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.docx

第二章正弦交流电-、填空1、已知U=102sin<3140t240°）V,则Um=V,U=V,=rads.f=Hz.T=s.=。2,有一正弦交流电流：i=5X1.414Sin（I（X）O1.+300o）A,那么它的有效值为1=.角频率3=,初相角i=o3、周期T=002s,振幅为50V、初相角为60°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潦电路中的电潦为IOA,则其最大值为A,5、在正弦交流电中完成次周期性变化所用的时间叫.6、正弦交流电Is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、下列于直流电压的用的有<电于交流电压范围的是（）.I>tOJ_II"I>t3）+i=j2）ujrp>t4）I1.线圈的感抗与臼身电感值之间是（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-1.-C串联电路中，当XoXc时，电路呈一性：当X1.<Xc时，电路呈_性：当X1.=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，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o19、对称三相电源星形连接时.U1.=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=38(V,则Uuv=YUu=V.Uw=Vo二、选择填空I、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2、正弦交流电压U=100Sin(62&+60。)V.它的频率为(A,100HZB、50HZC、60HZ3、已知正弦交流电流i=IOT2sin(31.4t+25o)则频率为(A.50HZB、22OHzC、314HZ4、己知正弦交流电压u=220sin(314t-30o)则其角频率为(D、有效值D、628HZ)D、I(XX)Hz)D、100nA、i=IOsin(31.4+30o)AC.i=IOsin(314t-30o)A6、相量U=100e-的'V的解析式为(A、U=1005sin(t-60o)VC、U=100Sin(a1.+600)V7、关丁正弦交流电相量的叙述中，(A、模表示正弦量的有效值C、幅角表示正弦量的相位B.i=10sin(314t30o)AD、i=10sin<50t+30o)A>B.u=100sin(t-60)VD、u=1002sin(1.+60n)V)的说法不正确的.B、幅角表示正弦量的初相D.相员只表示正弦量与应数间的对应关系A、30B、220C、505、正弦交流电的仃效值为10,频率为50Hz,初相位为-30。，它的解析式为()8、正弦交流电e=EmSin(3i+6)式中的(3t+巾)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(3+)中，中表示()A,频率B,相位C、初相角D、相位差10、已知正弦交流电流1=100刀5皿100h十中）则电流的有效值为（）A,70.7B、I（X）C、70.711D、100JT11.如图所示正弦交流电流的有效值是（）A“a：r/«A.52B、5-7-4-/C.IOD,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、I8（'B、61C、90'D.0°13、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、IIO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、38（）VC、3IIVD、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、各相电潦的代数和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，而设饴外壳接地的形式叫（）A、保护接零B、保护接地C、接地或接零D、不确定三、判断1、大小和方向都施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，各自独立的四、问答与计算题1、已知某电路电流的瞬时表达式为i=14.1.4sin(31.4t+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I=0和I=()/$时的电流是多少？(5)画出其波形图。2、在选定的参考方向下,己知两正弦量的解析式为u=2(X)sin(IO(X)1.+2(X)°)V,i=-5sin(31.4i+30o)A.试求两个正弦量的三要素?3、已知选定参考方向卜.正弦量的波形图如图所示.试写出正弦量的解析式。25020C4、已知正弦量:UI=20sin(31.4t+45o)V,u2=40sin(31.4t-90o)V,I)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h、iz和i3的最大值分别为IA、2A和3A,若i3的初相为60°,i较h超前30"，较h滞后150%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，并绘出向纸图。(1) M1=22O2sin(<t+1.(K)')V(2) (=1.1.O2sin(-24O,)V(3) 1.=102cos+30)人(4) j1=1.4.1.4sin(r-90M8、两个电动势的表达式分别为：e=110sin314tV,e2=110sin(314t+120o)V。试用相量法求出和(e+ez)与差(ei-ez)的瞬时值解析式。9、已知u=220sin<"iV,s=220sin(t240)V,试求u+u?并绘出相量图。10,一个220V.60W的灯泡接在u=220isin(314t+3()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、电流的相址图。II、一线圈在工频电压作用下，感抗为47.1,试求其电感：当通过此线圈的电流频率为100HZ与106HZ时，它的感抗各为多少？12、只耐用为400V,容员为22（）F的电容，接在U=220后Sin（314t+6（）的电源匕通过的电流是多少？并写出电流的瞬时表达式。13、具有电感1.=1.60mH和电阻R=25Q的线圈与电容C=127F串联后，接到电用u=180sin31.4tV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fit图。14、下图的交流电路中,已知R=X1.=Xc,试比较各电流表的读数、TnT3415,：个同样的白炽灯，分别与电阻、电感及电容器申联后接在交流电源上，如图所示。如果R=X1.=Xc试间灯的亮度是否一样？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=300Q,X.=446Q相串联的电路，已知电压u=2205Sin100ntV,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=4.75UF的电容，求并联电容后整个电路的功率因数cos<p°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Zv=8+j6,Zv=3-j4,ZW=IoQ,电源线电压为38OV,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,若每相附Z=6+j8Q,求负载各相电流及各线电流。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Ai的读数是I5A。问：电流表A?的读数是多少？u1UT)UCTT-Is20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:电乐表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、知识雒接与拓展1、产生电礴感应的条件是什么？简述电琛炉的工作原理。2、使用低度验电第须注意哪些问题？3、在日光灯实验中，你使用r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？13、电感电容电阻14. U-V-W15. YAY16、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，U=vz3(7p19,%=5Ur：«)°20、Uuv=38015Q?Vv=220/3Uw=22O-2二、选择填空I、D2、A3、A4、D5、C6、B7、D8、B9、C10、CIKA12、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'CxU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、42、Y3、X4,X5、X6、X7s(1)(2)(3)X(4)X8、X9、X10、XIK12、X13、X(2)(3)X(4)X(5)X(6)X14、(I)X(2)(3)(4)X正弦电流的三要素Im=5/11=314rats点=30°3、解：根据正弦量的波形图一Uj=200Xin(Rf+)V”2=25Mn(u-"4、已知正弦量：Ui=20sin(314t+45o)V,u2=40sin(314t-90u)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:I)0i45fO-J-90n2)相位差O=135°电压”1的相位超前>的相位I：VqC5、三个工频正弦量ii、i2和h的最大值分别为IA、2A和3A,若i3的初相为60°,h较i?超前30”,较h滞后150%试分别写出三个电流的解析式。解：根据题意<=30°3-。I=150°将加6(1代入得S=-90°>j=-12(1°所以三个电潦的解析式为：i1=Hin(314f-90o)Ai2=2sin(314f-120o)ii3=3si(314/+60o)6、常用的电容器都标明了耐压多少伏。现仃个耐压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：时压500V的电容涔不能接在电压为500V的交流电源上使用。因为500V的交流电源电压的最大值为i11v51.超过了电容器的耐压值而会损坏电容涔。7、写出下列各正弦量对应的向量,并绘出向量图。(1) M1=22()2sin(ftX+1.(X),)Vz(2) M,=IIO2sin(<wz-24O-)V(3) i=IoTicoskW+30')A(4) i2=14.14sin(<4V-90)A解:(1.)1.7=220100o12)U2=110/1200(3)Z1=10/眦-=10-90°8、两个电动势的表达式分别为：e=110sin31.4tV,e2=1.IOsin<314t+120u)V。试用相址法求出和(e+eC与差<e-e2)的瞬时值解析式。解：CI和R)的相呈衣达式如下Ei=1100°=I1.CE,=1101200=-55+W5E=Ei+Ea=55÷J55vz3=110/600=-三165-J553=1105-30o所以：e=e+e2=110sin(314f+60o)Vc,=C1-e2=1105sin(314-30°W9、已知u=220sin3tV,u2=220sin(t240)V,试求山+也并绘出相量图.解：Um=mi+OE2=220/m+22012Qrt=220/皿廿U=Ui+t2=UEsin(t+。)=220Sin(T.+600)V电流频率为10()HZ与106HZ时，它的感抗各为多少？解：f=5OZ2X1.=2f1.=47.11.)=I(N)HZXr1=2r=94.2Q(2)2=10-62Xn=94.2X10-fQ12s只耐乐为400V,容员为22()F的电容，接在u=22()、6sin(31.4t+60°)的电源上，通过的电流是多少？并写出电流的瞬时表达式。解：KC=才=IUSXOTxINU"3(Q)O,三-+90°=60°+9Oo三150°i三15.22sin(311.f+15(,M13、具有电感1.=WOmH和电阻R=25Q的线图与电容C=127PF串联后，接到电压u=180sin3141V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).Y=314×160×IO-3=5C(Q)Y_!2耳“-314X127XIn-G(Q)IZI=+(X1.-XC)2=2551802×2×25=1.8/1(2)P=/2/?=1.82X25=RHFQ=Q1.-Qc=×(X1.-XC)=81VQr14,下图的交流电路中,已知R=X1.=X一试比较各电流表的读数.34O14题图15题图解：因为R=X1.=XC所以电流表I、2,3、5的读数相同。电潦表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=X1.=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样，如图与电容、电感串战后接于交流电源的白炽灯电压相等且高丁与电阻串联的白炽灯电压，所以与电容、电感出联后接于交流电源的白蛆灯的亮度相同且比与电阻串联的白蛆灯亮。假如将它们介入直流电源,与电容串联的白炽灯不亮，电容在宜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，电感在直潦电路为短路，白炽灯两端电压酸大。16、日光灯电路等效为R=300C,X=446Q相串联的电路，已知电压u=2202sin1.11tV,为了提日光灯电路的功率因数，在日光灯电路上并联一个C=4.75PF的电容，求并联电容后整个电路的功率因数cos。解：17、-：相发电机接成：.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，电源内部没为回路电流。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Z=8+j6Q,Zv=3-j4U,ZW=IOQ.电源线电压为380V.求备相电流及中线电流。解：设Uv=220/Q?则Uv=22O-12OoOH=220/皿22-370Aia220/变I1.i=ssiZv8+，6UvA1.£=*=22/娅CwI1.1.v,v*=r+Zv+Av=22-370+44-670+22/120°19、对称负我接成三角形，接入线电压为38()V的三相电源,若每相配Z=6+j8Q,求负教各相电流及各线电流.解：设每相负载的相电压为：'r3-3m>(J0则1.Vh=三-120oUwu=380/1200则各相电流为:38/-1730人=镖M380虺6+»8380/7射6-T/8¾8-304三相负载对称，所以各线电流的大小为相电源的倍，相位滞后对应相电流即各线电流为：Iu=383-8301.iv=38z315704Iw=383372120、图示电路中，设：.相负载是对称的，己知接在电路中的电流表A1.的读数是15A.问：电流表Aa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电压表VI的读数为220V21、图中，设三相负载是对称的,已知接在电路中的电压表Va的读数是660V。问:电压表V1.的读数是多少？解：如图所示电压表V?的读数是660V为线电压，电压表W的读数为相电压rQ660t7p5"=22ov22、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38OV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无影响。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=I*）V<22（）V,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闱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。电磁炉的工作原理荷述：电磁炉是利用电磁感应原理进行加热的国房电器，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，公在锅具内部产生涡旋电流，利用涡旋电流的热效应，使锅具迅速发热，从而加热食物。2、使用低压验电笔须注意哪些问题？答：（1）使用验电笔之前，查看验电笔是否有破损，有无受潮或者是进水，检杳良好后才可以使用.（2）使用的电笔时，不可以用手触摸验电笔前端的金属部位，这样做导致人身触电危险。（3）在测量电气设备是不是带电之前，先要找个已知电源测试试电笔的玩泡是否可以正常发光，能正常发光，才可以使用.（4）在敞亮的光线下检测带电体时，应非常留意九泡是否真的发光（或不发光），需要时可另外一只手遮挡光线认真判别。（5）使用低压验电笔时，一定按图正确使用方法握笔，以手指触摸笔尾的金属体，让定管小窗背光朝自己。当用电笔检测带电体的时候，电流通过带电体、电笔、人体以及地面形成回路，只要带电体和地面之间的电位差超出60V,电笔中的笈泡就会发光。电压高发光强，电压低发光弱。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。答：日光灯实验中使用的电工仪表:交流电压表、交流电流表和功率表。并联电容的物理意义：是为J'提高电路的功率因数，功率因数的提高能使发电设备的容量得到充分利用，同时使电能得到大量节约。日光灯点燃的工作原理：1、在开关接通瞬间，线路上的电压全部加在辉光启辉泯的两端，迫使辉光启辉器辉光放电.2,辉光放电产生热量使辉光启辉器中的双金照片受热膨胀变形与静触片接触，使电路接通，电流流过镇流器与灯丝，灯丝经加热后发射电子03、辉光启辉器双金属片与解触片接触后停止辉光放电，气体温度下降，双金属片冷却而恢史原来的断开状态.4、辉光启辉器断开瞬间，镇流器两端产生自感大电动势，这个电动势与交流电源电压段加，形成一个高压脉冲，加在荧光灯管两端，使荧光灯管内的就气电离放电，管内温度升高，从而使管内汞蒸气压力升高，在电子撞击下开始放电，放电辐射出的紫外线激励管壁上的荧光粉,发出像日光一样的光线。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？答：中线的作用就在于使星形联接的不对称负我的相电压对称。如果中线断开或熔断器熔断，三相不对称负栽会承受不对称相电压，无法正常工作，严玳时会烧毁负载。为了保证负载的相电压对称，中线就不能断开，因此，中线内不接开关或熔断%5、为什么电灯开关一定要接在火线上？答：电灯开关接在火线上,这样当断开开关后灯具不带电,便可进行点灯修理或更换，保证安全,便于检修.6、什么三相电源的相序？工程上用哪儿三种颜色区分？答：三相电源的相序为三相交流电动势到达正最大值的先后顺序。U-V-W-U为正相序工程上用黄、绿、红三种颜色分别作为U、V、W三相标忐。