电工电子技术基础 第2版 习题及答案 第二章 正弦交流电路

PAGE20PAGE第二章正弦交流电一、填空1、已知u=10sin（3140t－240º）V，则Um=V，U=V，ω=rad/s，f=Hz，T=s,Φ=。2、有一正弦交流电流：i(t)=5×1.414sin(1000t＋300o)A，那么它的有效值为I=，角频率ω=，初相角Φi=。3、周期T=0.02s，振幅为50V、初相角为60º的正弦交流电压u的解析式为，其有效值。4、用电流表测得一正弦交流电路中的电流为10A，则其最大值为A。5、在正弦交流电中完成一次周期性变化所用的时间叫。6、正弦交流电1s内变化的次数叫做正弦交流电的。7、周期、频率和角频率三者间满足的关系是。8、描述正弦量的三要素是。9、电容器的容抗与自身电容量之间是（正比或反比）关系，与信号频率之间是（正比或反比）关系。10、下列属于直流电压范围的有（），属于交流电压范围的是（）。11、线圈的感抗与自身电感值之间是（正比或反比）关系，与信号频率之间是（正比或反比）关系。12、在纯电阻电路中，功率因数为，感性负载电路中，功率因数介于与之间。13、在R-L-C串联电路中，当XL>XC时，电路呈__性；当XL<XC时，电路呈_性；当XL=XC时，电路呈__性。14、三相交流电相序正序为。15、三相电源的连接方式有与两种，常采用方式供电。16、根据电流对人体的伤害程度，触电可分为与两种。17、电器设备常采用与两种安全措施。18、当三相交流发电机作星形连接时，线路中存在着两种电压，一种是，它是与之间的电压。另一种是,它是之间的电压。这两种电压有效值之间的关系是。19、对称三相电源星形连接时,UL=UP,线电压的相位超前于它所对应相电压的相位。20、正序对称三相星形连接电源,若UVW=38030oV,则UUV=V,UU=V,UW=V。二、选择填空1、交流电流表在交流电路中的读数为（）A、瞬时值B、平均值C、最大值D、有效值2、正弦交流电压u=100Sin(628t+60°)V，它的频率为（）A、100HZB、50HZC、60HZD、628HZ3、已知正弦交流电流i=10T2sin（314t+25o）则频率为（）A、50HZB、220HZC、314HZD、1000HZ4、已知正弦交流电压u=220sin(314t-30o)则其角频率为（）A、30B、220C、50D、100π5

、正弦交流电的有效值为10A，频率为50HZ，初相位为-30°，它的解析式为（）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的解析式为（）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、关于正弦交流电相量的叙述中，（）的说法不正确的。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、相量只表示正弦量与复数间的对应关系、8、

正弦交流电e=EmSin(ωt+φ)式中的(ωt+φ)表示正弦交流电的()A、周期B、相位C、初相位D、机械角9、在解析式u=Umsin(ωt+Ф)中，Ф表示（）A、频率B、相位C、初相角D、相位差10、已知正弦交流电流i=100πsin(100πt+Ф)则电流的有效值为（）A、70.7B、100C、70.7πD、100π11.如图所示正弦交流电流的有效值是（）AA、5EQ\R(,2)B、5C、10D、6.712、在正弦交流电的波形图上，若两个正弦量正交，说明这两个正弦量的相位差是（）A、180oB、61oC、90oD、0o13、三相电源绕组星形连接时，线电压与相电压的关系是（）A、U线=U相B、线电压滞后与之对应相电压30°C、U线=U相D、线电压超前与之对应的30°14、星形接法线电压为220V的三相对称电路中，其各相电压为（）A、220伏B、380伏C、127伏D、110伏15、三相四线制供电系统中，线电压指的是（）.A、两相线间的电压B、零对地电压C、相线与零线电压D、相线对地电压16、在三相四线制中性点接地供电系统中,线电压指的是（）的电压。A、相线之间B、零线对地间C、相线对零线间D、相线对地间17、三相四线制供电线路中，若相电压为220伏，则火线与火线间电压为（）A、220VB、380VC、311VD、440V18、三相四线制供电系统中，中线电流等于（）A、零B、三倍相电流C、各相电流的代数和D、各项电流的相量和19、中性点接地，设备外壳接中性线的运行方式叫（）.A、保护接地B、保护接零C、接地或接零D、接地保护20、中性点不接地，而设备外壳接地的形式叫（）A、保护接零B、保护接地C、接地或接零D、不确定三、判断1、大小和方向都随时间变化的电流称为交流电流。（）2、直流电流的频率为零，其周期为无限大。（）3、正弦交流电三要素是周期、频率和初相位。（）4、对于同一个正弦交流量来说，周期、频率和角频率是三个互不相干，各自独立的物理量。（）5、交流电的有效值是最大值的二分之一。（）6、电器设备铭牌标示的参数、交流仪表的指示值，一般是指交流电的最大值。（）7、已知u1=100sinωtV，u2=150sin（ωt-120º）V如图所示，判断下列表达式的正误。（1）u=u1+u2（）u1u2u1u2u（3）U=U1+U2（）（4）Um=U1m+U2m（）8、电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以它们是同相的。（）9、电感元件电压相位超前于电流，所以电路中总是先有电压后有电流。（）10、电感元件在直流电路中不呈现感抗，因为此时电感量为零。（）11、电容元件在直流电路中相当于开路，因为此时容抗为无穷大。（）12、如果某电路的功率因数为1，则该电路一定是只含电阻的电路。（）13、选定电感元件、电容元件的电压与电流关联参考时：（1）uL=ωLIL（）（2）UL=ωLIL（）（3）uL=ωLiL（）（4）iC=（）（5）IC=（）（6）iC=（）14、RLC串联电路中（1）U=UR+UL+UC（）（2）U=（）（3）（）（4）Z=R+XL+XC（）15、凡三相负载作三角形连接时，线电流必为相电流的根号3倍。（）16、阻抗值相等的三相负载称为三相对称负载。（）17、人们平时所用的交流电压表、电流表所测出的数值是有效值。（）18、频率为50Hz的交流电，其周期为0.02秒。（）四、问答与计算题1、已知某电路电流的瞬时表达式为i=14.14sin（314t+30º）A，问：（1）该电流的最大值、有效值是多少？（2）周期、频率各为多少？（3）初相角是多少？（4）时间t=0和t=0.1s时的电流是多少？（5）画出其波形图。2、在选定的参考方向下,已知两正弦量的解析式为u=200sin(1000t+200°)V，i=-5sin(314t+30o)A,试求两个正弦量的三要素。3、已知选定参考方向下正弦量的波形图如图所示,试写出正弦量的解析式。4、已知正弦量：u1=20sin（314t+45º）V，u2=40sin（314t－90º）V，1）则它们的相位和初相分别是多少？2）求出它们的相位差，说明相位关系。5、三个工频正弦量i1、i2和i3的最大值分别为1A、2A和3A，若i3的初相为60º，i1较i2超前30o，较i3滞后150º，试分别写出三个电流的解析式。6、常用的电容器都标明了耐压多少伏。现有一个耐压500V的电容器，可否将他接在电压为500V的交流电源上使用？为什么？7、写出下列各正弦量对应的向量，并绘出向量图。8、两个电动势的表达式分别为：e1=110sin314tV，e2=110sin（314t+120º）V。试用相量法求出和（e1+e2）与差（e1-e2）的瞬时值解析式。9、已知u1=220sinωtV，u2=220sin（ωt—240）V，试求u1+u2并绘出相量图。10、一个220V，60W的灯泡接在u=220sin（314t+30º）V的电源上，求流过灯泡的电流，写出电流的解析式并画出电压、电流的相量图。11、一线圈在工频电压作用下，感抗为47.1Ω，试求其电感；当通过此线圈的电流频率为100Hz与10﹣6Hz时，它的感抗各为多少？12、一只耐压为400V，容量为220μF的电容，接在u=220sin（314t+60º）的电源上，通过的电流是多少？并写出电流的瞬时表达式。13、具有电感L=160mH和电阻R=25Ω的线圈与电容C=127μF串联后，接到电压u=180sin314tV的电源上。求（1）电路中的电流；（2）有功功率和无功功率；（3）画出相量图。14、下图的交流电路中，已知R=XL=XC，试比较各电流表的读数。 14题图15题图15、三个同样的白炽灯，分别与电阻、电感及电容器串联后接在交流电源上，如图所示。如果R=XL=XC，试问灯的亮度是否一样？为什么？假如将它们改接在直流电源上，灯的亮度各有什么变化？16、日光灯电路等效为R=300Ω，XL=446Ω相串联的电路，已知电压u=220sin100πtV，为了提高日光灯电路的功率因数，在日光灯电路上并联一个C=4.75μF的电容，求并联电容后整个电路的功率因数cosφ。17、三相发电机接成三角形供电。如果误将U相接反,会产生什么后果？如何使连接正确？18、三相四线制电路中,星形负载各相阻抗分别为ZU=8+j6Ω，ZV=3－j4Ω，ZW=10Ω,电源线电压为380V,求各相电流及中线电流。19、对称负载接成三角形,接入线电压为380V的三相电源,若每相阻Z=6+j8Ω，求负载各相电流及各线电流。UVWS20、图示电路中，设三相负载是对称的，已知接在电路中的电流表A1UVWSUVUVWV2ZV1ZZUA1A2VZZWZ20题图21题图22题图21、图中，设三相负载是对称的，已知接在电路中的电压表V2的读数是660V。问：电压表V1的读数是多少？22、三只白炽灯，额定功率相同，额定电压均为220V，如图所示，接在线电压为380V的三相四线制电源上。将接在U相的开关S闭合与断开时，对V、W两相的白炽灯亮度有无影响？如果不接中线，影响又将如何？为什么？五、知识链接与拓展1、产生电磁感应的条件是什么？简述电磁炉的工作原理。2、使用低压验电笔须注意哪些问题？3、在日光灯实验中，你使用了哪些仪表？说明并联电容的物理意义并简述日光灯点燃的工作原理。4、在三相四线制的输电系统中，为什么中线不接开关，也不接入熔断器？5、为什么电灯开关一定要接在火线上？6、什么三相电源的相序？工程上用哪儿三种颜色区分？正弦交流电答案一、填空1、2、3、4、5、周期T6、频率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与113、电感电容电阻14、U-V-W15、YΔY16、电击电伤17、保护接地保护接零18、线电压，端线端线，相电压，端线中性线，19、20、二、选择填空1、D2、A3、A4、D5

、C6、B7、D8、B9、C10、C11、A12、C13、三相电源绕组星形连接时，线电压与相电压的关系是（）A、U线=U相B、线电压滞后与之对应相电压30°C、U线=U相D、线电压超前与之对应的30°14、C15、A16、A17、B18、C19、B20、B三、判断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、问答与计算题1、已知某电路电流的瞬时表达式为i=14.14sin（314t+30º）A，问：（1）该电流的最大值、有效值是多少？（2）周期、频率各为多少？（3）初相角是多少？（4）时间t=0和t=0.1s时的电流是多少？（5）画出其波形图。解：（1）（2）（3）（4）当当(5)2、解：正弦电压的三要素正弦电流的三要素3、解：根据正弦量的波形图4、已知正弦量：u1=20sin（314t+45º）V，u2=40sin（314t－90º）V，1）则它们的相位和初相分别是多少？2）求出它们的相位差，说明相位关系。解：相位差电压的相位超前的相位三个工频正弦量i1、i2和i3的最大值分别为1A、2A和3A，若i3的初相为60º，i1较i2超前30o，较i3滞后150º，试分别写出三个电流的解析式。解：根据题意将代入得所以三个电流的解析式为：6、常用的电容器都标明了耐压多少伏。现有一个耐压500V的电容器，可否将他接在电压为500V的交流电源上使用？为什么？解：耐压500v的电容器不能接在电压为500v的交流电源上使用。因为500v的交流电源电压的最大值为超过了电容器的耐压值而会损坏电容器。7、写出下列各正弦量对应的向量，并绘出向量图。解：8、两个电动势的表达式分别为：e1=110sin314tV，e2=110sin（314t+120º）V。试用相量法求出和（e1+e2）与差（e1-e2）的瞬时值解析式。解:和的相量表达式如下所以:9、已知u1=220sinωtV，u2=220sin（ωt—240）V，试求u1+u2并绘出相量图。解：10、一个220V，60W的灯泡接在u=220sin（314t+30º）V的电源上，求流过灯泡的电流，写出电流的解析式并画出电压、电流的相量图。解：相量图如下：Ωm11、一线圈在工频电压作用下，感抗为47.1Ω，试求其电感；当通过此线圈的电流频率为100Hz与10﹣6Hz时，它的感抗各为多少？Ωm解：ΩΩ12、一只耐压为400V，容量为220μF的电容，接在u=220sin（314t+60º）的电源上，通过的电流是多少？并写出电流的瞬时表达式。解：（Ω）13、具有电感L=160mH和电阻R=25Ω的线圈与电容C=127μF串联后，接到电压u=180sin314tV的电源上。求（1）电路中的电流；（2）有功功率和无功功率；（3）画出相量图。解：(1)（Ω）（Ω）(2)(3)14、下图的交流电路中，已知R=XL=XC，试比较各电流表的读数。 14题图15题图解：因为R=XL=XC所以电流表1、2、3、5的读数相同。电流表4的读数为0。15、三个同样的白炽灯，分别与电阻、电感及电容器串联后接在交流电源上，如图所示。如果R=XL=XC，试问灯的亮度是否一样？为什么？假如将它们改接在直流电源上，灯的亮度各有什么变化？解：接在交流电源上时三个灯的亮度不一样，如图与电容、电感串联后接于交流电源的白炽灯电压相等且高于与电阻串联的白炽灯电压，所以与电容、电感串联后接于交流电源的白炽灯的亮度相同且比与电阻串联的白炽灯亮。假如将它们介入直流电源，与电容串联的白炽灯不亮，电容在直流电路中为开路状态；与电感串联的白炽灯比与电阻串联的白炽灯亮度亮，电感在直流电路为短路，白炽灯两端电压最大。日光灯电路等效为R=300Ω，XL=446Ω相串联的电路，已知电压u=220sin100πtV，为了提高日光灯电路的功率因数，在日光灯电路上并联一个C=4.75μF的电容，求并联电容后整个电路的功率因数cosφ。解：17、三相发电机接成三角形供电。如果误将U相接反,会产生什么后果？如何使连接正确？解：三相发电机的三个绕组依次首尾相连，接成一个闭合回路，由于各相电压对称，在任何时刻三相电压之和为零，电源内部没有回路电流。如果误将U相接反则在回路中引起电流而损坏发电机绕组。18、三相四线制电路中,星形负载各相阻抗分别为ZU=8+j6Ω，ZV=3－j4Ω，ZW=10Ω,电源线电压为380V,求各相电流及中线电流。解：设则19、对称负载接成三角形,接入线电压为380V的三相电源,若每相阻Z=6+j8Ω，求负载各相电流及各线电流。解：设每相负载的相电压为：则则各相电流为：三相负载对称，所以各线电流的大小为相电流的倍，相位滞后对应相电流各线电流为：20、图示电路中，设三相负载是对称的，已知接在电路中的电流表A1的读数是15A。问：电流表A2的读数是多少？解;根据题意电流表A1的读数为线电流，A2的读数相电流因三相负载对称所以UA1AUA1A2VZZWZ电流表A2的读数为：图中，设三相负载是对称的，已知接在电路中的电压表V2的读数是660V。问：电压表V1的读数是多少？UVWV2ZVUVWV2ZV1ZZ所以电压表V1的读数为220V22、三只白炽灯，额定功率相同，额定电压均为220V，如图所示，接在线电压为380V的三相四线制电源上。将接在V相的开关S闭合与断开时，对V、W两相的白炽灯亮度有无影响？如果不接中线，影响又将如何？为什么？解：（1）有中线，将接在U相开关闭合与断开对其他两相UVUVWS(2)不接中线，开关S闭合，三相负载是对称负载，无影响。开关S断开，V相、W相两个灯泡是串联，每一项电压是380÷2=190V<220V,欠压白炽灯达不到额定亮度。五、知识链接与拓展1、产生电磁感应的条件是什么？简述电磁炉的工作原理。答：产生电磁感应的条件是穿过闭合导体回路所围面积的磁通量发生变化，回路中产生感应电动势，回路中就会产生电流。电磁炉的工作原理简述：电磁炉是利用电磁感应原理进行加热的厨房电器，其工作原理概括如下（1）当交变电流通过电磁炉内部的线圈时，线圈产生变化电磁场（2）变化的磁场穿过含有铁质材料的锅具时，会在锅具内部产生涡旋电流，利用涡旋电流的热效应，使锅具迅速