3-1、已知:u=200 sin(100πt+45°)V,则Um=_200_V;U=100频率f=_50HZ_。
3-2、u和i的波形图如图3—20,则u的初相为(-它们的相位关系为_i_超前 u ,超前的角度为
2V;其初相为__45o_;
??),i的初相为(+), 33???2??????。 3?3?3?3-3、在时变电流i1=2+2sin(ωt-30°) A;i2=5cos(ωt-30°) A;
i3=3esin (ωt-30°) A中,能用相量表示的是(i2和i3)。(正弦量可用相量表示)
-5
3-4、已知i1=52sin(ωt-35°)A;i2=32sin(ωt+20°)A,
o
,I1= 5∠-35A (极坐标式), I1?5cos(?35)?j5sin(?35)?4.1?j2.9(A)(直角坐标式)
?oo?o
,I2= 3∠20A (极坐标式)。i1+i2?7.22sin(?t?15.1o)A(先I2 = 2.82+j1.03(A) (直角坐标式)
??进行相量加,再转换),i1-i2?4.132sin(?t?72)A,I1·I2= 15∠-15A ,I1/I2 = 1.67∠-55 。
o??o2
??o
相量图:
I2o?35 15 I1?I2o??20 oo55 oI1?20 oI2 ?35 I1?I2I1???
3-5、图3-9所示正弦电路中,已知R=1KΩ, uC滞后于u 60o, 则tg60?oURIR ?UCIXCXC=1/ωC=
?1?R=580Ω。 ??K??0.58K????otg60?3? 3-6、二端网络关联参考方向下的电压u=2002sin(100πt+15o)V,电流i=2sin(100πt+60o)A,则其有功功率P=_200×1×cos(15-60)=141.4W__,无功功率Q=_200×1×sin(15-60)=-141.4Var。 视在功率S=_200×1=200VA_。
3-7、并联_合适的电容_可以提高感性电路功率因数。提高功率因数的意义主要为_使电源设备的容量得
o
o
o
o
到充分利用和减小输电线路的电能损耗。
第 11 页 共 29 页
3-8、一个可变电容C和定值电阻R串联后接至有效值、频率均固定不变的正弦电压上,各电压和电流均取关联参考方向,则当C增大时,电流I_增大_;uC滞后于u的相位角__增大_。(XC减小,串联的总阻抗减小,I增大;XC减小,容性减弱,阻性增强,u向uR靠近,u与uC夹角增大。可参阅题3-4的图解) 3-9、图3—2RL串联电路接至有效值固定不变而频率连续可调的正弦电压上,当频率升高时,电路中电流有效值I_减小_;uL超前于u的相位角__减小_。(频率升高,XL增大, 总阻抗增大,I减小;XL增大,感性增强,所以u向uL靠近,夹角减小。参阅3-4解)。
13-10、有一LC并联电路,R=1?, C=0.33uF, L=1 H。谐振频率f0=
2?LC= 277HZ
3-11、RLC串联电路,R=10?, C=0.33uF, L=1 H,U=10V。谐振时Z=R=10?,谐振频率f= 277HZ 。U1??1740V,电感的电压UL= Uc =1740V 。 谐振时电容的电压UC?IXC?Z2?fC3-12、以下各对正弦电压中,能用相量方法进行加减的有( A )。(频率相同的才可以)
A、u1=4sinωtV,u2=3sin (ωt-60°)V;B、u3=4sin (ωt+30°)V,u4=3sin2ωtV; C、u5=4cosωtV;u6=3sin3ωtV。 3-13、以下结论中,正确的是( C )。
A、线圈的自感系数L与线圈的电流i成反比,与磁场ψ成正比。
B、线圈的自感系数L与线圈的电压U成反比,与线圈中电流的变化率di/dt成正比。 C、线圈的自感系数L取决于线圈本身的形状、尺寸、匝数以及介质的性质。 3-14、以下结论中,正确的是( C )。
A、电感电压uL大小和其电流i成正比; B、电感电压uL大小和其电流i的变化量成正比; C、电感电压uL大小和其电流i的变化率di/dt成正比。
3-15、通过电感元件L的电流i=2Isinωt A,其端电压u与i取关联参考方向下列关系式中( B、C ) 是正确的。 A、u=iωL B、U=IωL C、U=IjωL 3-16、以下关于电容器的描述中,( C、D )是正确有。
A、电容量C的大小与电容器两端外加电压成反比,与极板上的电荷量Q成正比; B、电容量C的大小与电容电压的变化率成正比;
C、电容量C的大小与电容本身的几何尺寸、介质性质有关。
D、电容器两端电压变化率越大,电流越大; E、电容器两端电压越高,电流越大。 3-17、对图3-6所示RLC串联电路,以下关系式( B )是错误的。
第 12 页 共 29 页
??A、u=uR+uL+uC; B、U=UR+UL+UC; C、U=UR+UL+UC
3-18、RLC串联的正弦电路中,如果ωc<1/ ωL,则电路为( b )。
a. 电感性; b.电容性; c.电阻性。
3-19、两个同频率正弦电流i1和i2的有效值分别为6A和8A , 如果i1+i2的有效值为2A,则i1与i2( a )
a. 反相; b. 同相; c. 相位正交.
3-20、一正弦电路的端电压与电流参考方向一致时,其等效阻抗Z=7-j 9Ω,则该电路的性质为( a ).
a. 电容性; b. 电感性; c. 电阻性.
3-21、低压供电电路电压为220V、频率f=50Hz,接一感性负载,其电流I=4.5A,有功功率P=600W, 若要把整个电路的功率因数提高到2/2≈0.707,需要容性无功功率的大小为__-187.5乏__,需要并联电容工频容抗为__258Ω____。(仅有感性负载时如上左图,并联电容后如下左图,并电容后感性支路端压和阻抗没变,所以电阻和电感的功率不变,即有功功率和电感的无功功率不变,功率三角形由上右图变为下右图。由功率三角形得算式如下:)
????Q?QC??VA,QL?S2?P2?787.5Var,2)L?tg??,cos???0.707????45o??1)S?UI?990P??222??UCUC220o?XC?????258????QC?Ptg45?QL??187.5Var,QC??X?QC?187.5C??S ?
L Q
P
S’ ??
-Q Q L C
P
3-22一阻抗Z=4-j3Ω,其端电压U=10V,则它的有功功率P=( 16W ),无功功率是( -12Var )。
Z?4?j3?5??37o?,
I?U10??2A,Z5P?UIcos(?37o),Q?UIsin(?37o)
第 13 页 共 29 页
3-23、在串联电路中,已知电源电压u=102sin(5000t-30)V,R=7.5Ω,L=6mH,C=5μF,试求:
o
(1)电流I和电压UR、UL、UC; (2)求功率P、Q、S; (3)绘电压、电流相量图。 解:
????(1)11??40??6?C5000?5?10
Z?R?jXL?jXC?7.5?j(30?40)?7.5?j10?12.5??53.1o?XL??L?5000?6?10?3?30?XC????53.1o <0说明电路呈容性。
U10??30ooI???0.8?23.1AoZ12.5??53.1??UR?IR?7.5?0.8??23.1o?6?23.1o(V)UL?IjXL?0.8?23.1o?30?90o?24?113.1o(V)UC?I(?jXC)?0.8?23.1o?40??90o?32??66.9o(V)??????
(2)P?UIcos??10?0.8cos(?53.1o)?4.8W, Q?UIsin??10?0.8sin(?53.1o)?6.4Var
S?UI?10?0.8?8VA
(3)
第 14 页 共 29 页
. UL +j . o 113.1UR 23.1o o 30o 66.9. I +1 . UR 23.130o . I o . . U+ L UC . U . UC 66.9o . U . UL 或
. 113.1o UC
3-24、RLC串联电路中,已知电容电压U1=3V,电阻和电感串联后的电压U2=4V,R=XL,试作相量图求U。
. UL . 45o UR . U
解:R=XL则UR=UL所以由U2??UR?UL
2??. I . . UC=U1 由图得U2所以UR?UR?UL?22UR(图中虚线边)
U2?UL??22V
2?UR?(U1?UL)2?(22)2?(3?22)2?2.8V
1?20?,求u并作相?CUL?由图得U23-25、下图电路中,通过电感元件L的电流iL=2Isinωt,R=ωL=10Ω,量图。
I45??o UR45o? ?IUC?
UU?
第 15 页 共 29 页