電工學(xué)試題及其答案解析

1、+電工電子學(xué)考試大綱、課程名稱：電工電子學(xué)（II ）（雙語）15011550必修課程、課程代碼： 二、課程性質(zhì)： 四、考核內(nèi)容：1）電路部分a. 電路的基本概念和分析方法：基爾霍夫定律，受控電源，采用戴維寧定理、 電源的等效變換、疊加定理等方法分析直流電路，最大功率傳輸。b. 電路的暫態(tài)分析：電感與電容的伏安特性以及串并聯(lián)等效，電路的暫態(tài)、穩(wěn) 態(tài)以及時間常數(shù)的概念，初始值的求解，一階線性電路暫態(tài)分析的三要素法。C.正弦穩(wěn)態(tài)分析及頻率特性：正弦量的相量表示法，電路基本定律的相量形式、 復(fù)阻抗和相量圖，用相量法計算簡單正弦交流電流電路的方法，有功功率、功率因數(shù)的概念和計算方法，無功功率、視在功率的

2、概念和提高功率因數(shù)的經(jīng)濟意義， 正弦交流電路的戴維寧等效電路以及最大功率傳輸?shù)臈l件，三相交流電路電源和負載的聯(lián)接方式，相序的概念，對稱三相電路的分析計算，濾波器和轉(zhuǎn)移函數(shù)的 概念，濾波器的分類與工作原理，交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的條件、 特征和 頻率特性。2）數(shù)字邏輯電路部分a. 組合邏輯電路：與門、或門、非門、與非門、異或門等邏輯門電路的邏輯功 能，邏輯代數(shù)的基本運算法則，簡單組合邏輯電路的分析和設(shè)計以及用卡諾圖化 簡邏輯函數(shù)的方法。b. 時序邏輯電路：R-S觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器、D觸發(fā)器的邏輯功能，寄存器、計 數(shù)器等時序邏輯電路的工作原理。3）模擬電路部分a. 二極管：二極管、穩(wěn)壓管的工

3、作原理和特性曲線，理想二極管電路的分析與 計算，單相整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理b. 放大電路的分類與外特性：放大電路的分類與特性參數(shù)，各種放大電路之間的轉(zhuǎn)換，多級放大的概念，各種理想放大電路的特性，差動放大電路的工作原理， 差模信號和共模信號的概念。C.場效應(yīng)管：MOSg效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)、3個工作區(qū)域以及特性方程，共源極單 管放大電路的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，靜態(tài)工作點的估算，簡化的小信號等效電路 的分析法，源極輸出器的結(jié)構(gòu)與基本特點。d. 雙極結(jié)型晶體管：共射極單管放大電路的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，靜態(tài)工作點 的估算，簡化的小信號等效電路的分析法，射極輸出器的結(jié)構(gòu)與基本特點。e.

4、運算放大電路：理想運算放大器的特性，“虛斷”與“虛斷”的概念，由理 想運算放大器構(gòu)成的反相輸入、同相輸入和差動輸入三種組態(tài)電路。第1章 直流電路 習(xí)題參考答案一、 填空題：1. 任何一個完整的電路都必須有 電源、負載 和 中間環(huán)節(jié)3個基本部分 組成。具有單一電磁特性的電路元件稱為 理想 電路元件,由它們組成的電路稱 為電路模型。電路的作用是對電能進行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換；對電信號進 行傳遞、存儲和處理。2. 反映實際電路器件耗能電磁特性的理想電路元件是 電阻 元件；反映實 際電路器件儲存磁場能量特性的理想電路元件是 電感 元件；反映實際電路器件 儲存電場能量特性的理想電路元件是 電容 元件，它們都

5、是無源 二端 元件。I3. 電路有通路、開路和短路三種工作狀態(tài)。當電路中電流 °、 端電壓U = 0時，此種狀態(tài)稱作 短路，這種情況下電源產(chǎn)生的功率全部消耗在 內(nèi)阻上。4. 從耗能的觀點來講，電阻元件為耗能元件;電感和電容元件為儲能元£s件。5. 電路圖上標示的電流、電壓方向稱為 參考方向.假定某元件是負載時, 該元件兩端的電壓和通過元件的電流方向應(yīng)為關(guān)聯(lián)參考 方向。判斷題：（錯）（錯）（錯）（錯）1. 理想電流源輸出恒定的電流，其輸出端電壓由內(nèi)電阻決定。2. 電阻、電流和電壓都是電路中的基本物理量。3. 電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。因此電路中有電壓必有電流。4. 絕緣體兩端

6、的電壓無論再高，都不可能通過電流。三、選擇題：（每小題2分，共30分）A）B）1. 當元件兩端電壓與通過元件的電流取關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（ 功率；當元件兩端電壓與通過電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（ 功率。A、吸收；B、發(fā)出。2. 一個輸出電壓幾乎不變的設(shè)備有載運行，當負載增大時，是指（ C ）A、負載電阻增大；B、負載電阻減?。籆、電源輸出的電流增大。3. 當電流源開路時，該電流源內(nèi)部（ C ）A、有電流，有功率損耗；B、無電流，無功率損耗；C、有電流，無功率 損耗。4. 某電阻元件的額定數(shù)據(jù)為“ 1KQ、2.5W”，正常使用時允許流過的最大電流 為（A ）C、250mA。

7、A、50mA ；B、2.5mA ； 四、計算題1.1已知電路如題1.1所示，試計算a、b兩端的電阻。a6Qt*a bc=k-6盒I405QCZF(b)圖1.1習(xí)題1.1的圏解:（1）在求解電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時，應(yīng)先將電路化簡并轉(zhuǎn)化為常規(guī)的直 流電路。該電路可等效化為：CD12QlOQC34Q6010QICOCDlOQCD*bSi, iQ）的尊微喪糧電路（b）先將電路圖化簡，并轉(zhuǎn)化為常規(guī)直流電路。就本題而言,仔細分析發(fā)現(xiàn)25 Q 和 5Q電阻被短路,則原圖可化為：6040CZF6tl圈i.16）的尋敕喪擁電略1.2根據(jù)基爾霍夫定律，求圖1.2所示電路中的電流Ii和12；解：本題所涉及的基本定律就

8、是基爾霍夫電流定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓪?電路中的任意結(jié)點適用，對電路中的任何封閉面也適用。本題就是KCL對封閉面 的應(yīng)用。對于節(jié)點a有:11+2-7=0對圭寸閉面有:I i+12+2=0解得：問一個月(按 30天計算)用多1.3有一盞“ 220V 60W的電燈接到。(1)試求電燈的電阻；(2)當接到220V 電壓下工作時的電流；(3)如果每晚用三小時， 少電？解：由題意： 根據(jù)R=U/P得：電燈電阻 R=U/P=22O2/6O=8O7( Q) 根據(jù)I=U/R或P=UI得：l=P/U=6O/22O=O.273 (A) 由W=PT得W=6O< 6OX 6OX 3X 3O =1.944 X 1

9、O2 (J)“千瓦時”。(30天)的用電量為:在實際生活中，電量常以“度”為單位，即 對60W的電燈，每天使用3小時，一個月W=60/1000X 3 X 30=5.4 (KWH)1.4根據(jù)基爾霍夫定律求圖1.3圖所示電路中的電壓U、Lfc和Lk-5V * * 10V-圖1-3習(xí)題1-4的圖解:根據(jù)基爾霍夫電壓定律，沿任意回路繞行一周，回路中各元件上電壓 的代數(shù)和等于零。則對abcka回路：2-U2-2=O L2=0對cdpkc回路：-4-L i+L2=0U=-4(V)對eghce回路：-U3-1O+5+U2=OU3=-5(V)1.5 已知電路如圖1.4所示，其中E1=15V, E2=65V,

10、Ri=5Q，艮=氏=10Q。試用 支路電流法求R1、R和R三個電阻上的電壓。b圖14習(xí)題1.5圖解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，選取繞行方向。應(yīng) 用KCL和KVL列方程如下I iRi + 13 Rs = EiI 2 R2 + I 3 R3 = E2代入已知數(shù)據(jù)得ll +l2 -l3 =05li +IOI3 =15IOI2 +IOI3 =65解方程可得li=-7/4 (A)，l2= 33/8 (A)，l3= 19/8 (A)。三個電阻上的電壓電流方向選取一至，則三個電阻上的電壓分別為:X 5U=liR=-4=-35/4 (V)33 X10U=l2R=8=165/4 (V)19X

11、10U3=l 3R= 8=38/4 (V)13、l4和15。(只列1.6試用支路電流法，求圖1.5所示電路中的電流|1、12、 方程不求解)三回路均選取順時解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下I 1 I 2 I 3 = 012 +14 -15 =05li +I3R1 =EiI 2 R2 中 I 5 R3 I 3 Rl = 0T 5R3 T5I4 = -E2如給定參數(shù)，代入已知，聯(lián)立方程求解即可得到各支路電流。吐）&A丄 ¥pl2Q:小圖1.0習(xí)題i.tE|3。圖圧習(xí)題1.6的圖1.7試用支路電流法，求圖1.6電路中的電流解

12、：此圖中有3支路，2節(jié)點，但有一支路為已知，所以只需列兩個方程即可。 外回路選取順時針繞行方向。應(yīng)用 KCL和KVL列方程如下I 1 + 12-13=06li +121 3 =24（A）所以：Ii=-2（A），I 3=3（A），化簡圖1.7所示的各電路。aI 2=51.8應(yīng)用等效電源的變換(b)oO1<d)0*°5站f3AI 呱)解:0_*(6>E11 7 刀題LE的團O(f)0Rurte3 /O-1Cb)U1h；6oCc>&此)&加"1；冷I加 IV ()fl$憶)01.9試用電源等效變換的方法，求圖解：利用電源等效變換解題過程如下:2Q

13、CZh3Q+2Q圖1.5習(xí)題1*0的圖2Qr-O-r-Cl(d)呱O"-+Cf)1.8所示電路中的電流&oX 5QZ10QI。LL卩4(290；°2q=L2Ci13V卩tLU如 T T T2Q4=2.86+1由分流公式可得：1=5咒3(A)1.10試計算題1.9圖中的電流I。30IQevIQ2QT圖匚9習(xí)題LJD的圖解：由于題目中沒有要求解題方法，所以此題可用電壓源與電流源等效 變換、支路電流法、疊加原理、戴維南定理等方法進行求解，下面用戴維南定理 求解。K) iR©3汕 6Q(1) 先計算開路電壓，并將電流源化成電壓源，如下圖。今叫P哪 嚴C3Q. 10

14、12-623+6 "3(A)UO2+12-6 X 2/3=6 (V)(2)再求等效電阻Rb 將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。3X 6Rab =+1+ 1=43 + 610 1Q 廠匚二1a兀 ny ESQob(3)由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。I亠=14+2(A)1.11已知電路如圖1.10所示。試應(yīng)用疊加原理計算支路電流I和電流源的 電壓U。解：(1)先計算18V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。18 6I = = 62+1(A)U =16=6 (V)(2)再計算6A電流源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。I “ = X 6 = 22+1(A

15、)13V6Q-6AU "仝36 +2x2 =16圖i10習(xí)題1.11的圖(3)兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。I = 6-2 = 4 (A)U =U '+U ” = 6 + 16 =22(V)1.12電路圖1. 11所示，試應(yīng)用疊加原理，求電路中的電流 阻消耗的電功率P。解：(1)先計算90V電壓源單獨作用時的電流和電壓，-9011 =1 C 12x366 +12+3692=61512=6迖亠12+36= 4.513=6咒亠12+36= 1.5|1、I2 及 36Q 電電路如圖所示。+.90V（+ Q)泗QrI圖1. 11習(xí)題112的圖(2)再計算60V電壓

16、源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。I2、4=3.52仆丄6x3612 +6+36( A)90V12Q12060V Q J A Jll= 36+36（ A）I； =3.5咒一=0.536 +36（ A）(3)兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。li =l；Ti" = 6-3 = 3( A)12 = -12 + I = -3.5 + 3 = -1 (A)I3 = I 3 中 I " =1.5 -0.5 = 2 ( A)(4) 36Q電阻消耗的電功率為2 2P= l3R3 =2 X36 =144 （w）1.13電路如圖1.8所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流

17、 解：（1）先計算開路電壓，并將2QCZh-013QI12A、6 Q電流源化成電壓源，如下圖。2Q斗+J12V4V由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計 算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得：i1+12+13 =0314-612 =12-12 = 06I2 -4I3 =12-4 =8 解得：I 1=8/9 (A)，12= 4/9 (A)，13 = -4/3 (A)420Uoc =4-213 =4-2>4-)=33(V)（2）再求等效電阻Rb將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。3X6 Rab =（+ 2）3+6'/1-

18、cnoa43 (Q)戒）（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。20¥4 +13旦=2.867(A)1.14電路如圖1. 12所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流 解：（1）先計算開路電壓，并將3A、6Q電流源化成電壓源，如下圖。c51SV血l_l,2Q-15比)1屮3 QwU。求圖中的電阻由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計 算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得:1 1 + I 2 I 3 = 061" -412 =18-8 = 104I2 +1213 =8 解得：11=4/3 (A)

19、, 12= -1/2 (A)，I3 = 5/6 (A)1Uoc =4I2 = 4x(-)=-22(V)(2)再求等效電阻Rb 將恒壓源除去，得電路如圖。+2V)J卜Cl0Nb12Q20 r艮b=4/ 6/ 12=2( Q)(3)由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。-2 I = =-0.42+3(A)1.15電路如圖1. 11所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電壓 解：(1)先計算開路電壓，如下圖。10 曲UO=-1 X 16+1=-15(V)(2) 再求等效電阻Rb將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。艮b=1( Q )(3) 由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。

20、I J1+45(A)U=4I =4X ( -3)=-12 (V)1.16電路如圖1.11所示，如果l3=1A，試應(yīng)用戴維南定理, R3。c520!=10 噪IV 叩4£1C> Q5V圖1.11習(xí)題1.巧的圈圖L 12習(xí)題1. 1T的圖T-I3V3kQA-Q+ 12V圖1.13習(xí)題l.lg的圖解：(1)先計算開路電壓，如下圖。absQ12Cfl be(w()12Q T40I 1 = 一1 290 -6056咒12=46+121(Q)(3)由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。80Rab"6+123 (A)5Uoc =90 -614 =90 -6X =80

21、3(V)(2)再求等效電阻RAb將恒壓源除去，得電路如圖。=1當 I3=1A 時，則 R3 +4所以R=80-4=76 (Q)1.17電路如圖1. 14所示，已知15歐電阻的電壓降為30V，極性如圖1. 14 所示。試計算電路中R的大小和B點的電位。解：設(shè)R電阻上的電壓和電流如圖所示。由KCL可知I 2=2+5=7：A) ，I=I 2-2-3=2 (A)，(A)由KVL得，(繞行方向選順時針方向)UH00+30+512=0U=100-30-35=35(V)R7.5I 2( Q)1.18試計算圖1. 15中的A點的電位：（1）開關(guān)S打開；（2）開關(guān)S閉合。 解：（1）當開關(guān)S打開時，將電位標注的

22、電路復(fù)原為一般電路，如圖（a）所示。由KVL得X I=12+12（3+3.9+20）I =0.892 （mA）U=-20l +12=-5.84 （V）（2）當開關(guān)S閉合時，將電位標注的電路復(fù)原為一般電路，如圖（ 由KVL得b）所示。(3.9+20) X I =12I =0.502(mA)U=-20l +12=1.96(V)第二章正弦交流電路習(xí)題參考答案一、填空題：1. 表征正弦交流電振蕩幅度的量是它的最大值：表征正弦交流電隨時間變化快慢程度的量是角頻率3 ;表征正弦交流電起始位置時的量稱為它的初相。三者稱為正弦量的 三要素。2. 電阻元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可表示為R;電感元件上任diu

23、I L _ dt;電容元件上任一瞬間的電壓電流一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表示為iC =C如關(guān)系可以表示為dt。由上述三個關(guān)系式可得，電阻 元件為即時元件；電感和電容元件為動態(tài)元件。3.在RLC串聯(lián)電路中，已知電流為5A,電阻為30Q，感抗為40Q，容抗 為80Q，那么電路的阻抗為50Q，該電路為 容 性電路。電路中吸收的有功 功率為450W，吸收的無功功率又為 600var。ic =C、判斷題：1.正弦量的三要素是指最大值、角頻率和相位。(錯)2. 電感元件的正弦交流電路中，消耗的有功功率等于零。3. 因為正弦量可以用相量來表示，所以說相量就是正弦量。4. 電壓三角形是相量圖，阻抗三角形也是相量

24、圖。5. 正弦交流電路的視在功率等于有功功率和無功功率之和。6. 一個實際的電感線圈，在任何情況下呈現(xiàn)的電特性都是感性。7. 串接在正弦交流電路中的功率表，測量的是交流電路的有功功率。8. 正弦交流電路的頻率越高，阻抗越大；頻率越低，阻抗越小。、選擇題：1. 某正弦電壓有效值為380V,頻率為50Hz,計時始數(shù)值等于 時值表達式為(B )A、 U = 380sin314t v ；u = 380 sin(314t + 90 o) V。U =537si n(314t +45。)380V,其瞬2. 一個電熱器，接在10V的直流電源上，產(chǎn)生的功率為 P。把它改接在正 弦交流電源上，使其產(chǎn)生的功率為 P

25、/2，則正弦交流電源電壓的最大值為( D )、10V。A 7.07V; B 、5V;C 、14V;D3. 提高供電電路的功率因數(shù)，下列說法正確的是( D )A、減少了用電設(shè)備中無用的無功功率；B、減少了用電設(shè)備的有功功率，提高了電源設(shè)備的容量；C、可以節(jié)省電能；D、可提高電源設(shè)備的利用率并減小輸電線路中的功率損耗。4. 已知 h =10si n(314t+90°)A，i2 =10si n(628 t + 30°)A，則(C)A、i1超前i260° B、i1滯后i260°；C、相位差無法判斷。5. 電容元件的正弦交流電路中，電壓有效值不變，頻率增大時，電路

26、中電 流將(A )A、增大；B、減小；C、不變。6. 在RL串聯(lián)電路中，Ur=16V，Ul=12V，則總電壓為(B )A、28V ；B、20V ；C、2V。7. RLC串聯(lián)電路在f0時發(fā)生諧振，當頻率增加到2f0時，電路性質(zhì)呈(B )A、電阻性；B、電感性；C、電容性。8. 正弦交流電路的視在功率是表征該電路的( A )C、瞬時功率A、電壓有效值與電流有效值乘積；B、平均功率；最大值。四、計算題2.1 把下列正弦量的時間函數(shù)用相量表示：(1) u= 10V2sin314t 伏(2)i = 5sin(314 t 60o)安 解：(1)U =10/0 0 (V)(2)Im二一5/ 60o =5/1

27、80 o 60o=5/120o (A)2.2 已知工頻正弦電壓Uab的最大值為311V,初相位為一60°，其有效值為多 少？寫出其瞬時值表達式；當t =0.0025S時，Ub的值為多少？解: / U abm =2 U ab+1 1U ab = U abm =尸 X 311 = 220 有效值4242(V)瞬時值表達式為 uab =311sin(314t -60。)2)t =0.0025S時U abfH 1JI= 311xsinM00兀 X 0.0025l=311sin(-) = 80.53 丿12(V)RC串聯(lián)電路中的電壓、電流，哪些是對的，哪些是錯的?U(2) I= R + Xc2

28、.3用下列各式表示ui淚(1)UI= NU=U+LC(6)U =UR+Uc (7)Z = R-解：在R、C串聯(lián)電路中，總阻抗丄 Z2 2 2z = Jr2 + xC而U =Ur +Uc所以(1) (2)、2.4 圖 2.1 中，Ui=40V,值表達式。解：由電路圖可知，以UI = j oC1jXc=R-jocU =Ur+Uc(3)、(5)、(7)、(8)U2=30V, i =10sin314tUr = IR(8)U =-j|lxc(6)是對的。均是錯的，(4)則U為多少？并寫出其瞬時電壓ui與電流i同方向,而電壓U2超前電流i90o,所U =JU12+U； =/302 +402 =50(V)=

29、 arcta n? =36.94申=arcta n 士電壓u超前電流i的電度角5U =50V2sin(31.4t +36.9 3(V)2.5 圖 2.2 所示電路中，已知 u= 100sin(314 t+30o)伏，i =1、Zi、Z2l2m=10/83.13°(A)22.36sin(314 t+19.7o)安， i 2= 10sin(314 t+83.13o)安，試求：i 并說明乙、乙的性質(zhì)，繪出相量圖。解：由題知，I22.36/19.7 (A)Um =100迓(V)所以 l1m = Im - Jm =20/-6.87°(A)即 h =20sin(314t -6.87&#

30、176;)(a)Z1=U迴聖=50/38.6”:I1m 28jr( Q )Z2=N=進£=102I2m 10/83.13。( Q ) Zi為感性負載，乙為容性負載。2.6 圖2.3所示電路中，X=Xl=R,并已知電流表Ai的讀數(shù)為3A,試問A和A 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900, 而電感電流超前兩端電壓90°，因為X=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 A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。因為Xl=R, 所以電流表A的讀數(shù)為3A。til2.74、

31、u圖2. 1習(xí)題24的團圖2, 2習(xí)題2.5的團有一 R L、C串聯(lián)的交流電路，已知 R=X=X=10Q , l=1A,試求電壓 UZUL、UC和電路總阻抗解：oUr = RI =10x1=10（V）U L = j Xl|I =10x1 =10（v）-j Xc|l =10" =10（V）-rC= R + jXL-jXc=R =10（ Q） =Z l =10X1 =10（V）2.8電路如圖2.4所示，已知w =2rad/s，求電路的總阻抗 Zb。解：/ w =2rad/s Xl =«L =2（ Q）Xc= + =2wC（ Q ）"2少2/5小2"炭=2 +

32、2j+（2j2（；爲=3+j（ QUS2g 2 70.25Fb O-2.4習(xí)題2.g的區(qū)1團2 5習(xí)題29的S圖26習(xí)題210的圖2.9為 200V,求 X。解：電路如圖2.5所示，已知R=20Q , 4=10/0oA, X.=10Q , Ui的有效值由題意可知:U2U2 = RI2 =200空(V)200/ 90。Xc(A)200/90。+10/0"(A)2000/180。cc。+100/90"*(V)Xc-200/90°Ul = jXLXlL = j10" 乂 +10M=乂XcXcU1 =Ul +U； =2000/18+100/90。+ 200/0+

33、 i100(V)XcXc又因U=200200= (2OO-2000)2 +1002故有Xc2000 =200 ±173.2Xc貝U得：Xc=5.36( Q) , 或 Xc=74.6( Q ) 2.10 圖 2.6 所示電路中，us=10sin314tV, 卩F,求電流i 1, i 2和電壓uco解：Xl200 -= ±J2002 -1002Xc2000XC "200 ±173.2R=2Q, R2=1Q , L=637mH C=6372.11Xc1,3 =314rad/s=coL =314637 = 200 (Q)-J:5_6 Qwc 314X637X10

34、( Q)(R2 +jXL)(jXc)1000 -j5 ；=-j 5.13R2+jXL-jXc 1 + j195(Q)1 + j195Z=R1 + 乙=2-j5.13 (Q)I 1m=10/0=1.816/68.7°Z 2-j5.13(A)l1mXZ1 =1.816/68.7°x(i 5.13) =9.32/-21.3°(V)UsmUcmI 2m解:XlUcm9.32/-21.3= 1.86/68.7。(A) -jXc -j5i 1=1.816sin(314 t+68.7i 2=1.86sin(314 t +68.7 °uc=9.32sin(314 t-2

35、1.3 °圖2.7所示電路中，已知電源電壓 U=12V, w =2000rad/s，求電流I、I 1。 當 w =2000rad/ 時 s"L =2000x0.5x10” =1 ( Q)(A)(A)(V)Xc= Wc = 2000X250X102(Q)Zi=n（Q）Z=R +jXL+Zi =1 + j+1-j =2 （Q）12=62（A）UciZr =6x y/2 = 8.49（V）Ii=U=8=4.29R22（A）fii=l Cl 0.5 mH ¥fil邁.二二-還:i7=maiivj26QS2.7討題21的ES12.P 口題2.估的ERi = 40 Q , X

36、l=30Q ,R2 = 60 Q , Xc= 60 Q，接2.12圖2.8所示電路中，已知至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)。解：設(shè)U=22O空（V）Ii=空型=4.44Ri + j X L 40 + j 30（A）220/0°Q= 2.59/45°同理R2 - j X c 60 - j 60（A） I =li +I2 =4.4/-36.9° + 2.59/45° = 5.41/-8.61°（A）=UI cos® =220x5.41xcos8.61° = 1.18（kw） =UI si n&

37、#174; =220x5.412 n 8.61 ° = 178.2（Var） = cos® =cos0 -（-8.61） =0.992.13圖2.9所示電路中，求：（1）AB間的等效阻抗Zab； 電壓相量U AF 和U DF； （3）整個電路的有功功率和無功功率。Zab 十嚴（6+j8j8）=3+j4解：6+6 + j8-j8I亠進=2grZAB 3+j4（A） u af = IjX Li = 2/-53.1j4 = 8/36.9°（V）Ufb = IZfb =2/-53.1 °x3=6/-53.1°（V）U FB_FB 6/ 53.1宀I f

38、d =FB =1/ 53.1°6 + j8-j8 6（A） Udf = TFd（R2 + j8） =T/ 53.1°x（6 + j8） =10/ 180°（V）P =UI cos® =10x2xcos53.1 ° = 12（w）Q =UI sin® =10x2xsin53.1 ° = 16（var）2.14 今有一個40W勺日光燈，使用時燈管與鎮(zhèn)流器（可近似把鎮(zhèn)流器看作 純電感）串聯(lián)在電壓為220V,頻率為50Hz的電源上。已知燈管工作時屬于純電 阻負載，燈管兩端的電壓等于110V,試求鎮(zhèn)流器上的感抗和電感。這時電路的功率因

39、數(shù)等于多少？3 =314rad/s40=0.36Ur 110(A)2 2.2 U =Ur+Ul.Ul=Ju -Ur=J220 T10 =190.5(v)XL旦畢=5291L O.36( Q)，也=1.69314(H)解：/ P=40WU=110（V）丨-Pg 一1 L 一由于燈管與鎮(zhèn)流器是串聯(lián)的，所以coeU=220=0.5第3章三相交流電路習(xí)題參考答案三、填空題：1. 對稱三相負載作丫接，接在380V的三相四線制電源上。此時負載端的相電1壓等于_厲_倍的線電壓；相電流等于 L倍的線電流；中線電流等于0 02. 有一對稱三相負載成星形聯(lián)接，每相阻抗均為22Q,功率因數(shù)為0.8,又測出負載中的電

40、流為10A，那么三相電路的有功功率為5280W;無功功率為3960var ;視在功率為 6600VA o假如負載為感性設(shè)備，則等效電阻是 17.6 Q;等效電感量為（工頻下）42mH 0四、1.2.3.4.5.6.判斷題： 中線的作用就是使不對稱 丫接負載的端電壓保持對稱。 三相電路的有功功率，在任何情況下都可以用二瓦計法進行測量。 三相負載作三角形聯(lián)接時，總有1|=蟲Ip成立。 負載作星形聯(lián)接時，必有線電流等于相電流。 三相不對稱負載越接近對稱，中線上通過的電流就越小。 中線不允許斷開。因此不能安裝保險絲和開關(guān)，并且中線截面比火線粗。（錯）（對（錯（錯（對）（對）三、選擇題：1. 三相對稱電

41、路是指（C ）A、三相電源對稱的電路；B、三相負載對稱的電路；C、三相電源和三相負載均對稱的電路。2. 三相四線制供電線路，已知作星形聯(lián)接的三相負載中U相為純電阻，V相為純電感，W相為純電容，通過三相負載的電流均為10安培，則中線電流為（C） A、30 安; B、10 安;C、27.32 安。）B、25W燈泡最亮； C、兩只燈泡一樣亮。3.有“ 220V、100W” “220V、25W”白熾燈兩盞，串聯(lián)后接入 220V交流電源， 其亮度情況是（BA 100W燈泡最亮；四、計算題3-1 一臺三相交流電動機，定子繞組星形連接于U=380V的對稱三相電源上，其線電流I l=2.2A，cos 

42、9; =0.8，試求每相繞組的阻抗Z。解：先由題意畫出電路圖（如下圖），以幫助我們思考。因三相交流電動機是對稱負載，因此可選一相進行計算。三相負載作星接時Ul =73u p爲由于 UL=380（V），I l=2.2（A）Up=220（V）, I p=2.2（A）,U p 220=100IP 2.2（ Q）由阻抗三角形得R=|Z|CO田=100X0.8 = 80（）=7|z所以2 - R2 = J1002 -802 =60（ Q）（Q） R=8Q，感抗為 Xl=6Q。LL=380V,求負載星形連接時的相電流、相電壓和線電流，并XlZ=80+j603-2已知對稱三相交流電路，每相負載的電阻為（1）

43、設(shè)電源電壓為畫相量圖；（2）設(shè)電源電壓為并畫相量圖；（3）設(shè)電源電壓為并畫相量圖。解：由題意：（1）UL=220V,UL=380V,負載作星接時求負載三角形連接時的相電流、相電壓和線電流,求負載三角形連接時的相電流、相電壓和線電流,Ui=J3U P因Ul=380v,則Ua380= 220J3（V）= 220心（V）因相電流即線電流，其大小為： =迤=22/-36.9。8 + j6（A）設(shè)UaIa=22/ 156.9（A）= 22/83r（A）此時的相量圖略。(2) 負載作三角形連接時U, = Up因 U, =220v,則Uab =Ubc =Uca =220（ V設(shè) Uab =220空則相電流I

44、ab=UZ220/0°=22/-36.9°8 + j6（A）I bc =22/ 156.9° （A）I ca = 22/83.1 °（ A）線電流I A = 73 I ab/-30° = 38/-66.9°（A）Ir =J3lbc/ 30° = 38/186.9° = 38/173.1°（A）Icjlca/-30 J 38/53.1。（ A）此時的相量圖略。(3)負載作三角形連接時U, = Up因 U, =380v,則Uab =Ubc =Uca =380 （ V設(shè) Uab =380/0Iab 仝二型型=3

45、860則相電流線電流Z 8 + j6（A）I bc =38/156.9。（A）ca =38/83.1 °（A）I A = 73 I ab/-30° = 65.8/ 66.9°（A）=73lLc/ -30° = 65.8/-186.9° = 65.8/173.1°（A）IC = U§lca/ 30° = 65.8/53.1 °(A)此時的相量圖略。3-3 .已知電路如下圖所示。電源電壓U=380V,每相負載的阻抗為R= Xl= XC= 10Q。(1) 該三相負載能否稱為對稱負載？為什么？(2) 計算中線電流

46、和各相電流，畫出相量圖；(3) 求三相總功率。解：(1)三相負載不能稱為對稱負載，因為三相負Ul載的阻抗性質(zhì)不同，其阻抗角也不相同。故不能稱為對稱負載。= 380(V 則 U P = 220(V= 220空(V則Ub= 220/ 120。(V,U c =220/120。( V=土 =22/0。Ub-jXCR (A)= 220亠= 22/-30。-j10 (A)220迪=22/30。j10 (A)所以：I N =1 A+IB+1 C =22/0° + 22/30。中22/30°=60.1/0。(A)(3) 由于B相負載為電容，C相負載為電感，其有功功率為0,故三相總功率 即A

47、相電阻性負載的有功功率。2 2即 PRa R=22 "0 = 4840(W =4.84(KW)3-4.電路如圖3.2所示的三相四線制電路，三相負載 連接成星形，已知電源線電壓380V，負載電阻Ra=11 Q, Rb=Rc=22Q，試求：(1) 負載的各相電壓、相電流、線電流和三相總 功率；C 5ST 3習(xí)題王4的團(2) 中線斷開，A相又短路時的各相電流和線電 流；(3) 中線斷開，A相斷開時的各線電流和相電流。解: (1) Ul =380(V 貝UU P =220 (V)設(shè)Ua= 220空(V則Ub= 220/-120°(V, U c =220/120°(V)=

48、 20/0：(A)I N =1 a + Ib + I C-土Rb=UcRc于 7 (A)于10迪(A)=20/0° + 10/ 120° + l0/120° = 100A frC 032習(xí)題王4的屋I(A)(2)中線斷開，A相又短路時的電路如圖所示; 此時民、FC上的電壓為電源線電壓，Ub 型=17.27 22(A)380Ic = I C=17.2722(A)(3)中線斷開，A相斷開時的電路如圖所示， 此時甩、FC二負載串聯(lián)后的電壓為電源線電壓，Ib = Ic = Ubc =380= 8.64Rb+Rc22+22(A)3-5.三相對稱負載三角形連接，其線電流為Il

49、=5.5A , 有功功率為P=7760W，功率因數(shù)cos© =0.8求電源的 線電壓Ul、電路的無功功率Q和每相阻抗Z0解：由于 P= /3UlIlCOS®7760= 1018.2(V)=忌1018.2咒5.5j1-cosW =5819.8 (Var) 學(xué)二55 =3.18AUp =Ul =1018.2(V), P 亞品U L = /= = f=所以J3IL COS®J3n0.8Q = J3UlIl si nWAZUZ=±=皿=320.19(Q)p _Ip " 3.18團3.3習(xí)題3戀的圏3-6.求Ul。 Z=320.19/36.9o電路如圖3

50、.3所示,已知 Z= 12+j16 Q Il = 32.9A,解：由于三角形聯(lián)接時,UL =UP , Il =>/3lp所以1PIl 32.9"9(A)Ul =Up = 1 pXZ| =19% J122 +162 =380( V3-7.對稱三相負載星形連接，已知每相阻抗為Z=31+j22 Q ,電源線電壓為380V, 求三相交流電路的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)。UP = 220V解:Ul =380V22022031 + j22=,5.77J312 +222(A)功率因數(shù):COS®31=f二=0.816J312 +222有功功率：P =血lIl cos

51、74; =73x380x5.77xcos® =73x380x 5.77X0.816= 3098.9(対無功功率：QWUlIl sin =73x380x5.77x=2198.8j312 +222(Var)視在功率:S13.4習(xí)題Mg的圖3-8.在線電壓為38OV的三相電源上，接有兩組電阻性對稱負載，如圖3.4所示。 試求線路上的總線電流1和所有負載的有功功率。解：由于兩組對稱負載都是電阻性，所以計算較簡單。3801 LY i PY =字= 22Ry10（A）| la上=巴 型"7.32Ra38（A）Il=Ily +Ila = 22 + 17.32=39.32（A）也可以用相量法進行求解。由于三相負載對稱，所以可以選用一相進行計算。設(shè) Uab =380迓（V）則Ua =220空（V）星接時的線電流和相電流相等，