电工基础课后习题(3)

2019-05-26 18:12

2、电流既有大小又有方向,因此电流是矢量。 ( 错 ) 3、当参考点发生变化时,电位随之改变,电压等于电位差也改变。 ( 错 ) 4、电位是相对的量,电压是绝对的量,二者没有关系。 ( 错 ) 5、电路中有电流必定有产生电流的电压。 ( 对 ) 6、电压表如果串联在电路中,一定会被烧毁。 ( 错 ) 7、电流表如果关联在待测电路两端,一定会被烧毁。 ( 对 ) 8、电能表在任何情况下都可以直接接入电路中。 ( 错 ) 9、单相电度表的4个接线端子,左数第1、第2个应与火、零线相接。( 错 ) 10、感应式电能表的好处就是直观、动态连续、停电不丢数据。 ( 对 ) 三、单选或多选题:(每小题2分,共20分)

1、基尔霍夫两定律的适用范围是( ABCD )。

A. 直流电路 B. 交流电路 C. 正弦电路 D. 非正弦电路 2、测量电路的功率时,功率表与电路相连的端子有( B )。 A. 2个 B. 4个 C. 6个 D. 8个

3、单相电度表的4个接线端子,其中与火线和零线相连的入线端子是左数( C ) A、第1、第2 B、第3、第4 C、第1、第3 D、第2、第4 4、测量电压和电流时,指针的偏角与误差成( B )的。 A、正比 B、反比

5、测量功率的方法有多种,其中二瓦计法适用于( A )的测量。

A、对称三相电路 B、三相四线制电路 C、直流电路 D、单相电路 6、电能的单位是( BC )。

A、瓦特 B、千瓦2时 C、焦耳 D、安培

7、电流的单位是( C ),电压的单位是( D ),电能的单位是( B ),电功率的单位是( A )。

A、瓦特 B、焦耳 C、安培 D、伏特 8、电流表的内阻( B )其精度越高。 A、越大 B、越小

9、电压表的内阻( A )其精度越高。 A、越大 B、越小

10、负载获得最大功率时,电源的利用率为( C ). A、100% B、70% C、50% D、无法判断

四、简述题:(每小题4分,共24分)

1、电功率大的用电器,其电功是不是也大?为什么?

答:电功率大的用电器,其电功不一定大。因为,电功率表征的是用电器单位时间内能量转换的本领,电功则是电流所作的功,二者含义不同,不能没有混为一谈。电功

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率大的用电器,如果没有通电,电功就为零;反之,电功率小的用电器,如果用电时间很长,电功也不少。

2、基尔霍夫电流定律的适用范围是什么?是否只对电路结点成立?

答:基尔霍夫电流定律的适用范围不仅是直流电路,还有交流电路,正弦交流电路或非正弦交流电路,不仅对电路中结点成立,还可以扩展到任意封闭曲面。

3、电能表是否在任何情况下都能直接接入电路进行测量?若在高电压或大电流下,应如何接入线路?

答:只有在不超过500伏的低电压和几十安以下电流的情况下,电能表才可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流情况下,电能表不能直接接入线路,需配合电压互感器或电流互感器使用。

4、功率表采用的是磁电式还是电动式?功率表中的固定线圈和可动线圈,哪个是电流线圈?哪个是电压线圈?

答:测量功率时采用电动式仪表。功率表中的固定线圈是电流线圈,测量时固定线圈应与负载串联;功率表中的可动线圈是电压线圈,测量时应与负载并联。

5、一个内阻为0.5Ω,量程为1A的安培表误认为成伏特表,接到电压源为10V,内阻为0.5Ω的电源上,试问此时安培表中通过的电流有多大?会发生什么情况?你能说说使用安培表应注意哪些问题吗?

答:安培表中通过的电流为:10÷(0.5+0.5)=10A 是其额定电流的10倍,安培表会因过流而烧毁。使用安培表时一定要注意应串接在被测电路中。

6、什么叫一度电?一度电有多大作用?

答:1kW·h=1度电。 一度电可以让1KW的电机运行1个小时,可让100W的电灯点燃10个小时,还可让10W的节能灯点燃100个小时。 五、分析计算题:(共21分)

1、在图2.19所示电路中,已知电流I=10mA,I1=6mA,R1=3KΩ,R2=1KΩ,R3=2KΩ。求电流表A4和A5的读数是多少?(6分)

解:对a列KCL方程:I-I1-I2=0 得I2=4mA 对左回路列KVL:633+2I3-431=0 得I3=-7mA A4=13mA A5=-3mA 2、图2.20所示电路中,求流过6V电源、12V电源以及2Ω电阻中的电流分别为多少?(6分)

a I 2Ω b + + 6V 12V - - I2 1Ω 1Ω 解:I1=6/(1+5)=1A I2=12/(1+5)=2A

2Ω电阻由于没有构成闭合通路,所以该

电阻上无电流通过,I=0

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R1 I1 b I a R2 I2 c R3 A4 I4 A5 I5 图2.19

5ΩI 1

图2.20

3、功率表刻度盘上的标尺格数为75格,测量功率时选取的量程为U=300V,I=1A。当功率表指示50格上时,实测功率是多少? 画出功率表的连线图。(9分)

解:刻度盘上的标尺格数为75格,而我们所选取的量程为U=300V,I=1A,所以功率表满量程的读数应为P=UI=30031=300W,每格功率值应为300/75=4W。当功率表指针指示在50格上时,其实测功率是4W350=200W。

* * ~ 电源 负载

第3单元 问题与思考解析

3.1节

1、试述对称三相交流电的概念,

答:三个最大值相等、角频率相同、相位上互差120°的三个正弦交流电的组合称为对称三相交流电。对称三相交流电的瞬时值之和恒等于零,相量和恒等于零。

2、何谓正弦量的三要素?三要素各反映了正弦量的哪些方面?

答:正弦量的最大值、角频率和初相称为正弦交流电的三要素。其中最大值(或有效值)反映了正弦量的“大小”和做功能力;角频率(频率或周期)反映了正弦量时间变化的快慢程度;初相确定了正弦量计时始的位置。

3、两个正弦交流电压u1=U1msin(ωt+60°)V,u2=U2msin(2ωt+45°)V。能否计算出它们之间的相位差?如不能,试说明原因。

答:两个正弦量频率不同,因此它们之间的相位差无法进行比较。即相位差的概念仅对同频率的正弦量有效。

4、已知某电容器的耐压值为220V,问能否用在有效值为180V的正弦交流电源上? 答:交流有效值为180V,其最大值约等于255V,由于最大值超过了该电容器的耐压值220V,所以不能用在有效值为180V的正弦交流电源上。

3.2节

1、将下列代数形式的复数化为极坐标形式的复数。

(1)6+j8 (2)-6+j8 (3)6-j8 (4)-6-j8

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答: 6?j8?10?53.1? ?6?j8?10?126.9?

6?j8?10?53.1? ?6?j8?10??12.69?

2、将下列极坐标形式的复数化为代数形式的复数。 (1)50∠45° (2)60∠-45° (3)-30∠180°

答:50?45??35.35?j35.35 60??45??42.43?j42.43 ?30?180??30 3、判断下列公式的正误:

(1)u?3?j4V (2)I?5sin(314t?30?)A (3)U?220?36.9?V 答:(1)错。瞬时值和用相量式不等;(2)错。有效值和解析式不等; (3)正确。

4、由问题与思考题1和2,你能说出相量的极坐标形式和代数形式之间变换时应注意的事项吗?说说看。

答:相量的极坐标形式变换为代数形式时,代数形式的实部等于极坐标形式的模乘以其幅角的余弦值,代数形式的虚部等于极坐标形式的模乘以其幅角的正弦值;代数形式变换为极坐标形式时,极坐标形式的模值等于代数形式的实部平方与虚部平方之和的开方,极坐标形式的幅角等于代数形式的虚部与实部之比的反正切,还要注意象限。

5、“正弦量可以用相量来表示,因此u?2202sin(314t?30?)?220??30?”对吗? 答:正弦量和相量之间只有对应关系,没有相等之说。上式中正弦量等于一个复数显然是错误的。即:u?2202sin(314t?30?)≠220??30?。

3.3节

1、电容器的主要工作方式是什么?如何理解电容元件的“通交隔直”作用? 答:电容的主要工作方式是充放电。电容接于直流电路上时,充电时间很短,一旦充电结束,即使电源不断开,电容支路也不再会有电流通过,这就是所谓的“隔直”作用;电容接于交流电路上,由于交流电大小、方向不断随时间变化,因此电容会不断地充放电,好象始终有一个交变的电流通过电容,这就是所谓的“通交”作用。

2、“只要加在电容元件两端的电压有效值不变,通过电容元件的电流也恒定不变”的说法对吗?为什么?

答:说法错误。因为,正弦交流电路中的电容支路电流IC?UC?C,其大小不仅与电源电压的有效值有关,还与电路的频率有关,对C值一定的电容元件来讲,电压有效值不变,但电路频率发生变化时,通过电容元件的电流也会随着频率的变化而发生改变。

3、电感元件、电容元件的正弦交流电路中,无功功率是无用之功吗?如何正确理解? 答:在储能元件的正弦交流电路中,无功功率的大小反映了储能元件与电源之间能

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?量交换的规模。只是在这种能量交换的过程中,元件上不消耗电能。不耗能即不做有用功,从这个角度上来看,为区别于耗能元件上“既交换又消耗”的有功功率,才把储能元件上的“只交换不消耗”称为无功功率。“无功”反映了不消耗,并不能理解为“无用之功”。如果没有这部分无功功率,电感元件无法建立磁场,电容元件无法建立电场。

4、有功功率与无功功率的区别是什么?它们的单位相同吗?

答:有功功率代表了交流电路中能量转换过程不可逆的那部分功率,无功功率代表的是交流电路中能量转换过程可逆的那部分功率。为区别两者,把有功功率的单位定义为“瓦特”,无功功率的单位定义为“乏尔”。

5、为什么把电阻元件称为即时元件?电感和电容元件称为动态元件?根据什么把电阻元件又称为耗能元件?电感和电容元件称为储能元件?

答:根据元件上电压、电流的瞬时值关系,电阻元件上的电压、电流任一瞬间均符合欧姆定律的即时对应关系,因此称为即时元件;电容元件和电感元件上的电压、电流,任一瞬间均遵循微分或积分的动态关系,所以称为动态元件。根据元件上的功率关系:电阻元件在能量转换过程中只消耗有功功率,因此称为耗能元件;电感和电容元件在能量转换过程中不消耗、只交换,所以称为储能元件。

6、感抗、容抗的概念与电阻有何不同?三者在哪些方面相同?

答:电阻、感抗和容抗都反映了元件对正弦交流电流的阻碍作用,单位都是欧姆。所不同的是:电阻的阻碍作用表现在发热上(消耗能量);感抗和容抗的阻碍作用都反映在元件的频率特性上:电路频率越高,电感元件的自感能力越强,阻碍正弦电流的作用越大;而容抗与电路频率成反比,电路频率越高,电容元件充放电电流越大,对正弦电流呈现的阻碍作用越小。

3.4节

1、已知交流接触器的线圈电阻为200Ω,电感量为7.3亨,接到工频电压为220V的电源上。求线圈中的电流I是多少?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?

答:接到工频电压为220V的电源上时,接触器对正弦电流呈现的阻抗为: Z?22R2?XL?200?(314?7.3)2?200?22922?230?0 2线圈中的电流:I?U/Z?220/2300?0.0957A 如果误将此接触器接到220V的直流电源上,则线圈中通过的电流为:

I?U/R?220/200?1.1A

若线圈允许电流为0.1A时,直流情况下通过线圈的电流将是其额定值的11倍,线圈会因过流而烧毁。

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