9. 求解图2.5.2所示电路的戴维南等效电路。 (Uab=0V,R0=8.8Ω)
10. 试用叠加定理求解图2.5.3所示电路中的电流I。
(在电流源单独作用下U=1V,Iˊ=-1/3A,电压源单独作用时,I\=2A,所以电流I=5/3A)
11. 列出图2.5.4所示电路的结点电压方程。
12Ω + 20V - + Uab - 2Ω 5A 8Ω 2V 2Ω + - 图2.5.2
1A + U 1Ω - 1Ω + 6V - 图2.5.3
2Ω I + 2U - 1Ω + 6V - 5Ω 6Ω 2Ω + 10V - 3Ω + 26 4A 4Ω
- 8V 图2.5.4
解:画出图2.5.4等效电路图如下:
对结点A:(?)VA?VB?2
对结点B:(?)VB?VA?1 12. 试求下列各正弦量的周期、频率和初相,二者的相位差如何?
(1)3sin314t; (2)8sin(5t+17°)
(3sin314t是工频交流电,周期为0.02s、频率是50Hz、初相是零;
8sin(5t+17°)是周期为1.256s、频率为0.796Hz、初相为17°的正弦交流电) 13. 某电阻元件的参数为8Ω,接在u?2202sin314tV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) (i=38.9sin314tA,用电流表测量电流值应为27.5A,P=6050W;当电源频率增大一倍时,电压有效值不变时,由于电阻与频率无关,所以电阻上通过的电流有效值不变) 14. 某线圈的电感量为0.1亨,电阻可忽略不计。接在u?2202sin314tV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)
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A 3Ω 3A B 4Ω 2A
+ 5A 6/5Ω 8V 等效图 135613131413(i≈9.91sin(314t-90°)A,用电流表测量电流值应为7A,Q=1538.6Var;当电源频率增大为100Hz时,电压有效值不变,由于电感与频率成正比,所以电感上通过的电流有效值及无功功率均减半,iˊ≈4.95sin(628t-90°)A)
15. 图3.5.4所示电路中,各电容量、交流电源的电压值和频率均相同,问哪一个电流
表的读数最大?哪个为零?为什么? ? A1 u (a)
C
U
A2 C
A3 u (c)
C C
? -
- (b)
图3.5.4
(图b电流表计数为零,因为电容隔直;图a和图c中都是正弦交流电,且电容端电压相同,电流与电容量成正比,因此A3电流表读数最大)
16. 已知工频正弦交流电流在t=0时的瞬时值等于0.5A,计时始该电流初相为30°,
求这一正弦交流电流的有效值。(0.707A)
17. 在1μF的电容器两端加上u?70.72sin(314t??/6)V的正弦电压,求通过电
容器中的电流有效值及电流的瞬时值解析式。若所加电压的有效值与初相不变,而频率增加为100Hz时,通过电容器中的电流有效值又是多少?(①22.2mA,i≈31.4sin(314t+60°)A;②频率增倍时,容抗减半,电压有效值不变则电流增倍,为44.4A) 18. RL串联电路接到220V的直流电源时功率为1.2KW,接在220V、50Hz的电源时功
率为0.6KW,试求它的R、L值。
U22202解:R???40.3? I?P1200 L?P?RU220600?57? ?3.86A z??I3.8640.3z?R22?f2572?40.3240.3???0.12H8 31431428
19. 已知交流接触器的线圈电阻为200Ω,电感量为7.3H,接到工频220V的电源上。
求线圈中的电流I=?如果误将此接触器接到U=220V的直流电源上,线圈中的电流又为多少?如果此线圈允许通过的电流为0.1A,将产生什么后果? 解:I?U2002?(314?7.3)2?220?0.0956?0.1A 2300 I?U220??1.1A为额定电流的11倍,线圈会因过热而烧损。 R20020. 在电扇电动机中串联一个电感线圈可以降低电动机两端的电压,从而达到调速的目
的。已知电动机电阻为190Ω,感抗为260Ω,电源电压为工频220V。现要使电动机上的电压降为180V,求串联电感线圈的电感量L'应为多大(假定此线圈无损耗电阻)?能否用串联电阻来代替此线圈?试比较两种方法的优缺点。 解:电动机中通过的电流:I?180190?26022?0.559A 电机电阻和电感上的电压为:UR?0.559?190?106V UL?0.559?260?145V
'串联线圈端电压:UL?2202?1062?145?47.8V 'UL47.8??0.272mH 串联线圈电感量:L'?I?0.559?314''若用电阻代替,则串联电阻端电压:UR?''UR59.5??106? 串联电阻值:R?I0.559'2202?1452?106?59.5V 比较两种方法,串联电阻的阻值为电动机电阻的二分之一还要多些,因此需多消耗功率:ΔP=0.55923106≈33W,这部分能量显然对用户来讲是要计入电表的。而串联的线圈本身铜耗电阻很小,一般不需要消耗多少有功功率。所以,对用户来讲,用串联线圈的方法降低电压比较合适。
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A I + ?U - ?Z B R -jXC
C
21. 已知右图所示电路中,R=XC=10Ω,UAB=UBC,且电路中路端电压与总电流同相,
求复阻抗Z。
解:根据题意可知,电路中发生了串联谐振。
ZBC?11??7.07??45??5?j5(?) 0.1?j0.10.1414?45?*?因谐振,所以ZAB?ZBC?5?j5(?)
22. 右图所示电路中,已知Z=(30+j30)Ω,jXL=j10Ω,又
知UZ =85V,求路端电压有效值U=?
?UZ85解:I???2A 设I?2?0?A
22Z30?30?I + ?U - + UZ Z - ?则UZ?85?0??45??85?45?V UL?jIXL?j20V
U?UZ?UL?85?45??j20?60?j(60?20)?60?j80?100?53.1?V 路端电压有效值为100伏。
23. 在右图所示电路中,已知u=141.4cos314tV,电流有
效值I=IC=IL,电路消耗的有功功率为866W,求i、iL、iC。
解: u?1002sin(314t?90?)V 电路若有I=IC=IL,由相量图分析可得必有电容支路电流与电感支路电流相位差为120°,这样两支路电流的相量和的模才符合I=IC=IL,又知电容支路的电流超前总电压90°,则电感支路的电流必滞后总电压30°,在电阻R上的分压即为:UR?100cos30???120??86.6??120?V
??????i + u - iC C iL R L 30