电工电子技术基础 习题答案（王兆义）第3章 正弦交流电路

1、第三章习题答案3-1判断题 TOC o 1-5 h z .按周期性变化的电量称为交流量。（）.按正弦规率变化的电量称为正弦交流量。（）.交流电的三要索是周期、频率和用频率。（）.两个同频率的正弦交流量在任何时候其相位差不变。（）. 一个7.07 A的直流电流和一个最大值为10 A的正弦交流电流是等效的。（）.两个正弦交流电.不管频率是否相同，都可以用相量法进行加法计算。（）.电阻、电感、电容，它们在电路中都有限流的作川，但其限流的本质不同。（）. RL串联电路两端的总也压等于电阻和电感两端电压的代数和。（）.当发生串联谐振时,X/.= X，X= 0 Z |= K,这时电路的阻抗最小，电流最大。

2、（）.三相交流电的特点是:三个相电压大小相等，其相位互差120。电角度。（）.三相负载进行星形联结时，中性线可以不要。（）答案：1N ， 2M 3.X, 4M 5M 6.X, 7.d,8.x, 9. LI). /=件o)LE. I =Ul=Tf. i=jgLG.O=jX3.在纯电容电路中以下各式正确的选项是（B. i =- cot)oUc C. Z= gdCUc a 1 =x.u 一J嬴A. 60B. -605.提高功率因数的目的是（）。A.提高用电器的效率C增加无功功率.提高电源的利用率C. 30D, -30B.减少无功功率,提高电源的利用率D .以上都不是E. I =cvCUc； Ur /

3、 =jXc.在纯电感电路中，电压的初相角为30。,那么电流的初相用为（）o答案:.BCDF, 2. CFG, 3. D E, 4.B,5.B。3-3作图与计算题1.一正弦电流为：，=28.28由1（3141+30。）人,请指出此正弦电流的三要素各为多大； 画出电流的波形图;求t =0.1 s时i的瞬时值。答案:最大值28.28A,角频率314,初相位30。，t=01s的瞬时值为13.66A。. = 10sin（314%一给 V, , = 14.14sin（31+5） A。试求：电压和电流的最大值和有效值;频率和周期；电压和电流的相位角、初相角和它们的相位差。答案：电压：最大值10V,有效值7.

4、07,频率50Hz,周期0.02s,相位角314t.元/3, 初相角用3电流：最大值14.14A,有效值10A,频率50Hz,周期0.02s,相位角314t+元/2, 初相角用2,相位差为5加/6。.下面一组图（图3-54）,请判断:ei(a) (b)0图3-54 题3图10 V0（1）哪个图是直流电，哪个图是交流电？（2）将图（a）和图（d）两个电源串联后接到电阻上，电阻两端的电压是什么波形?电压的 最大值和最小值各为多少？（3）如果在电阻上再串联一个感抗足够大的电感（如图（c）所示，图中X1.R）,电阻两 端的电压大致为多少？如果将电感换为容抗足够小的电容（XR）,也阻两端是交流电还 是直

5、流电？电压的最大值大致为多少？答案:(1) a、c是直流电，其余是交流电(2)交流电，最大值20,最小值0(3) 10,交流电,104.在电压为220 V、频率为50 Hz的交流电路中，接入一组白炽灯,其等效电阻是11。，请绘出电路图；计算白炽灯组取川的电流有效值；计算白炽灯组取用的功率;绘出电压、阻流的相 量图。答案:相量图220V0电路图电路电流为：Z=L/l?=220/ll=20A,功率为尸二尸尺=44005.把L=51mH的线圈(线圈的电阻很小,可忽略不计)接在/=5()Hz、U=22()V的交流 电路中，请绘出电路图;计算X,.和/;绘出电流和电压的相量图。答案:U八相量图电路图根据

6、 Xl=2WL, Z=t/XL,得 Xl=16C, Z=13.75A6.把C = 140F的电容器接在/=50 Hz, U = 220 V的交流电路中，请绘出电路图;算出 Xc和/;绘出电流和电压的相量图。220V答案:相依图o电路图根据 Xc=l/ (2Z + 60)V, Z = (25 + j43)Q,求 j 和，。(4) i =4sin(oK +60)A, Z = (6+j3)。，求 0 和。答案:Z=7?+jX=/Z=40Z30*TTZ=R+jX=U/I =25/3Z6=50/60。, Z=49.7Z59.5 ,/ =50/49.7Z (60 - 59.5 ) =1ZO.5 A, i

7、= sin (cot+ 0.5 )/=4Z (60 ) , Z=6.7Z18.43(7=4X6.7Z (60 +18.43 ) =26.8Z78.43 , w = sin( +78.43 )&负载的电压和电流的相量为：O = (86.6+j5O)V, J=(8.66+j5)A；() = 200/60。V, i =5/30。A；0 = 200/45。V, i =5/90 A；- = 200/120。V, i =5/30。A。求负载的等效复阻抗、电阻、电抗;有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。 答案：(1)复阻抗：Z=R+jX=U/=10Z0；电阻：R=10。；电抗：X=0,有功功 率：P=1

8、000W,无功功率Q=0var,视在功率S=1000VA,功率因数2=1(2)复阻抗：Z=7?+jX=(/=40Z30o；电阻：R=34.64Q；电抗 X=20。，有 功功率:P=866W,无功功率0=500 var,视在功率:S=1000VA,功率因数2=0.866o(3)复阻抗：Z=/?+jX=t/=40Z-45；电阻：A=28.28。；电抗：X=28.28il； 有功功率：p=707W；无功功率：2=707 var；视在功率S=999.7VA；功率因数: 2=0.707。(4)复阻抗：Z=7?+jX=(/=40Z90o；电阻：K=0。；电抗：X=40f2；有功 功率：p=0；无功功率：2

9、=1000 var；视在功率：S=1000VA；功率因数 上0。.有一荧光灯电路，额定电压为220 V,电路的等效电阻为200。,电感为1.66 H,请绘出 电路原理图;计算电流/ ;计算电压的有功分量5八电压的无功分量5,、有功功率P、无功功 率Ql、视在功率s、功率因数入(cos9)和电感L;按比例画出相量图、电压三角形、阻抗三角形 和功率三角形。答案：根据 Xl=2* /=U/h+x3,得，=0.394A, /r=78.81V, t/L=205.37VP=72r=3L05W, 2=PXL=80.92var, 5=86.67VA,九=0.36。.将RLC串联电路接于交流电路中，R=60Q,

10、 L=3H, C = 50 /加,电源角频率 3 = 100 rad/so假设电感上的电压为5=10。V,求电流/、电阻电压心、电容电压Uc、外加 电压U和阻抗角8,并画出电流、电压相量图。答案：/ = =1/3A, Ur=/R=20Q, Uc=/Xc=66.67V, coLU= JuJ+luj =38.87V o.有一电感线圈，其电阻为15 C,电感为12 mH,把此线圈和一个5 的电容串联后接 到电压为 =100&sin5000zV的电源上，请写出/、八c的解析式;计算P、Ql、Qc、 Q、S和cos cp ；画出电流、电压的相量图。答案：1= U = 4A wr=84.84 sin(50

11、00r) ； P=Z2/?=240W ； 卜+(砒一方vcoC0l=/2Xl=96O var； 0c=/2c=64O var； S=400VA； =arctan(0i7P)=76 2=cos=0.24.电路(如图 3-55)中的电压 0 = 220/ () V, Z. =jl()。，Z.2=j5()Q, Z：.； = 10()Q, 求各支路电流。答案：Z2=50Z90 , Z3=100Z0 ,Zz=Z2Z3/ (Z2+Z3) =5000Z90 / (112Z26.70 ) =44.64Z63.3 =20+j40；Z=Zi+ Zz=20+j50=54Z687 i=220N0。/ (54Z68 )

12、 =4468。A /=Zzo X4Z-68 =179Z-4.7 V/2=/Z2=179Z-4.7 /50Z900 =3.58Z-94.7h=/Z3=179Z-4.7 /100Z0 =1.79Z-4.7.电动机的三相绕组如图3-56所示。每相绕组的额定电压为220 V,当电源的线 电压为38() V时.三个绕组怎样连接？当电源的线电压为22() V时,三个绕组怎样连接？请画 出连接图。电源电JR380V三角形连接答案: TOC o 1-5 h z U1 O U 2VI门380Vo V 2W1 -Odv 2电源电东220V星型连接.有一三相交流电动机作三角形联结，线电流，v = 10笈sin(31

13、U+40)A,请写出线电流U、V、，w，相电流，UV、，VW及，wu的数学表达式。答案:iu=loV2sin （314任 160。） iv=10V2sin （314什40。）rw=10V2sin （314t-80）iuv=10V6 sin (314t-170) fvw=10V6 sin (314t+170) iwu=10V6 sin (314t-50).对称三相负载，每相的电阻K =12。,感抗X。=16。如果负载作星形联结后接 于线电压为38() V的三和I对称电源上，试求：(1)负载上的相电压、和电流和线电流；(2)三和负 载的有功功率。答案：(1)根据线电压为380V,那么相电压为220V,相电流=线电流=相电压/k + xj=UA(2) P= 43ULILcos(p =4343.856W一台功率为10 kW的三相异步电动机，绕组进行三角形联结后接于线电压为380 V 的三相交流电源上，线电流为20