電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 第2版 習(xí)題及答案 第二章 正弦交流電路

PAGE20PAGE第二章正弦交流電一、填空1、已知u=10sin（3140t－240o）V，則Um=V，U=V，ω=rad/s，f=Hz，T=s,Φ=。2、有一正弦交流電流：i(t)=5×1.414sin(1000t＋300o)A，那么它的有效值為I=，角頻率ω=，初相角Φi=。3、周期T=0.02s，振幅為50V、初相角為60o的正弦交流電壓u的解析式為，其有效值。4、用電流表測(cè)得一正弦交流電路中的電流為10A，則其最大值為A。5、在正弦交流電中完成一次周期性變化所用的時(shí)間叫。6、正弦交流電1s內(nèi)變化的次數(shù)叫做正弦交流電的。7、周期、頻率和角頻率三者間滿足的關(guān)系是。8、描述正弦量的三要素是。9、電容器的容抗與自身電容量之間是（正比或反比）關(guān)系，與信號(hào)頻率之間是（正比或反比）關(guān)系。10、下列屬于直流電壓范圍的有（），屬于交流電壓范圍的是（）。11、線圈的感抗與自身電感值之間是（正比或反比）關(guān)系，與信號(hào)頻率之間是（正比或反比）關(guān)系。12、在純電阻電路中，功率因數(shù)為，感性負(fù)載電路中，功率因數(shù)介于與之間。13、在R-L-C串聯(lián)電路中，當(dāng)XL>XC時(shí)，電路呈__性；當(dāng)XL<XC時(shí)，電路呈_性；當(dāng)XL=XC時(shí)，電路呈__性。14、三相交流電相序正序?yàn)椤?5、三相電源的連接方式有與兩種，常采用方式供電。16、根據(jù)電流對(duì)人體的傷害程度，觸電可分為與兩種。17、電器設(shè)備常采用與兩種安全措施。18、當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)作星形連接時(shí)，線路中存在著兩種電壓，一種是，它是與之間的電壓。另一種是,它是之間的電壓。這兩種電壓有效值之間的關(guān)系是。19、對(duì)稱三相電源星形連接時(shí),UL=UP,線電壓的相位超前于它所對(duì)應(yīng)相電壓的相位。20、正序?qū)ΨQ三相星形連接電源,若UVW=38030oV,則UUV=V,UU=V,UW=V。二、選擇填空1、交流電流表在交流電路中的讀數(shù)為（）A、瞬時(shí)值B、平均值C、最大值D、有效值2、正弦交流電壓u=100Sin(628t+60°)V，它的頻率為（）A、100HZB、50HZC、60HZD、628HZ3、已知正弦交流電流i=10T2sin（314t+25o）則頻率為（）A、50HZB、220HZC、314HZD、1000HZ4、已知正弦交流電壓u=220sin(314t-30o)則其角頻率為（）A、30B、220C、50D、100π5

、正弦交流電的有效值為10A，頻率為50HZ，初相位為-30°，它的解析式為（）A、i=10sin（314t+30°）AB、i=10sin（314t30°）AC、i=10sin（314t-30°）AD、i=10sin（50t+30°）A6、相量U=100e-j60°V的解析式為（）A、u=100EQ\R(,2)sin(ωt-60°)VB、u=100sin(ωt-60°)VC、u=100sin(ωt+60°)VD、u=100EQEQ\R(,2)sin(ωt+60°)V7、關(guān)于正弦交流電相量的敘述中，（）的說法不正確的。A、模表示正弦量的有效值B、幅角表示正弦量的初相C、幅角表示正弦量的相位D、相量只表示正弦量與復(fù)數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、8、

正弦交流電e=EmSin(ωt+φ)式中的(ωt+φ)表示正弦交流電的()A、周期B、相位C、初相位D、機(jī)械角9、在解析式u=Umsin(ωt+Ф)中，Ф表示（）A、頻率B、相位C、初相角D、相位差10、已知正弦交流電流i=100πsin(100πt+Ф)則電流的有效值為（）A、70.7B、100C、70.7πD、100π11.如圖所示正弦交流電流的有效值是（）AA、5EQ\R(,2)B、5C、10D、6.712、在正弦交流電的波形圖上，若兩個(gè)正弦量正交，說明這兩個(gè)正弦量的相位差是（）A、180oB、61oC、90oD、0o13、三相電源繞組星形連接時(shí)，線電壓與相電壓的關(guān)系是（）A、U線=U相B、線電壓滯后與之對(duì)應(yīng)相電壓30°C、U線=U相D、線電壓超前與之對(duì)應(yīng)的30°14、星形接法線電壓為220V的三相對(duì)稱電路中，其各相電壓為（）A、220伏B、380伏C、127伏D、110伏15、三相四線制供電系統(tǒng)中，線電壓指的是（）.A、兩相線間的電壓B、零對(duì)地電壓C、相線與零線電壓D、相線對(duì)地電壓16、在三相四線制中性點(diǎn)接地供電系統(tǒng)中,線電壓指的是（）的電壓。A、相線之間B、零線對(duì)地間C、相線對(duì)零線間D、相線對(duì)地間17、三相四線制供電線路中，若相電壓為220伏，則火線與火線間電壓為（）A、220VB、380VC、311VD、440V18、三相四線制供電系統(tǒng)中，中線電流等于（）A、零B、三倍相電流C、各相電流的代數(shù)和D、各項(xiàng)電流的相量和19、中性點(diǎn)接地，設(shè)備外殼接中性線的運(yùn)行方式叫（）.A、保護(hù)接地B、保護(hù)接零C、接地或接零D、接地保護(hù)20、中性點(diǎn)不接地，而設(shè)備外殼接地的形式叫（）A、保護(hù)接零B、保護(hù)接地C、接地或接零D、不確定三、判斷1、大小和方向都隨時(shí)間變化的電流稱為交流電流。（）2、直流電流的頻率為零，其周期為無限大。（）3、正弦交流電三要素是周期、頻率和初相位。（）4、對(duì)于同一個(gè)正弦交流量來說，周期、頻率和角頻率是三個(gè)互不相干，各自獨(dú)立的物理量。（）5、交流電的有效值是最大值的二分之一。（）6、電器設(shè)備銘牌標(biāo)示的參數(shù)、交流儀表的指示值，一般是指交流電的最大值。（）7、已知u1=100sinωtV，u2=150sin（ωt-120o）V如圖所示，判斷下列表達(dá)式的正誤。（1）u=u1+u2（）u1u2u1u2u（3）U=U1+U2（）（4）Um=U1m+U2m（）8、電阻元件上電壓、電流的初相一定都是零，所以它們是同相的。（）9、電感元件電壓相位超前于電流，所以電路中總是先有電壓后有電流。（）10、電感元件在直流電路中不呈現(xiàn)感抗，因?yàn)榇藭r(shí)電感量為零。（）11、電容元件在直流電路中相當(dāng)于開路，因?yàn)榇藭r(shí)容抗為無窮大。（）12、如果某電路的功率因數(shù)為1，則該電路一定是只含電阻的電路。（）13、選定電感元件、電容元件的電壓與電流關(guān)聯(lián)參考時(shí)：（1）uL=ωLIL（）（2）UL=ωLIL（）（3）uL=ωLiL（）（4）iC=（）（5）IC=（）（6）iC=（）14、RLC串聯(lián)電路中（1）U=UR+UL+UC（）（2）U=（）（3）（）（4）Z=R+XL+XC（）15、凡三相負(fù)載作三角形連接時(shí)，線電流必為相電流的根號(hào)3倍。（）16、阻抗值相等的三相負(fù)載稱為三相對(duì)稱負(fù)載。（）17、人們平時(shí)所用的交流電壓表、電流表所測(cè)出的數(shù)值是有效值。（）18、頻率為50Hz的交流電，其周期為0.02秒。（）四、問答與計(jì)算題1、已知某電路電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=14.14sin（314t+30o）A，問：（1）該電流的最大值、有效值是多少？（2）周期、頻率各為多少？（3）初相角是多少？（4）時(shí)間t=0和t=0.1s時(shí)的電流是多少？（5）畫出其波形圖。2、在選定的參考方向下,已知兩正弦量的解析式為u=200sin(1000t+200°)V，i=-5sin(314t+30o)A,試求兩個(gè)正弦量的三要素。3、已知選定參考方向下正弦量的波形圖如圖所示,試寫出正弦量的解析式。4、已知正弦量：u1=20sin（314t+45o）V，u2=40sin（314t－90o）V，1）則它們的相位和初相分別是多少？2）求出它們的相位差，說明相位關(guān)系。5、三個(gè)工頻正弦量i1、i2和i3的最大值分別為1A、2A和3A，若i3的初相為60o，i1較i2超前30o，較i3滯后150o，試分別寫出三個(gè)電流的解析式。6、常用的電容器都標(biāo)明了耐壓多少伏。現(xiàn)有一個(gè)耐壓500V的電容器，可否將他接在電壓為500V的交流電源上使用？為什么？7、寫出下列各正弦量對(duì)應(yīng)的向量，并繪出向量圖。8、兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式分別為：e1=110sin314tV，e2=110sin（314t+120o）V。試用相量法求出和（e1+e2）與差（e1-e2）的瞬時(shí)值解析式。9、已知u1=220sinωtV，u2=220sin（ωt—240）V，試求u1+u2并繪出相量圖。10、一個(gè)220V，60W的燈泡接在u=220sin（314t+30o）V的電源上，求流過燈泡的電流，寫出電流的解析式并畫出電壓、電流的相量圖。11、一線圈在工頻電壓作用下，感抗為47.1Ω，試求其電感；當(dāng)通過此線圈的電流頻率為100Hz與10﹣6Hz時(shí)，它的感抗各為多少？12、一只耐壓為400V，容量為220μF的電容，接在u=220sin（314t+60o）的電源上，通過的電流是多少？并寫出電流的瞬時(shí)表達(dá)式。13、具有電感L=160mH和電阻R=25Ω的線圈與電容C=127μF串聯(lián)后，接到電壓u=180sin314tV的電源上。求（1）電路中的電流；（2）有功功率和無功功率；（3）畫出相量圖。14、下圖的交流電路中，已知R=XL=XC，試比較各電流表的讀數(shù)。 14題圖15題圖15、三個(gè)同樣的白熾燈，分別與電阻、電感及電容器串聯(lián)后接在交流電源上，如圖所示。如果R=XL=XC，試問燈的亮度是否一樣？為什么？假如將它們改接在直流電源上，燈的亮度各有什么變化？16、日光燈電路等效為R=300Ω，XL=446Ω相串聯(lián)的電路，已知電壓u=220sin100πtV，為了提高日光燈電路的功率因數(shù)，在日光燈電路上并聯(lián)一個(gè)C=4.75μF的電容，求并聯(lián)電容后整個(gè)電路的功率因數(shù)cosφ。17、三相發(fā)電機(jī)接成三角形供電。如果誤將U相接反,會(huì)產(chǎn)生什么后果？如何使連接正確？18、三相四線制電路中,星形負(fù)載各相阻抗分別為ZU=8+j6Ω，ZV=3－j4Ω，ZW=10Ω,電源線電壓為380V,求各相電流及中線電流。19、對(duì)稱負(fù)載接成三角形,接入線電壓為380V的三相電源,若每相阻Z=6+j8Ω，求負(fù)載各相電流及各線電流。UVWS20、圖示電路中，設(shè)三相負(fù)載是對(duì)稱的，已知接在電路中的電流表A1UVWSUVUVWV2ZV1ZZUA1A2VZZWZ20題圖21題圖22題圖21、圖中，設(shè)三相負(fù)載是對(duì)稱的，已知接在電路中的電壓表V2的讀數(shù)是660V。問：電壓表V1的讀數(shù)是多少？22、三只白熾燈，額定功率相同，額定電壓均為220V，如圖所示，接在線電壓為380V的三相四線制電源上。將接在U相的開關(guān)S閉合與斷開時(shí)，對(duì)V、W兩相的白熾燈亮度有無影響？如果不接中線，影響又將如何？為什么？五、知識(shí)鏈接與拓展1、產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是什么？簡(jiǎn)述電磁爐的工作原理。2、使用低壓驗(yàn)電筆須注意哪些問題？3、在日光燈實(shí)驗(yàn)中，你使用了哪些儀表？說明并聯(lián)電容的物理意義并簡(jiǎn)述日光燈點(diǎn)燃的工作原理。4、在三相四線制的輸電系統(tǒng)中，為什么中線不接開關(guān)，也不接入熔斷器？5、為什么電燈開關(guān)一定要接在火線上？6、什么三相電源的相序？工程上用哪兒三種顏色區(qū)分？正弦交流電答案一、填空1、2、3、4、5、周期T6、頻率f7、8、振幅周期初相位9、反比反比10、1）、2），3）、4）11、正比，正比12、1，0與113、電感電容電阻14、U-V-W15、YΔY16、電擊電傷17、保護(hù)接地保護(hù)接零18、線電壓，端線端線，相電壓，端線中性線，19、20、二、選擇填空1、D2、A3、A4、D5

、C6、B7、D8、B9、C10、C11、A12、C13、三相電源繞組星形連接時(shí)，線電壓與相電壓的關(guān)系是（）A、U線=U相B、線電壓滯后與之對(duì)應(yīng)相電壓30°C、U線=U相D、線電壓超前與之對(duì)應(yīng)的30°14、C15、A16、A17、B18、C19、B20、B三、判斷1、√2、√3、X4、X5、X6、X7、（1）√（2）√（3）X（4）X8、X9、X10、X11、√12、X13、（1）X（2）√（3）X（4）X（5）X（6）X14、（1）X（2）√（3）√（4）X15、X16、X17、√18、√四、問答與計(jì)算題1、已知某電路電流的瞬時(shí)表達(dá)式為i=14.14sin（314t+30o）A，問：（1）該電流的最大值、有效值是多少？（2）周期、頻率各為多少？（3）初相角是多少？（4）時(shí)間t=0和t=0.1s時(shí)的電流是多少？（5）畫出其波形圖。解：（1）（2）（3）（4）當(dāng)當(dāng)(5)2、解：正弦電壓的三要素正弦電流的三要素3、解：根據(jù)正弦量的波形圖4、已知正弦量：u1=20sin（314t+45o）V，u2=40sin（314t－90o）V，1）則它們的相位和初相分別是多少？2）求出它們的相位差，說明相位關(guān)系。解：相位差電壓的相位超前的相位三個(gè)工頻正弦量i1、i2和i3的最大值分別為1A、2A和3A，若i3的初相為60o，i1較i2超前30o，較i3滯后150o，試分別寫出三個(gè)電流的解析式。解：根據(jù)題意將代入得所以三個(gè)電流的解析式為：6、常用的電容器都標(biāo)明了耐壓多少伏?，F(xiàn)有一個(gè)耐壓500V的電容器，可否將他接在電壓為500V的交流電源上使用？為什么？解：耐壓500v的電容器不能接在電壓為500v的交流電源上使用。因?yàn)?00v的交流電源電壓的最大值為超過了電容器的耐壓值而會(huì)損壞電容器。7、寫出下列各正弦量對(duì)應(yīng)的向量，并繪出向量圖。解：8、兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式分別為：e1=110sin314tV，e2=110sin（314t+120o）V。試用相量法求出和（e1+e2）與差（e1-e2）的瞬時(shí)值解析式。解:和的相量表達(dá)式如下所以:9、已知u1=220sinωtV，u2=220sin（ωt—240）V，試求u1+u2并繪出相量圖。解：10、一個(gè)220V，60W的燈泡接在u=220sin（314t+30o）V的電源上，求流過燈泡的電流，寫出電流的解析式并畫出電壓、電流的相量圖。解：相量圖如下：Ωm11、一線圈在工頻電壓作用下，感抗為47.1Ω，試求其電感；當(dāng)通過此線圈的電流頻率為100Hz與10﹣6Hz時(shí)，它的感抗各為多少？Ωm解：ΩΩ12、一只耐壓為400V，容量為220μF的電容，接在u=220sin（314t+60o）的電源上，通過的電流是多少？并寫出電流的瞬時(shí)表達(dá)式。解：（Ω）13、具有電感L=160mH和電阻R=25Ω的線圈與電容C=127μF串聯(lián)后，接到電壓u=180sin314tV的電源上。求（1）電路中的電流；（2）有功功率和無功功率；（3）畫出相量圖。解：(1)（Ω）（Ω）(2)(3)14、下圖的交流電路中，已知R=XL=XC，試比較各電流表的讀數(shù)。 14題圖15題圖解：因?yàn)镽=XL=XC所以電流表1、2、3、5的讀數(shù)相同。電流表4的讀數(shù)為0。15、三個(gè)同樣的白熾燈，分別與電阻、電感及電容器串聯(lián)后接在交流電源上，如圖所示。如果R=XL=XC，試問燈的亮度是否一樣？為什么？假如將它們改接在直流電源上，燈的亮度各有什么變化？解：接在交流電源上時(shí)三個(gè)燈的亮度不一樣，如圖與電容、電感串聯(lián)后接于交流電源的白熾燈電壓相等且高于與電阻串聯(lián)的白熾燈電壓，所以與電容、電感串聯(lián)后接于交流電源的白熾燈的亮度相同且比與電阻串聯(lián)的白熾燈亮。假如將它們介入直流電源，與電容串聯(lián)的白熾燈不亮，電容在直流電路中為開路狀態(tài)；與電感串聯(lián)的白熾燈比與電阻串聯(lián)的白熾燈亮度亮，電感在直流電路為短路，白熾燈兩端電壓最大。日光燈電路等效為R=300Ω，XL=446Ω相串聯(lián)的電路，已知電壓u=220sin100πtV，為了提高日光燈電路的功率因數(shù)，在日光燈電路上并聯(lián)一個(gè)C=4.75μF的電容，求并聯(lián)電容后整個(gè)電路的功率因數(shù)cosφ。解：17、三相發(fā)電機(jī)接成三角形供電。如果誤將U相接反,會(huì)產(chǎn)生什么后果？如何使連接正確？解：三相發(fā)電機(jī)的三個(gè)繞組依次首尾相連，接成一個(gè)閉合回路，由于各相電壓對(duì)稱，在任何時(shí)刻三相電壓之和為零，電源內(nèi)部沒有回路電流。如果誤將U相接反則在回路中引起電流而損壞發(fā)電機(jī)繞組。18、三相四線制電路中,星形負(fù)載各相阻抗分別為ZU=8+j6Ω，ZV=3－j4Ω，ZW=10Ω,電源線電壓為380V,求各相電流及中線電流。解：設(shè)則19、對(duì)稱負(fù)載接成三角形,接入線電壓為380V的三相電源,若每相阻Z=6+j8Ω，求負(fù)載各相電流及各線電流。解：設(shè)每相負(fù)載的相電壓為：則則各相電流為：三相負(fù)載對(duì)稱，所以各線電流的大小為相電流的倍，相位滯后對(duì)應(yīng)相電流各線電流為：20、圖示電路中，設(shè)三相負(fù)載是對(duì)稱的，已知接在電路中的電流表A1的讀數(shù)是15A。問：電流表A2的讀數(shù)是多少？解;根據(jù)題意電流表A1的讀數(shù)為線電流，A2的讀數(shù)相電流因三相負(fù)載對(duì)稱所以UA1AUA1A2VZZWZ電流表A2的讀數(shù)為：圖中，設(shè)三相負(fù)載是對(duì)稱的，已知接在電路中的電壓表V2的讀數(shù)是660V。問：電壓表V1的讀數(shù)是多少？UVWV2ZVUVWV2ZV1ZZ所以電壓表V1的讀數(shù)為220V22、三只白熾燈，額定功率相同，額定電壓均為220V，如圖所示，接在線電壓為380V的三相四線制電源上。將接在V相的開關(guān)S閉合與斷開時(shí)，對(duì)V、W兩相的白熾燈亮度有無影響？如果不接中線，影響又將如何？為什么？解：（1）有中線，將接在U相開關(guān)閉合與斷開對(duì)其他兩相UVUVWS(2)不接中線，開關(guān)S閉合，三相負(fù)載是對(duì)稱負(fù)載，無影響。開關(guān)S斷開，V相、W相兩個(gè)燈泡是串聯(lián)，每一項(xiàng)電壓是380÷2=190V<220V,欠壓白熾燈達(dá)不到額定亮度。五、知識(shí)鏈接與拓展1、產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是什么？簡(jiǎn)述電磁爐的工作原理。答：產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是穿過閉合導(dǎo)體回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。電磁爐的工作原理簡(jiǎn)述：電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行加熱的廚房電器，其工作原理概括如下（1）當(dāng)交變電流通過電磁爐內(nèi)部的線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生變化電磁場(chǎng)（2）變化的磁場(chǎng)穿過含有鐵質(zhì)材料的鍋具時(shí)，會(huì)在鍋具內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電流，利用渦旋電流的熱效應(yīng)，使鍋具迅速