到20V直流电源时，通过的电流为1A，将此线圈该接于2000Hz、20V的电源时，电流为0.8A。求该线圈的电阻R和电感L。,上一题,下一题,返回,.,【解】解法1：利用相量图求解,3.4.4一个R、C串联电路，当输入电压为1000Hz、12V时，电路中的电流为2mA，电容电压滞后于电源电压，求R和C。,上一题,下一题,返回,下一页,.,解法2：利用公式求解,由阻抗三角形求得,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】（1）,图3.9,上一题,下一题,返回,下一页,.,（2）由于，所以时，Z最小，I最大。这时,上一题,下一题,返回,上一页,.,3.4.6在图3.10（教材图3.04）所示电路中，已知U220V，超前于，超前于，求和。,【解】本题未给出电路参数，只给出了相位关系，利用相量图求解比较方便。现选电流为参考相量，据意定性地画出相量图如图3.11所示。从相量图中可以知道超前，而且,上一题,下一题,返回,下一页,.,或,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】（1）f50Hz时,如图3.14所示，选择ULC为参考相量，画出和；由，再画出；由与同相，画出；最后由，画出。由相量图求得,上一题,下一题,返回,下一页,.,现在频率增加了一倍，故XL增加一倍，XC减少一半，即现在,（2）f100Hz时由于f50Hz时，可求得,上一题,下一题,返回,下一页,上一页,.,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】S断开时，,与的相位差,上一题,下一题,返回,下一页,.,上一题,下一题,返回,上一页,.,图3.17,上一题,下一题,返回,下一页,.,上一题,下一题,返回,上一页,.,由于RXC，所以IR=IC，且与的相位差为。,又由于与同相、超前于，超前,上一题,下一题,返回,下一页,.,所以、之间成等腰直角三角形关系。,故,上一题,下一题,返回,上一页,.,【解】由S闭合时的电路求得,上一题,下一题,返回,下一页,.,由S断开时的电路求得,由于故,图3.20,返回,上一页,上一题,下一题,.,上一题,下一题,返回,下一页,.,无论S合到a、b、c中哪一位置，负载电流的大小I都应保持不变，故电路总阻抗模也应不变（注意总阻抗角是不同的），即,S合向a时，故,返回,下一页,上一题,下一题,上一页,.,S合向b时，,故,S合向c时，故,返回,上一页,上一题,下一题,.,【解】R和XL串联支路的功率因数角,该支路的无功功率,S闭合后，电路的总有功功率、无功功率和视在功率分别为P=P1+P2=(726+74)W=800WQ=Q1Q2=(965.6168)var=797.6var,上一题,下一题,返回,下一页,.,由于S闭合后，电路的总无功功率减少了，故知Z2为电容性。,由此求得总电流为,再由开关S支路求得,返回,上一页,上一题,下一题,.,【解】,3.7.3两台单相交流电动机并联在220V交流电源上工作，取用的有功功率和功率因数分别为0.5kW，20.707求总电流、总有功功率、无功功率、视在功率和总功率因数。,上一题,下一题,返回,.,【解】（1）,上一题,下一题,返回,下一页,.,（2）,返回,上一页,上一题,下一题,.,（4）相量图如图3.24所示,（3）,图3.24,返回,上一页,上一题,下一题,上一页,.,【解】（1）,3.7.5有一电感性负载，额定功率，额定电压,额定功率因数，现接到50Hz、380V的交流电源上工作。求：（1）负载的电流、视在功率和无功功率；（2）若与负载并联一电容，使电路总电流降到120A，此时电路的功率因数提高到多少？并联的电容是多大？,上一题,下一题,返回,下一页,.,（2）设,则,返回,上一页,上一题,下一题,.,【解】,图3.25,（1）,上一题,下一题,返回,下一页,.,图3.25,返回,下一页,上一题,下一题,上一页,.,返回,下一页,上一题,下一题,上一页,.,返回,上一页,上一题,下一题,.,【解】欲使uL=u1，必须使C1、L1、C2并联电路对u3的角频率（3000rad/s）产生并联谐振，这时该电路对u3呈现的阻抗为无穷大，使u3全部降再谐振电路上；而C1L1串联电路对u1的角频率（1000rad/s）产生串联谐振，这时该电路对u1呈现的阻抗为零，使u1全部降在R上。,图3.26,3.8.2在图3.26（教材图3.15）所示电路中，。欲使uL=u1，试问L1和C1应为何值？,上一题,下一题,返回,下一页,.,根据串联谐振的条件,即,联立求得,根据并联谐振的条件,即,返回,上一页,上一题,下一题,.,【解】u的直流分量单独作用时，C相当于开路，L相当于短路，电流的直流分量为：,3.