电工学(1)曾令琴 , 赵胜会编 习题解答.doc

第1章 检测题 一、填空题（每空1分）1、电源和负载的本质区别是：电源是把 其它形式的 能量转换成 电 能的设备，负载是把 电 能转换成 其它形式 能量的设备。2、实际电路中的元器件，其电特性往往 多元 而 复杂 ，而理想电路元件的电特性则是 单一 和 确切 的。 3、电力系统中构成的强电电路，其特点是 大电流 、 大功率；电子技术中构成的弱电电路的特点则是 小电流 、 小功率 。4、从元件上任一时刻的电压、电流关系上来看，电阻元件为 即时 元件，电感元件为 动态 元件，电容元件为 动态 元件；从能量关系来看，电阻元件为 耗能 元件，电感元件为 储能 元件，电容元件为 储能 元件。5、线性电路中各支路上的 电压 和 电流 均具有叠加性，但电路中的 功率 不具有叠加性。6、电流沿电压降低的方向取向称为 关联 方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件 吸收 电能；电流沿电压升高的方向取向称为 非关联 方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件 吸收 电能。7、理想电压源和理想电流源均属于 无穷大 功率源，因此它们之间是 不能 等效互换的。实际电压源模型和电流源模型等效互换时，它们的 内阻 不变，等效电压源的电压US ISRI ，等效电流源的电流值IS USRU 。8、电源向负载提供最大功率的条件是 电源内阻 与 负载电阻 的数值相等，这种情况称为 阻抗匹配 ，此时负载上获得的最大功率为 US2/4RS 。9、 电压 是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间 电压 。电路中某点到参考点间的 电压 称为该点的电位，电位具有 相对 性。10、线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受 欧姆 定律的约束；电路中各支路电流任意时刻均遵循 KCL 定律；回路上各电压之间的关系则受 KVL 定律的约束。这三大定律是电路分析中应牢固掌握的 三大基本 规律。二、判别正误题（每小题1分）1、用理想电路元件及其组合模拟实际电路器件的方法称为电路建模。 （ 对 ）2、元件上的电压、电流参考方向关联时，一定是负载。 （ 错 ）3、大负载是指在一定电压下，向电源吸取电流大的设备。 （ 对 ）4、无论测电压还是测电位都是选用万用表的电压挡，因此它们的测量方法相同。（ 错 ）5、实际电压源和电流源的内阻为零时，即为理想电压源和电流源。 （ 错 ）6、电源短路时输出的电流最大，此时电源输出的功率也最大。 （ 错 ）7、线路上负载并联得越多，其等效电阻越小，因此取用的电流也越少。 （ 错 ）8、负载上获得最大功率时，电源的利用率最高。 （ 错 ）9、线性电路中的电压、电流、功率都具有叠加性。 （ 错 ）10、实际当中，可以把1.5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。 （ 错 ）11、对含有受控源的电路进行变换时，和独立源的变换是没有任何区别的。 （ 错 ）三、选择题（每小题2分）1、当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，假设该元件（B）功率。A、吸收； B、发出。2、一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（C）A、负载电阻增大； B、负载电阻减小； C、电源输出的电流增大。3、电流源开路时，该电流源内部（B）A、有电流，有功率损耗； B、无电流，无功率损耗； C、有电流，无功率损耗。4、某电阻元件的额定数据为“1K、2.5W”，正常使用时允许流过的最大电流为（A）A、50mA； B、2.5mA； C、250mA。5、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏，串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（B）A、100W灯泡最亮； B、25W灯泡最亮； C、两只灯泡一样亮。6、已知电路中A点的对地电位是65V，B点的对地电位是35V，则UBA=（B）A、100V； B、30V； C、30V。USAVD图1.347、图1-31中安培表内阻极低，伏特表电压极高，电池内阻不计，如果伏特表被短接，则（C）A、灯D将被烧毁； B、灯D特别亮；C、安培表被烧。8、图1-31中如果安培表被短接，则（C）A、电灯不亮； B、电灯将被烧； C、不发生任何事故。9、如果图1.34电路中电灯灯丝被烧断，则（B）A、安培表读数不变，伏特表读数为零；B、伏特表读数不变，安培表读数为零；C、安培表和伏特表的读数都不变。10、如果图1-31电路中伏特表内部线圈烧断，则（D）A、安培表烧毁； B、电灯不亮； C、电灯特别亮； D、以上情况都不发生。四、名词解释（每小题2分）1、电路模型答：由理想元件及其组合近似地代替实际器件构成的、与实际电路相对应的电路图。2、理想电路元件答：具有确定电磁性质的假想元件，是一种理想化的模型并具有精确的数学定义，是组成电路模型的最小单元。3、电路等效答：指两个电路对端口以外的部分而言，作用效果相同。4、关联参考方向答：电压、电流的参考方向一致时称为关联参考方向，是实际负载上的电压、电流关系。5、非关联参考方向答：电压、电流的参考方向不一致时称为非关联参考方向，是实际电源上的电压、电流关系。五、简答题（每小题3分）1、将一个内阻为0.5，量程为1A的安培表误认为成伏特表，接到电压源为10V，内阻为0.5的电源上，试问此时安培表中通过的电流有多大？会发生什么情况？你能说说使用安培表应注意哪些问题吗？答：安培表中通过的电流为：10（0.5+0.5）=10A 是其额定电流的10倍，安培表会因过流而烧毁。使用安培表时一定要注意应串接在被测电路中。2、在4盏灯泡串联的电路中，除2号灯不亮外其它3盏灯都亮。当把2号灯从灯座上取下后，剩下3盏灯仍亮，问电路中出现了何故障？为什么？答：电路在2号灯处发生了短路现象。因为当2号灯被短路时，它不起作用，所以有它没它，整个线路仍是连通的，所以其它灯还亮。3、如何理解电路的激励和响应？当电感元件和电容元件向外释放能量时，能否将它们看作是电路激励？答：激励就是在电路中激发电能的原因，响应则是电路中接受电能的表现。当电感元件和电容元件向外释放能量时，可以看作是电路激励。例如一个充好电的电容器，把它和一个电阻相接后，它就会通过这个电阻放电，这里它就是放电电路中的激励。4、两个数值不同的电压源能否并联后“合成”一个向外供电的电压源？两个数值不同的电流源能否串联后“合成”一个向外电路供电的电流源？为什么？答：数值不同的电压源是不能并联合成的，因为这样连接在它们内部将引起环流；两个数值不同的电流也不能串联连接，把它们串联时将造成小电流电源的过流现象。5、何谓二端网络？有源二端网络？无源二端网络？对有源二端网络除源时应遵循什么原则？答：电路具有向外引出的两个端子时，就可称为二端网络。当二端网络含有电源时移为有源二端网络；若二端网络中不含有电源就称作无源二端网络。对有源二端网络除源时，应遵循：所有电压源用短接线代替，所有电流源开路处理。6、什么叫一度电？一度电有多大作用？答：1度电就是一个千瓦时，即1KWh=1度电。 一度电可以让1KW的电机运行1个小时，可让100W的电灯点燃10个小时，还可让10W的节能灯点燃100个小时。7、如何测量某元件两端电压？如何测量某支路电流？测电路中某点电位和测电压有什么不同？答：把高内阻的电压表并联在待测元件两端就可测量其电压，把低内阻的电流表串接在待测支路中可测得该支路电流。测电路中某点电位时，往往把黑表棒与参考“地”点相连，红表棒点待测点。而电路中测量电压时，直接把红、黑表棒点在待测两点上即可。8、直流电路是否都是线性电路？线性电路的概念如何正确表述？答：当电路中所有元件都是线性元件时，构成的电路即为线性电路，直流电路中若含有非线性元件时，就不是线性电路了。线性电路与否和直流、交流、正弦、非正弦无关。9、受控源和独立源的区别是什么？答：首先，独立电压源的电压值是由本身决定的，独立电流源的电流也是由它自身决定的，而受控电压源和受控电流源的电压和电流则是受电路中其它部分电压或电流的控制；其次，独立源在任意时刻都是含源的，而受控源在控制量为零时是不含源的。10、为什么线性电路中电压、电流具有叠加性，而功率不具有叠加性？答：因为叠加定理只适用于线性关系。线性电路中的电压和电流与电路参量之间的关系是一次性线性关系，因此具有叠加性；而线性电路中的功率与参量之间的关系是二次方关系，不符合线性条件，因此不再具有叠加性。六、计算题图1.35I1I4R3R1bcaI2R2IA4I5A51、在图1.35所示电路中，已知电流I=10mA，I1=6mA，R1=3K，R2=1K，R3=2K。求电流表A4和A5的读数是多少？（8分）解：对a列KCL方程：I-I1-I2=0 得I2=4mA对左回路列KVL：63+2I341=0解得：I37 mA对b点列KCL：I1-I3-I4=0 得I4=13mA对c点列KCL：I2I3I5=0 得I5=3mA2、在图1.36所示电路中，有几条支路和结点？Uab和I各等于多少？（8分）解：3条支路，零个结点，Uab和I都等于0。3、分别用叠加定理和戴维南定理求解图1.37电路中的电流I3。设US1=30V，US2=40V，R1=4，R2=5，R3=2。（10分）解：（1）运用叠加定理当US1单独作用时，I33.95A；当US2单独作用时，I34.21A；I38.16A（2）用戴维南定理：UOC34.44V，R02.22，I38.16A25Ri1000.99I100KI图1.3810K图1.36 I16Vab5112V52图1.37 I1I2I3R3R1R2US1US2ab4、求图1.38所示电路的入端电阻Ri。（10分）25Ri 90II图1.39100解：首先求出原电路的等效电路如图1.39所示：解得：5、应用戴维南定理求解图1.40中5电阻上的电压U。（10分）5W15W2W4W10AWU20V图1.4015W2W4W20V图1.4115W2W4W图1.42图2.8 电路图10AWUOCR0 UOCR05 U图1.43解：根据戴维南定理求解步骤，第一步先把待求支路断开，得到图1.41，对1.41电路图求解开路电压得 第二步将图1.41中10A恒流源开路处理，将20V电压源短路处理，得到求解入端电阻的等效电路图1.42，对此电路求解得 R0=15最后一步让开路电压和入端电阻构成戴维南等效电路，把5电阻连接于两端，即可求出5电阻上的电压 V6、 求图1.44所示电路中的电流I2。（10分）解：应用叠加定理求解。首先求出当理想电流源单独作用时的电流I2为A24V1k图1.444V2k4V2k 再求出当理想电压源单独作用时的电流I2为 根据叠加定理可得 I2= I2I2=0.50.08=0.58A第2章 检测题 一、填空题（每空1分）1、正弦交流电的三要素是 最大值 、 角频率 和 初相 。正弦交流电的 有效 值可用来确切反映交流电的作功能力，其值等于与交流电 热效应 相同的直流电的数值。2、已知正弦交流电压，则它的最大值是 537 V，有效值是 380 V，频率为 50 Hz，周期是 0.02 s，角频率是 314 rad/s，相位为 ，初相是 60 度，合 1/3 弧度。3、实际电气设备大多为 感 性设备，功率因数往往 较低 。若要提高感性电路的功率因数，常采用人工补偿法进行调整，即在 感性设备两端并联适当的电容 。4、电阻元件正弦电路的复阻抗是 R ；电感元件正弦电路的复阻抗是 jXL ；电容元件正弦电路的复阻抗是 jXC ；多参数串联电路的复阻抗是 。5、串联各元件上 通过的电流 相同，因此画串联电路相量图时，通常选择 电流 作为参考相量；并联各元件上 端电压 相同，所以画并联电路相量图时，一般选择 电压 作为参考相量。6、电阻元件上伏安关系的瞬时值表达式为 ，因之称其为 即时 元件；电感元件上伏安关系瞬时值表达式为 ，电容元件上伏安关系瞬时值表达式为 ，因此把它们称之为 动态 元件。7、能量转换过程不可逆的电路功率常称为 有功 功率；能量转换过程可逆的电路功率叫做 无功 功率；这两部分功率的总和称为 视在 功率。8、电网的功率因数越高，电源的利用率就越 高 ，无功功率就越 小 。9、只有电阻和电感元件相串联的电路，电路性质呈 感 性；只有电阻和电容元件相串联的电路，电路性质呈 容 性。10、当RLC串联电路发生谐振时，电路中 阻抗 最小且等于 电阻R ；电路中电压一定时 电流 最大，且与电路总电压 同相 。11、当电阻、电感和电容相并联的电路发生谐振时，电路中 阻抗 最大，如果为理想谐振，则电路阻抗约等于 无穷大 ；此时电路中的总电流等于 零 ；电感支路的电流和电容支路的电流 相等且最大 ，因此通常把并联谐振称作 电流 谐振。二、判别正误题（每小题1分）1、正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。 （ 错 ）2、正弦量可以用相量表示，因此可以说，相量等于正弦量。 （ 错 ）3、正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 （ 错 ）4、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形都是相量图。 （ 错 ）5、功率表应串接在正弦交流电路中，用来测量电路的视在功率。 （ 错 ）6、多参数并联的交流电路频率越高，导纳就越大；频率越低，导纳越小。 （ 错 ）7、单一电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率比较小。 （ 错 ）8、阻抗由容性变为感性的过程中，必然经过谐振点。 （ 对 ）9、在感性负载两端并电容就可提高电路的功率因数。 （ 错 ）10、电抗和电阻的概念是相同的，因此它们的单位也相同。 （ 错 ）11、多参数组合的串联电路频率越高时，其阻抗值越大。 （ 错 ）12、提高功率因数的意义是可提高电源利用率和减少线路中的功率损耗。 （ 对 ）13、串联谐振发生时，电路中电压一定时，总电流最小。 （ 错 ）14、并联谐振发生时，电路中的总阻抗是阻性的，且值此时最小。 （ 错 ）15、Q值越高谐振电路的选择性能就越好，所以通常Q值取得越高越好。 （ 错 ）三、选择题（每小题2分）1、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏，串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（ B ）A、100W灯泡最亮 B、25W灯泡最亮 C、两只灯泡一样亮2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V，则该电压的瞬时值表达式为（ B ）A、VB、VC、V3、一个电热器，接在10V的直流电源上，产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（ A ）A、7.07V B、5V C、14V D、10V4、提高供电线路的功率因数，下列说法正确的是（ D ）A、减少了用电设备中无用的无功功率B、可以节省电能C、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗5、已知A，）A，则（ C ）A、i1超前i260 B、i1滞后i260 C、相位差无法判断6、纯电容正弦交流电路中，电压有效值不变，当频率增大时，电路中电流将（ A ）A、增大 B、减小 C、不变7、在RL串联电路中，UR=16V，UL=12V，则总电压为（ B ）A、28V B、20V C、2V8、RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0时，电路性质呈（ B ）A、电阻性 B、电感性 C、电容性9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的（ A ）A、电路中总电压有效值与电流有效值的乘积B、平均功率C、瞬时功率最大值10、实验室中的功率表，是用来测量电路中的（ A ）。A、有功功率 B、无功功率 C、视在功率 D、瞬时功率11、串联谐振电路的外加信号频率等于谐振频率时，串联谐振电路呈（ C ）A、感性 B、容性 C、阻性 D、感性或容性12、在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（ C ）。A、提高回路的Q值 B、提高谐振频率C、加宽通频带 D、减小通频带四、名词解释（每小题2分）1、相量答：特指用复数形式表示的复电压和复电流。其复电压和复电流的模值与正弦量的最大值（或有效值）相对应，幅角对应于正弦量的初相。2、交流电答：交流电也称“交变电流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。交流电的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹，日本等国家为60赫兹。交流电随时间变化可以以多种多样的形式表现出来。不同表现形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。3、正弦交流电答：随时间按照正弦规律变化的电压和电流称为正弦交流电。由于正弦交流电的大小和方向都是随时间不断变化，即每一瞬间电压和电流的数值都不相同，所以在分析和计算交流电路时必须标明其参考正方向。4、瞬时功率答：瞬时电压与瞬时电流的乘积。用小写字母p表示，单位为W（瓦特）。5、有功功率有功功率是指瞬时功率在一个周期内的平均值，也称为平均功率，用大写字母P表示，单位为W（瓦特）。6、无功功率答：以瞬时功率的幅值来衡量电感或电容元件与电源之间交换能量的规模的量称为无功功率，用大写字母Q表示，单位为Var（乏尔）。7、视在功率答：在交流电路中，路端电压与总电流的有效值乘积，称为视在功率。视在功率表示电气设备的容量，用大写字母S表示，单位为VA（伏安）。 8、感性电路答：在含有R、L、C的正弦交流电路中，如果总电压超前于总电流，则称电路为感性电路。9、容性电路答：在含有R、L、C的正弦交流电路中，如果总电压滞后于总电流，则称电路为感容性电路。10、阻性电路答：在含有R、L、C的正弦交流电路中，如果电路中的总电压和总电流同相位，此时称电路为阻性。五、简答题（每小题3分）1、有“110V、100W”和“110V、40W”两盏白炽灯，能否将它们串联后接在220伏的工频交流电源上使用？为什么？答：不能。因为把它们串联后接在220V的交流电源上时，由于瓦数大的灯丝电阻小，瓦数小的灯丝电阻大，因此瓦数小的分压多，由于过电压易烧；瓦数大的分压少，由于低于额定电压不能正常工作。2、试述提高功率因数的意义和方法？答：提高功率因数的意义是：一是提高供电设备的利用率，二是可以减少线路上的功率损失。方法有自然补偿法和人工补偿法两种：自然补偿法就是避免感性设备的空载和尽量减少其轻载；人工补偿法就是在感性线路两端并联适当电容（欠补偿）。3、某电容器额定耐压值为450伏，能否把它接在交流380伏的电源上使用？为什么？答：耐压值为450V的电容器，接于交流380V的电源上使用时，其最大值等于537V，即超过了电容器的耐压值，因此会被击穿而损坏，所以不能接在380V的电源上使用。4、一位同学在做日光灯电路实验时，用万用表的交流电压挡测量电路各部分的电压，实测路端电压为220V，灯管两端电压U1110V，镇流器两端电压U2178V。即总电压既不等于两分电压之和，又不符合U2U12U22，此实验结果如何解释？答：因为日光灯管可以作为纯电阻元件，而镇流器只能看作是RL串联组合，它们的端电压不同相位，因此其和为相量和，而且相量和表达式中的U2也是由其不同相位的铜耗压降和电感压降构成的，正确的计算应为。六、计算题1、试求下列各正弦量的周期、频率和初相，二者的相位差如何？（5分）（1）3sin314t； （2）8sin(5t17)解：（1）周期T=0.02s，f=50Hz，初相 =0； （2）周期T=1.256s，f=0.796Hz，初相 =17。二者不同频率，相位差无法比较。2、某电阻元件的参数为8，接在V的交流电源上。试求通过电阻元件上的电流i，如用电流表测量该电路中的电流，其读数为多少？电路消耗的功率是多少瓦？若电源的频率增大一倍，电压有效值不变又如何？（8分）解：I=U/R=220/8=27.5A，纯电阻电路ui同相，所以：A；电流表测量的是有效值27.5A，电路消耗的功率P=UI=22027.5=6050W；纯电阻电路与频率无关，所以当频率增大一倍、电压有效值不变时电路消耗的功率不变。3、某线圈的电感量为0.1亨，电阻可忽略不计。接在V的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率；若电源频率为100Hz，电压有效值不变又如何？写出电流的瞬时值表达式。（8分）解：L=3140.1=31.4 Q=2202/31.4=1541Var；当电源频率增加一倍时，电路感抗增大一倍，即2L=23140.1=62.8 Q=2202/62.8=770.7Var；I=U/2L=220/62.83.5A i=4.95sin(314t-90)A4、利用交流电流表、交流电压表和交流单相功率表可以测量实际线圈的电感量。设加在线圈两端的电压为工频110V，测得流过线圈的电流为5A，功率表读数为400W。则该线圈的电感量为多大？（9分）解：R=P/I2=400/25=16 |Z|=110/5=22 (L)2=222-162=228 L=48.1mH5、电阻电感相串联的正弦交流电路中，已知电阻R6，感抗XL8，电源端电压的有效值US220V。求电路中电流的有效值I。（8分）解：|Z|=10 I=U/|Z|=220/10=22A图2.34i6、按照图2.34所示选定的参考方向，电流的表达式为A，如果把参考方向选成相反的方向，则i的表达式应如何改写？讨论把正弦量的参考方向改成相反方向时，对相位差有什么影响？解：若把电流的参考方向选成相反的方向时，解析式中的初相可加（或减）180，即原式可改写为A。当正弦量的参考方向改成相反方向时，原来的同相关系将变为反相关系；原来的反相关系变为同相关系；原来超前的关系将变为滞后；原来滞后的关系变为超前。7、已知V，V。（1）试指出各正弦量的振幅值、有效值、初相、角频率、频率、周期及两者之间的相位差各为多少？题7 波形图0t106u、iu（2）画出uA、uB的波形。解：uA的振幅值是311V，有效值是220V，初相是0，角频率等于314rad/s，频率是50Hz，周期等于0.02s；uB的幅值也是311V，有效值是220V，初相是120，角频率等于314rad/s，频率是50Hz，周期等于0.02s。uA超前uB120电角。uA、uB的波形如图所示。图2.350t106u、iu8、按照图2.35所示电压u和电流i的波形，问u和i的初相各为多少？相位差为多少？若将计时起点向右移/ 3，则u和i的初相有何改变？相位差有何改变？u和i哪一个超前？解：由波形图可知，u的初相是60，i的初相是30；u滞后I的电角度为90。若将计时起点向右移/ 3（即60），则u的初相变为零，i的初相变为90，二者之间的相位差不变。9、额定电压为220伏的灯泡通常接在220伏交流电源上，若把它接在220伏的直流电源上行吗？答：灯泡可以看作是纯电阻负载，纯电阻负载在工频交流电下和直流情况下的电阻值变化很小，而额定电压值通常是指加在灯泡两端的长期、安全工作条件下的最高限值的有效值，有效值又与数值相同的直流电热效应相等，因此，把灯泡接在220V直流电源上是可以的。10、已知通过线圈的电流A，线圈的电感L=70mH（电阻可以忽略不计）。设电流i、外施电压u为关联参考方向，试计算在t=T/6，T/4，T/2瞬间电流、电压的数值。解：线圈的感抗为 XL=3140.0722 t=T/6时：A Um=ImXL=14.1422311V Vt=T/4时：A Vt=T/2时：A V11、把L=51mH的线圈（其电阻极小，可忽略不计），接在电压为220V、频率为50Hz的交流电路中，要求：（1）绘出电路图；（2）求出电流I的有效值；（3）求出XL。L220V习题11电路示意图i解：（1）绘出电路图如右图所示； （2）电流有效值为 A （3）线圈感抗为 12、在50微法的电容两端加一正弦电压V。设电压u和i为关联参考方向，试计算瞬间电流和电压的数值。解：通过电容的电流最大值为 t=T/6时：V t=T/4时：V t=T/2时：V A13、如图2.36所示，各电容、交流电源的电压和频率均相等，问哪一个安培表的读数最大？哪一个为零？为什么？解：电容对直流相当于开路，因此A2表的读数为零；（c）图总电容量大于（a）图电容量，根据I=UC可知，在电源电压和频率均相等的情况下，A3表的读数最大。图2.36-(a)u(c)u(b)CCCA1CA2A3U14、一个电力电容器由于有损耗的缘故，可以用R、C并联电路表示。在工程上为了表示损耗所占的比例常用来表示，称为损耗角。今有电力电容器，测得其电容C=0.67微法，其等值电阻R=21欧。试求50赫时这只电容器的为多少？解：工频50Hz情况下15、在RLC串联回路中，电源电压为5mV，试求回路谐振时的频率、谐振时元件L和C上的电压以及回路的品质因数。解：RLC串联回路的谐振频率为 谐振回路的品质因数为 谐振时元件L和C上的电压为 16、在RLC串联电路中，已知L100mH，R3.4，电路在输入信号频率为400Hz时发生谐振，求电容C的电容量和回路的品质因数。解：电容C的电容量为 回路的品质因数为 17、一个串联谐振电路的特性阻抗为100，品质因数为100，谐振时的角频率为1000rad/s，试求R、L和C的值。解：根据特性阻抗和品质因数的数值可得 电感量L和电容量C分别为 18、一个线圈与电容串联后加1V的正弦交流电压，当电容为100pF时，电容两端的电压为100V且最大，此时信号源的频率为100kHz，求线圈的品质因数和电感量。解：据题意可知，在频率为100KHz时电路发生串联谐振，则线圈的品质因数为 线圈的电感量为 第3章 检测题 一、填空题（每空1分）1、对称三相交流电是指三个 最大值 相等、 角频率 相同、 相位 上互差的三个 的组合。2、三相四线制供电系统中，负载可从电源获取 线电压 和 相电压 两种不同的电压值。其中 线电压 是 相电压 的倍，且相位上超前与其相对应的 相电压 。3、由发电机绕组首端引出的输电线称为 火线 ，由电源绕组尾端中性点引出的输电线称为 中线（或零线） 。 火线 与 火线 之间的电压是线电压， 火线 与 中线 之间的电压是相电压。电源绕组作 Y 接时，其线电压是相电压的 1.732 倍；电源绕组作 接时，线电压是相电压的 1 倍。对称三相Y接电路中，中线电流通常为 零 。4、有一对称三相负载Y接，每相阻抗均为22，功率因数为0.8，测出负载中的电流是10A，那么三相电路的有功功率等于 1760W ；无功功率等于 1320Var ；视在功率等于 2200VA 。假如负载为感性设备，其等效电阻是 17.6 ；等效电感量是 42mH 。5、实际生产和生活中，工厂的一般动力电源电压标准为 380V ；生活照明电源电压的标准一般为 220V ； 36V 伏以下的电压称为安全电压。6、三相三线制电路中，测量三相有功功率通常采用 二瓦计 法。7、 有功 功率的单位是瓦特， 无功 功率的单位是乏尔， 视在 功率的单位是伏安。8、有功功率意味 电能的消耗 ；无功功率意味着 只转换不消耗 。9、根据一次能源形式的不同，电能生产的主要方式有 火力发电 、 水力发电 、风力发电和 核能发电 等。10、三相负载的额定电压等于电源线电压时，应作 形连接，额定电压约等于电源线电压的0.577倍时，三相负载应作 Y 形连接。按照这样的连接原则，两种连接方式下，三相负载上通过的电流和获得的功率 相等 。二、判别正误题（每小题1分）1、三相四线制当负载对称时，可改为三相三线制而对负载无影响。 （对）2、三相负载作Y形连接时，总有关系成立。 （错）3、三相用电器正常工作时，加在各相上的端电压等于电源线电压。 （错）4、三相负载做Y接时，无论负载对称与否，线电流总等于相电流。 （对）5、三相电源向电路提供的视在功率为：。 （错）6、人无论在何种场合，只要所接触电压为36V以下，就是安全的。 （错）7、中线的作用就是使不对称Y接三相负载的端电压保持对称。 （对）8、三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。 （对）9、为保证中线可靠，不能安装保险丝和开关，且中线截面较粗。 （错）10、电能是一次能源。 （错）三、选择题（每小题2分）1、对称三相电路是指（C）A、三相电源对称的电路B、三相负载对称的电路C、三相电源和三相负载都是对称的电路2、三相四线制供电线路，已知作星形连接的三相负载中A相为纯电阻，B相为纯电感，C相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（C）A、30A B、10A C、7.32A3、在电源对称的三相四线制电路中，若三相负载不对称，则该负载各相电压（B）A、不对称 B、仍然对称 C、不一定对称4、三相发电机绕组接成三相四线制，测得三个相电压UAUBUC220V，三个线电压UAB380V，UBCUCA220V，这说明（C）A、A相绕组接反了 B、B相绕组接反了 C、C相绕组接反了。5、三相对称交流电路的瞬时功率为是（B）A、一个随时间变化的量B、一个常量，其值恰好等于有功功率C、6、三相四线制中，中线的作用是（C）。A、保证三相负载对称 B、保证三相功率对称C、保证三相电压对称 D、保证三相电流对称四、名词解释（每小题2分）1、三相交流电源答：三个幅值相等，频率相同，彼此间具有120相位差的正弦电源的组合。2、三相交流电路答：由三相交流电源供电的交流电路。3、三相四线制电路答：有中线的三相交流电路。4、三相三线制电路答：无中线的三相交流电路。5、相电压答：电源相电压是指三相电源中其中一相的感应电压；三相交流电路中的相电压通常指火线与零线之间的电压。6、相电流答：三相交流电路中，流过每相电源或每相负载的电流。7、线电压答：三相交流电路中，火线与火线之间的电压。8、线电流答：三相交流电路中，火线上通过的电流。五、简答题（每小题5分）1、某教学楼照明电路发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然暗淡下来，只有第一层楼的电灯亮度未变，试问这是什么原因？同时发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些，这又是什么原因？你能说出此教学楼的照明电路是按何种方式连接的吗？这种连接方式符合照明电路安装原则吗？ 答：这个教学楼的照明电路是按三角形连接方式安装的。当第二层和第三层所有电灯突然暗淡下来，而第一层楼电灯亮度未变时，是二层和三层之间的火线断了，二层和三层构成了串联连接，端电压为线电压。第三层楼的灯比第二层楼的灯还亮些，是因为三层楼开的灯少，总灯丝电阻大分压多的缘故。照明电路必须接成Y形三相四线制，显然这种连接方式不符合照明电路安装原则。2、对称三相负载作接，在火线上串入三个电流表来测量线电流的数值，在线电压380V下，测得各电流表读数均为26A，若AB之间的负载发生断路时，三个电流表的读数各变为多少？当发生A火线断开故障时，各电流表的读数又是多少？ 答：若AB之间的负载发生断路时，AB间的一相负载没有电流，A和B火线上串搛的电流表读数等于相电流26/1.732=15A，C火线上串接的电流表读数不变；当A火线断开时，A火线上串接的电流计数等于零，A、C两相构成串联并且与B相负载相并，由于负载对称，所以两支路电流相位相同，其值可以直接相加，即B、C火线上串接的电流的读数为：15+7.5=22.5A。图3-15 ANV1VA1A2A3（a）101010BCV1A1A2（b）V2101010ABC3、指出图3-15所示电路各表读数。已知V1表的读数为380V。答：（a）图中：V1表读数380V是线电压，V2表的读数是火线与零线之间的相电压220V，Y接电路中A1表读数是线电流等于A2表读数相电流220/10=22A，A3表读数是中线电流，对称情况下中线电流为零。（b）图中：由于电路为三角形接法，所以V1表读数=V2表读数380V，A2表读数是相电流380/10=38A，A1表读数是线电流，等于相电流的1.732倍即65.8A。4、手持电钻、手提电动砂轮机都采用380V交流供电方式。使用时要穿绝缘胶鞋、带绝缘手套工作。既然它整天与人接触，为什么不用安全低压36V供电？ 答：虽然上述电动工具整天与人接触，但是由于它们所需动力源的功率较大，因此低电压情况下不易实现电能与机械能之间的转换，因此必须采用动力电压380V。5、楼宇照明电路是不对称三相负载的实例。说明在什么情况下三相灯负载的端电压对称？在什么情况下三相灯负载的端电压不对称？ 答：一般楼宇中的三相照明电路通常也是对称安装在三相电路中的，只要使用时保证中线可靠，三相灯负载的端电压总是对称的；如果中线因故断开，三相灯负载又不对称时，各相灯负载的端电压就会有高有低不再对称。六、计算题1、一台三相异步电动机，定子绕组按Y接方式与线电压为380伏的三相交流电源相连。测得线电流为6安，总有功功率为3千瓦。试计算各相绕组的等效电阻R和等效感抗XL的数值。（8分）解：2、已知三相对称负载连接成三角形，接在线电压为220V的三相电源上，火线上通过的电流均为17.3安，三相功率为4.5千瓦。求各相负载的电阻和感抗。（8分）解：3、三相对称负载，已知Z3j4,接于线电压等于380V的三相四线制电源上，试分别计算作星形连接和作三角形连接时的相电流、线电流、有功功率、无功功率、视在功率各是多少？（8分）解：Y接时：UP=220V，I线=IP=220/5=44A，P=17.424KW，Q=23.232KVar，S=29.04KVA接时：UP=380V，IP=380/5=76A，I线=131.6A，P=51.984KW，Q=69.312KVar，S=86.64KVA4、已知，试写出uBC、uCA、uA、uB、uC的解析式。（4分）解： 5、三相发电机作Y连接，如果有一相接反，例如C相，设相电压为U，试问三个线电压为多少？画出电压相量图。解：当Y接三相发电机C相接反时，由相量图分析可知，三个线电压分别为： UAB=1.732U习题5相量图XYC UBC=UCA=U图3.15题6电路 ACBAAAKZZZ6、图3.15所示电路中，当K闭合时，各安培表读数均为3.8A。若将K打开，问安培表读数各为多少？并画出两种情况的相量图。解：三个安培表的读数为三相接负载对称时的线电流数值。由此值可求得相电流数值为 当K打开后，对称三相接负载出现一相开路。此时A和C火线上串联的安培表中通过的电流实际上为一相负载中的相电流，即等于2.194A；而B火线上串联的安培表数值不变，仍为3.8A。习题6三相对称时相量图习题6三相不对称时相量图两种情况下的相量图分别如图所示。7、已知对称三相电路的线电压为380V（电源端），三角形负载阻抗Z（4.5+j14），端线阻抗Z（1.5+j2）。求线电流和负载的相电流，并画出相量图。解：对称三相电路的计算可归结为一相电路进行。设，则负载端电压为由此可计算出相电流为 根据对称电路中相、线电流的关系可得 习题7电路相量图17.890即电路的线电流为27.5安，负载中通过的相电流为15.9安，画出的电路相量图如图示。图3.16 题8电路 ACBSZZZW1W28、图3.16所示为三相对称的Y三相电路，UAB=380V，Z=27.5j47.64，求（1）图中功率表的读数及其代数和有无意义？（2）若开关S打开，再求（1）。解： 两功率表的读数分别为 该三相电路的总有功功率为 计算结果说明，用二瓦计法测量对称三相电路的功率，两表之和就等于对称三相电路的总有功功率。 开关S打开后，出现了一相开路，这时两个瓦特计上的读数分别为 两个瓦特计上的读数实际上已为一相负载上所吸收的功率，其代数和为电路消耗的总有功功率。9、对称三相感性负载接在对称线电压380V上，测得输入线电流为12.1A，输入功率为5.5KW，求功率因数和无功功率？解：由可得功率因数为 电路的无功功率为 图3.17 题10电路 ACBCAW1BW210、图3.17所示为对称三相电路，线电压为380V，相电流IAB=2A。求图中功率表的读数。解：电路中线电流为 因为负载为纯电感，所以电压和电流的相位差角，根据二瓦计测量法的计算公式可得 第4章 检测题