正弦交流電路習(xí)題集解答

1、正弦交流電路習(xí)題集解答習(xí) 題2.1 電流，問它的三要素各為多少？在交流電路中，有兩個(gè)負(fù)載，已知它們的電壓分別為V，V，求總電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式，并說明u、u1、u2三者的相位關(guān)系。解：(1)最大值為10（V），角頻率為100rad/s，初相角為-60。（2）（V）（V）則（V）（V）u滯后u2，而超前u1。2.2 兩個(gè)頻率相同的正弦交流電流，它們的有效值是I1=8A，I2=6A，求在下面各種情況下，合成電流的有效值。（1）i1與i2同相。（2）i1與i2反相。（3）i1超前i2 90角度。（4）i1滯后i2 60角度。解：（1）（A）（2）（A）（3）（A）（4）設(shè)（A）則（A）（A）（A）2

2、.3 把下列正弦量的時(shí)間函數(shù)用相量表示。（1）sin314t V （2）sin(314t 60) A解：(1)=10/0 (V) (2)=5/60 =5/18060=5/120 (A)2.4 已知工頻正弦電壓uab的最大值為311V，初相位為60，其有效值為多少？寫出其瞬時(shí)值表達(dá)式；當(dāng)t=0.0025s時(shí)，Uab的值為多少？解： 有效值(V) 瞬時(shí)值表達(dá)式為 (V)當(dāng)t=0.0025S時(shí)，(V)2.5 題2.5圖所示正弦交流電路，已知u1=220sin314t V，u2=220sin(314t120) V，試用相量表示法求電壓ua和ub。題2.5圖解：（1）由圖a知，所以（V）由圖b知所以（V

3、）2.6 有一個(gè)220V、100W的電烙鐵，接在220V、50Hz的電源上。要求：（1）繪出電路圖，并計(jì)算電流的有效值。（2）計(jì)算電烙鐵消耗的電功率。（3）畫出電壓、電流相量圖。解：（1）電路如圖，()(A)（2）(W)（3）相量圖如圖所示。2.7 把L=51mH的線圈（線圈電阻極小，可忽略不計(jì)），接在u=220sin(314t+60) V的交流電源上，試計(jì)算：（1）XL。（2）電路中的電流i。（3）畫出電壓、電流相量圖。解：（1）()（2）（A）（A）（3）相量圖如圖所示。2.8 把C=140F的電容器，接在u=10sin314t V的交流電路中，試計(jì)算：（1）XC。（2）電路中的電流i。（

4、3）畫出電壓、電流相量圖。解：（1）()（2）（A）（A）（3）相量圖如圖所示。2.9 有一線圈，接在電壓為48V的直流電源上，測得電流為8A。然后再將這個(gè)線圈改接到電壓為120V、50Hz的交流電源上，測得的電流為12A。試問線圈的電阻及電感各為多少？解：在直流電路中，只有電阻起作用。()在交流電路中，()()(mH)2.10 題2.10圖中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314t A，則U為多少？寫出其瞬時(shí)值表達(dá)式。解：由電路圖可知，電壓u1與電流i同方向，而電壓u2超前電流i90，所以(V)電壓u超前電流i的電度角(V)2.11 題2.11圖所示正弦交流電路，已標(biāo)明電流表A1

5、和A2的讀數(shù)，試用相量圖求電流表A的讀數(shù)。 題2.10圖 題2.11圖解：圖a所示為電阻和電感并聯(lián)，所以總電流為：(A)圖b所示為電阻和電感并聯(lián)，所以總電流為：(A)2.12 用下列各式表示RC串聯(lián)電路中的電壓、電流，哪些是對的，哪些是錯的？（1）i= （2）I= （3）= （4）I=（5）U=UR+UC （6）=（7）（8）= j解：在R、C串聯(lián)電路中，總阻抗而 所以 （1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）均是錯的，（4）、（6）是對的。2.13 題2.13圖所示正弦交流電路中，已知U=100V，UR=60V，試用相量圖求電壓UL。解：由直角三角形關(guān)系得：（V）2.14 有一RC串聯(lián)

6、電路，接于50Hz的正弦電源上，如題2.14圖所示，R=100，F(xiàn)，電壓相量V，求復(fù)阻抗Z、電流、電壓，并畫出電壓電流相量圖。解：()()(A)（V）2.15 有一RL串聯(lián)的電路，接于50Hz、100V的正弦電源上，測得電流I=2A，功率P=100W，試求電路參數(shù)R和L。解：由公式得()() ()(mH)2.16 題2.16圖所示電路中，已知u=100sin(314t+30) V，i=22.36sin(314t+19.7) A，i2=10sin(314t+83.13) A，試求：i1、Z1、Z2并說明Z1、Z2的性質(zhì)，繪出相量圖。 題2.13圖 題2.14圖題2.16圖解：由題知，(A) (A

7、) (V) 所以(A)即(A)()()Z1為感性負(fù)載， Z2為容性負(fù)載。2.17 題2.17圖所示電路中，XR=XL=2R，并已知電流表A1的讀數(shù)為3A，試問A2和A3的讀數(shù)為多少？解：由圖可以看出，電容與電感并聯(lián)連接，由于電容電流落后兩端電壓90，而電感電流超前兩端電壓90，因?yàn)閄R=XL，所以通過電容的電流與通過電感的電流大小相等，方向相反，故而電流表A2的讀數(shù)為0A。由上分析可知，電壓u的有效值為3R，故電感兩端電壓亦為3R。因?yàn)閄L=2R，所以電流表A3的讀數(shù)為1.5A。2.18 有一RLC串聯(lián)的交流電路，如圖2.15（b）所示，已知R=XL=XC=10，I=1A，試求電壓U、UR、U

8、L、UC和電路總阻抗。解： (V) (V) (V)()(V)2.19 電路如題2.19圖所示，已知=2rad/s，求電路的總阻抗Zab。題2.17圖題2.19圖解：=2rad/s () ()()2.20 題2.20圖所示電路，已知U=100V，R1=20，R2=10，XL=10，求（1）電流I，并畫出電壓電流相量圖；（2）計(jì)算電路的功率P和功率因數(shù)cos。解：（1）設(shè)V，則（A） （A）（A）（2）（W）2.21 題2.21圖所示正弦交流電路，已知V，求、，并畫出相量圖。題2.20圖題2.21圖解：（）（A）（V）（V）相量圖如圖所示。2.22 題2.22圖所示正弦交流電路，已知XC=50，X

9、L=100，R=100，電流A，求電阻上的電流和總電壓。解：（）（V）（V）（A）2.23 題2.23圖所示電路中，uS=10sin314t V，R1=20，R2=10，L=637mH，C=637F，求電流i1，i2和電壓uC。題2.22圖題2.23圖解：=314rad/s （）（）（）（）(A)(V)(A)則 i1=1.816sin(314t+68.7)(A)i2=1.86sin(314t+68.7)(A)uc=9.32sin(314t-21.3)(V)2.24 題2.24圖所示電路中，已知電源電壓U=12V，=2000rad/s，求電流I、I1。解：當(dāng)=2000rad/時(shí)s（）（）（）（）

10、(A)(V)(A)則 I=6(A) I1=4.25(A)2.25 題2.25圖所示電路中，已知R1=40，XL=30，R2=60，XC=60，接至220V的電源上。試求各支路電流及總的有功功率、無功功率和功率因數(shù)。 題2.24圖題2.25圖解：設(shè)(V) 則 (A) 同理 (A) (A)(KW)(Var)題2.26圖2.26 電路如題2.26圖所示，已知R=R1=R2=10，L=31.8mH，C=318F，f=50Hz，U=10V，試求并聯(lián)支路端電壓Uab及電路的P、Q、S及功率因數(shù)cos。解：（）（）（）（）（A）（V）（W）（Var）2.27 今有一個(gè)40W的日光燈，使用時(shí)燈管與鎮(zhèn)流器（可近

11、似把鎮(zhèn)流器看作純電感）串聯(lián)在電壓為220V，頻率為50Hz的電源。已知燈管工作時(shí)屬于純電阻負(fù)載，燈管兩端的電壓等于110V，試求鎮(zhèn)流器上的感抗和電感。這時(shí)電路的功率因數(shù)等于多少？若將功率因數(shù)提高到0.8，問應(yīng)并聯(lián)多大的電容器？解：P=40W UR=110(V) =314rad/s(A)(V)()(H)由于燈管與鎮(zhèn)流器是串聯(lián)的，所以設(shè)并聯(lián)電容前功率因數(shù)角為，并聯(lián)后為，則 所以，若將功率因數(shù)提高到0.8，應(yīng)并聯(lián)的電容為(F)2.28 一個(gè)負(fù)載的工頻電壓為220V，功率為10kW，功率因數(shù)為0.6，欲將功率因數(shù)提高到0.9，試求需并聯(lián)多大的電容器。解：當(dāng)所以(F)2.29 某單相50Hz的交流電源，其額定容量SN=40kVA，額定電壓UN=220V，供給照明電路，若負(fù)載都是40W的日光燈（可以認(rèn)為是RL串聯(lián)的電路），其功率因數(shù)為0.5，試求：（1）這樣的日光燈最多可接多少只？（2）用補(bǔ)償電容將功率因數(shù)提高到1，這時(shí)電路的總電流是多少？需用多大的補(bǔ)償電容？（3）功率因數(shù)提高到1后，除供給以上日光燈照明外，若保持電源在額定情況下工作，還可以多點(diǎn)40W的白熾燈多少只？解：電源的額定電流為：（A）每只日光燈的額定電流為：（A）可接日光燈數(shù)：（只）如果，則電路中的總電流為：（A）(F