單片機應(yīng)用技術(shù)課后習(xí)題答案單元二北郵

單元二正弦交流電流

一、填空題

1.隨時間按正弦規(guī)律變化的交變電壓（或電流），稱為正弦交流電。

2.正弦交流電的三要素是食效值、頻率和初相位?！迸c八T三者之

間的關(guān)系是：3=24=與。

3.交流電有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。

4.為簡化計算，工程上采用數(shù)學(xué)中的復(fù)數(shù)來表示同頻率的正芨量,并

將它們稱為相量。

5.三相對稱交流電源的特點是:最大值相等、頻率相同、相位互差120

度。

6.電感線圈對交流電的阻礙作用稱為感抗.，其值與頻率成正

比，流過純電感線圈中的電流比它兩端的電壓在相位上渣后烈s

7.電容元件對交流電的阻礙作用叫容抗，電容對低頻電流的阻礙作用

大，對高頻電流的阻礙作用小。

8.電工技術(shù)中，把復(fù)數(shù)z=R+j｛（oL--叫做復(fù)阻抗，復(fù)數(shù)的模叫做

coC

阻抗。阻抗角0>0,電路呈感性；（P<0,電路呈容性；0=0,電路

呈阻性,電壓與電流同相位時，電路則發(fā)生了遭振。

9.在電工技術(shù)中方巴電路端口電壓有效值u與端口電流有效值/的乘

積，稱為二端網(wǎng)絡(luò)的視在功率。

10才是高功率因數(shù)的意義是：提高電源設(shè)備的利用率；降低了電能在

線路上的損失。

11.提高功率因數(shù)的方法是：并聯(lián)電容器和提高自然功率因數(shù)。并

聯(lián)后，負(fù)載上的電壓和直功功率均保持不變。

12.在RLC串聯(lián)電路中，可以用調(diào)節(jié)電源頻率和改變電路參數(shù)

的方法使電路諧振。

13.若三相負(fù)載對稱，則不論星形聯(lián)接還是角形聯(lián)接，其三相有功

功率都可用公式_P=guj]cos。來計算。

14.三相對稱電動勢的特點是最大值相箜，頻率相同，相位互差120°。

15.對稱三相四線制電源，可提供兩種電壓：線電壓和相電壓,

5=同〃，相位關(guān)系是線電壓超前相應(yīng)的相電壓30°。

16.三相對稱負(fù)載作三角形連接，接入三相對稱電源，線電流是相

電流的省倍。

17.三相四線制供電系統(tǒng)中，中線的作用是使不對稱的三相負(fù)載的涸

電壓對稱；中線上不準(zhǔn)許安裝矮斷器和開關(guān)。

二、選擇題

1.已知兩個正弦量分別為I]=-4sin(100z+60°)A,z2=4sin(100z+60°)A,

則i與力的相位差為(A)。

A.180°B.0°C.90°D.-90°

2.已知兩個同頻率的相量分別為■=50/30。V,C/2=-100Z-150°V,

則其對應(yīng)的正弦電壓小與％的相位差為(A)。

A.0°B.90°C.120°D.-120°

3.某正弦電流z-100sin(314r+15°)A,則其周期和有效值為(D工

A.0.01s,100AB.0.02s,100A

C.0.01s,70.7AD.0.02s,70.7A

4.相量A=1-/的幅角為(D)。

A.乃/4B.34/4C,-34/4D.-乃/4

5.某正弦電壓?]=Umisin(<yr-^/3)V,u2超前w,乃/3,則u2的初相

角為(A)o

A.0°B.2萬/3C.-2TT/3D.n

6.三相四線供電線路，已知做星形連接的三相負(fù)載中A相負(fù)載為純

電阻，B相為純電感，C相為純電容，通過三相負(fù)載的電流均為

10A，則中線電流為(C)

A.30B.10C.7.32D.0

7.在電源對稱的三相四線制電路中，若三相負(fù)載不對稱，則該負(fù)載各

相電壓(\

A.不對稱B.仍然對稱C.不一定對稱

8.三相發(fā)電機繞組接成三相四線制，測得三個相電壓

UA=UB=UC=220V,三個線電壓AB380V^BCcA220V^，這說明

(ex

A.A相繞組接反了B.B相繞組接反了C.C相繞組接反了

9.三相對稱電路是指(C)。

A.三相電源對稱的電路

B.三相負(fù)載對稱的電路

C.三相電源和三相負(fù)載都對稱的電路。

10.三相四線制中，中線的作用是(C1

A.保證三相負(fù)載對稱B保證三相功率對稱

C.保證三相電壓對稱D.保證三相電流對稱。

三、分析計算

1.我國民用照明電壓的頻率和周期、有效值和幅值分別是多少？寫出

初相為零的電壓瞬時值表達(dá)式，畫出波形圖，并計算當(dāng)t=5ms時，

電壓的瞬時值。

周期0.02s，頻率50Hz,有效值220V,“=35抽3q乂幅值311V

2.有一加熱器用萬用表測出其阻值為80?，F(xiàn)接到“=311sin314十的

交流電源上,寫出加熱器流過的電流瞬時值表達(dá)式，并計算每天使用

1小時，30天消耗多少度電？

解/=—sin314MW=型-、1*30=18.1度

8080

3?一個額定功率為220V/500W的電熨斗接在220V的工頻電源上,

求電熨斗的電流。如每天使用1小時，30天共耗多少度電?如果電

源頻率改為60Hz,上述計算值是否有變化？

解：I=￡=幽=2.27AW=0.5xl*30=15度

U220

4.寫出Mx=220V2sin314rV,=220sin(314r-1200)V和

〃c=220sin(314r+120。w的相量表達(dá)式，并畫出相量圖。

5.在電視機的電源濾波電路中有一個電感為0.6mH的線圈，試計算

它對50Hz的電源感抗和對100kHz的微波干擾信號的感抗。

解：X/=&>/,=2萬4=314x0.6x10-3=0.188。

=?L=2^./L=2x3.14xl00xl03x0.6xl0-3=376.80

6.已知相量6=8+/產(chǎn)8/^。求(1)/1+6;⑵/-B;(3)/xB;

(4)2/Bo

解：A+B=12-/0.93,A-B=4+j12.93,

A

AXB=80Z-23.3°,—=1.25/96.7°。

B

7.有一電扇電機的電感為0.1H,電阻忽略不計，接在工頻220V電

源上，求電機電流和無功功率，并畫出以電流為參考量的電壓與電流

相量圖。

解：丫力=砒=2漢四=2x3.14x50x0.1=31.4。

八〃，U22202…”，

Q,=UI=—=----=1541Vkzr

XL31.4

8.為了提高負(fù)載的功率因數(shù)，將一個250V/4.7|JF無極性電容與感性

負(fù)載并聯(lián)接在工頻220V的電源上，求電容支路的電流和電容的無功

功率。并以電壓為參考量，畫出電容的電壓與電容電流的相量圖。

'X,.=—^―=---=-------------------=677.6Q

ccoCfC2x3.14x50x4.7xl0-6

U220

=0.325A

677.6

0c=UIC=220x0.325=71.5"

9.圖2-33所示電路中，已知/?=50Q,￡=31.8mH,0=318"。

求電源電壓為220V,頻率分別為50Hz和1kHz兩種情況下各元件

所流過的電流，并以電源電壓為參考量，畫出＞紙〃和/的相量圖。

圖2-33題2-10圖

解：當(dāng)f=50HzXL=泣=2乃兒=2x3.14x50x31.8x10-3=10。

X—]_!_[0Q

c~a)C~2X3.14X50X318X1G-6-

所以

220…

——=4.4A

R50

220小“

——=22A

10

2202“

——=22A

10

當(dāng)f=ioooHz時

=<yL=2^/L=2x3.14xl000x31.8xl0-3=200Q

1

X0.5Q

。o)C2x3.14xl000x318xl0-6

220…

——=4.4A

R50

220…

----=L1A

200

,220

l=——=440A

cr0.5

10.圖2-34所示電路中，A、B、C三個照明燈相同，三種元件/?=

Xc二XL,試問接于交流電源上時，照明燈的亮度有什么不同？若改接

到電壓相同的直流電源上，穩(wěn)定后，與接交流電源時相比，各照明燈

亮度有什么變化？

圖2-34題2-11圖

解：參考相量圖

UR

I/n

U=lt/=110VU=U^U,=—t7=155.6V

NR20nLcL2

所以B比A亮，C比A亮。

若是直流電源，A不變，B燈滅，C比A亮。

IL將一個電感線圈接在12V直流電源上，通過的電流為0.8A,改接

在1kHz、12V的交流電源上，通過的電流為0.6A,求此線圈的電阻

和電感。

R=15Q

￡=2.1mH

12.已知R=30Q,Z=127mH,C=40pF串聯(lián)，流過電流為

i=4.40sin314rAo求：(1)感抗、容抗和阻抗；(2)各元件上電壓

的有效值及總電壓的瞬時值表達(dá)式；(3)有功功率、無功功率和視在

功率；(4)作出電壓相量圖。

解：(1)X,=ft>L=2^/L=2x3.14x50xl27xl0-3=40Q

Xc=—=-------------5-------------=80。

ca>C2x3.14x50x40x10^

u=220>/2sin(314f-53.1)V

(2)4=132V

4=176V

4=352V

(3)p=uRx/=581W

Q=(UC-UL)I=U4Var

S="=220x4.4=968V<4

13.調(diào)幅半導(dǎo)體收音機的中頻變壓器電感為0.6mH，問應(yīng)并聯(lián)多大的

電容才能諧振在465kHz的中頻頻率上。195PF

11

解：=195.6x10-6=]95.6pf

c=32-3

Q兀f)2L(2X3.14X465Xio)X0.6Xio

14.某收音機的輸入電路如圖2-19所示，如果天線回路中的電感為

0.33mH,可變電容C應(yīng)在多大范圍內(nèi)可調(diào)才能收聽到530~1600

kHz的中波段廣播。

273PF

15.有一日光燈電路如圖2-35所示，燈管與鎮(zhèn)流器串聯(lián)接在工頻

220V的交流電源上，燈管的電阻/?i=300Q,鎮(zhèn)流器的線圈電感L

=1.5H電阻/?=20Qo試求(1)電路中的電流/；(2)燈管兩端的

電壓。町、鎮(zhèn)流器兩端的電壓；(3)電路消耗的有功功率p和無功

功率G及功率因數(shù)cos/(4)畫出以電流/為參考相量的“，、。,和

力。(5)如要將功率因數(shù)提高到0.95,應(yīng)并聯(lián)多大的電容？

鎮(zhèn)流器

Ri

燈管

圖2-35題2-16圖

,,

(1)Z=569Z55.8°Q,0.39A/(2)117Z-55.8V,184Z31.8°V

(3)48.7W,71var,0.56;(5)3.66〃

(1)|z|=+R)2+Xj=569/558。

g_220Z0

=0.9Z-55.8'A

一團(tuán)—569N55.8,

(2)4=RJ=300x0.39=117V

(3)P=(4+R)/2=(300+20)x0.392=48.7W

p

(5)C=----?(tan(px-tan(p)—3.66f.iF

CDU

16在三相四線制供電系統(tǒng)中，如相電壓%=220&sina，