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BatchDoc Word文档批量处理工具单元模拟题5【项目五 正弦交流电路】【总406分】一、填空题（每空0.5分，共62分）1.直流电的方向 不随时间 的变化而变化；交流电的方向 随时间 的变化而变化，正弦交流电则是 大小 和方向按 正弦规律 变化。2.交流电的周期是指 交流电每重复变化一次所需的时间 ，用符号 T 表示，其单位为 秒（S） ；交流电的频率是指 交流电在1秒内重复变化的次数 ，用符号 f 表示，其单位为赫兹（Hz）。它们的关系是 T 。3.我国动力和照明用电的标准频率为 50 Hz，习惯上称为工频，其周期是 0.02 s，角频率是 314 rad/s。4.正弦交流电的三要素是 最大值（有效值）、频率（周期、角频率） 和 初相 。5.有效值与最大值之间的关系为 ，有效值与平均值之间的关系为 有效值1.11平均值 。在交流电路中通常用 有效值 进行计算。6.已知一正弦交流电流isin (314t- )A，则该交流电的最大值为 1A ，有效值为 A ，频率为 50HZ ，周期为 0.02S ，初相位为 - 。7.阻值为R的电阻接入2V的直流电路中，其消耗功率为P，如果把阻值为R的电阻接到最大值为2V的交流电路中，它消耗的功率为 P/2 。8.常用的表示正弦量的方法有 波形图 、 相量图 和 解析式 ，它们都能将正弦量的三要素准确地表示出来。9.作相量图时，通常取 逆 （顺、逆）时针转动的角度为正，同一相量图中，各正弦量的 频率 应相同。10.用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按 平行四边形 法则进行。11.纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为 I ，电压与电流在相位上的关系为 同相 。12.在纯电阻电路中，已知端电压u311sin (314t+30)V，其中Rl000，那么电流 i0.311 sin (314t+30)A ，电压与电流的相位差 0，电阻上消耗的功率P 48.4 W。13.平均功率是指 交流电一个周期内消耗的功率的平均值 ，平均功率又称 有功功率 。14.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为 I ，电压与电流在相位上的关系为 电压超前电流90 。15.感抗是表示 电感对电流的阻碍作用 的物理量，感抗与频率成 正 比，其值XL 2fL ，单位是 ；若线圈的电感为0.6 H，把线圈接在频率为50 Hz的交流电路中，XL 188.4 。16.在纯电感正弦交流电路中，有功功率P 0 W，无功功率QL与电流I、电压UL感抗XL的关系为： QLUIU2/XLI2XL 。17.一个纯电感线圈若接在直流电源上，其感抗XL 0 ，电路相当于 短路 。18.在正弦交流电路中，已知流过电感元件的电流I10 A，电压u20sin(1 000t)V，则电流 i10sin(1 000t-90)A，感抗XL 2 ，电感L 0.002 H，无功功率QL 200 var。19.在纯电容交流电路中，电压有效值与电流有效值之间的关系为 I ，电压与电流在相位上的关系为 电压滞后电流90 。20.容抗是表示 电容对电流的阻碍作用 的物理量，容抗与频率成 反 比，其值XC ，单位是 ；100 pF的电容器对频率是l06 Hz的高频电流和50 Hz的工频电流的容抗分别是 1.59103 和 3.18107 。21.在纯电容正弦交流电路中，有功功率P 0 W，无功功率QC UI U2/XC I2XC 。22.一个电容器接在直流电源上，其容抗XC ，电路稳定后相当于 断路 。23.在正弦交流电路中，已知流过电容元件的电流I10 A，电压u20 sin（1 000t）V，则电流i 10 sin（1 000t+）A ，容抗XC 2 ，电容C 510-4F ，无功功率QC 200var 。24.一个电感线圈接到电压为100 V的直流电源上，测得电流为20 A，接到频率为50 Hz、电压为200 V的交流电源上，测得电流为28.2 A，则线圈的电阻R 5 ，电感L 16 mH。25.在RL串联正弦交流电路中，已知电阻R6，感抗XL8 ，则电路阻抗Z 10 ，总电压 超前 电流的相位差 53.1，如果电压u20sin (314t+)V，则电流i 2sin (314t-23.1) A，电阻上电压UR 12 V，电感上电压UL 16 V26.在RC串联正弦交流电路中，已知电阻R8，容抗Xc6 ，则电路阻抗Z 10 ，总电压滞后电流的相位差37，如果电压u20sin (314t+)V，则电流i 2sin (314t+67) A，电阻上电压UR 16 V，电容上电压UC 12 V。27.已知某交流电路，电源电压u100sin（t-）V，电路中通过的电流i10Isin (t-)A，则电压和电流之间的相位差是 ，电路的功率因数cos0.5，电路中消耗的有功功率P 500 W ，电路的无功功率Q 500 var ，电源输出的视在功率S 1000 VA 。28.串联正弦交流电路发生谐振的条件是 XLXC 。谐振时的谐振频率品质因数Q ，串联谐振又称 电压谐振 。29.在发生串联谐振时，电路中的感抗与容抗 相等 ，此时电路中阻抗最 小 ，电流最 大 ，总阻抗Z R 。30.有一RLC串联正弦交流电路，用电压表测得电阻、电感、电容上电压均为10 V，用电流表测得电流为10 A，此电路中R 1 ，P 100W ，Q 0 var ，S 100VA 。31.串联谐振电路只适用于 电源内阻较小 的场合，而并联谐振电路则适用于 电源内阻较大 的场合。32.LC并联谐振电路发生谐振时，其谐振频率fo ，此时，电路中总阻抗最 大 ，总电流最 小 。33.并联电路发生谐振时，品质因数Q ，此时，电感或电容支路电流会 大大超过 总电流，所以并联谐振又称 电流谐振 。34. 在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30，感抗为40，容抗为80，那么电路的阻抗为 50 ，该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 750W ，吸收的无功功率又为 1000var 。35.填写表格单一参数的正弦交流电路纯电阻电路（R）纯电容电路（XC）纯电感电路（XL2fc）1.向量图关系 解析式关系2.电流与电压相位关系电流与电压同相电流超前电压90电流滞后电压903.电流与电压数量关系电压与电流的最大值，有效值，瞬时值均遵循欧姆定律：电压与电流的最大值，有效值遵循欧姆定律，瞬时值不遵循欧姆定律：电压与电流的最大值，有效值遵循欧姆定律，瞬时值不遵循欧姆定律：4.电路的功率有功功率无功功率正弦交流串联电路RC串联电路RL串联电路RLC串联电路核心知识点都以电流为参考量： 串联支路中，流过每个元件的电流相同（瞬时值，有效值，最大值都相同）1.电压向量图关系 电压解析式关系有三种可能：UL-UC0 呈感性UL-UC0 呈容性UL-UC0 串联谐振2.串联电路电压间的数量关系3. 串联电路的阻抗4.电路的功率有功功率无功功率视在功率36.比较串、并联谐振电路的特点，填写下列表格中的相关内容。项目XL与的大小关系总阻抗（等于、最大、最小）总电流（压）（等于、最大、最小）品质因素总电流（压）与品质因素的关系谐振频率串联谐振XLXC最小最大QQfo并联谐振XLXC最大最小QQfo二、选择题（每题2分，共100分）1.交流电的周期越长，说明交流电变化得( B )。 A.越快 B.越慢 C.无法判断2.已知一交流电流，当t0时的值i0 1 A，初相位为300，则这个交流电的有效值为( B )A。 A.0.5 B.1. 414 C.1 D.23.已知一个正弦交流电压波形如图5-1所示，其瞬时值表达式为( C )V。 A.u10sin (t - ) B.u-10sin (t - ) C.u10sin (t + )4.已知u120sin sin (314t + )V，u240sin (314t - )V，则( C )。 A.Ul比U2超前300 B.Ul比U2滞后300 C.Ul比U2超前900 D.不能判断相位差5.已知i110sin (314t-900)A,i210sin(628t-300)A,则( D )。 A.i1比i2超前600 B.i1比i2滞后600 C.i1比i2超前900 D.不能判断相位差6.图5-2所示相量图中，交流电压Ul和U2的相位关系是( A )。 A.ul比u2超前750 B.ul比u2滞后750 C.ul比u2超前300 D.无法确定7.同一相量图中的两个正弦交流电，( C )必须相同。 A.有效值 B.初相 C.频率8.正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是( B )。 A.Im B.I C.i D.I9.已知一个电阻上的电压u10 sin (314t-)V，测得电阻上所消耗的功率为20 W，则这个电阻的阻值为( A )。 A.5 B.10 C.4010.在纯电感电路中，已知电流的初相角为- 600，则电压的初相角为( A )。 A.300 B.600 C.900 D.120011.在纯电感正弦交流电路中，当电流iIsin( 314t)A时，则电压( C )V。 A.uIsin (314t+) B.uILsin (314t-) C.uILsin (314t+)12.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增加电源频率时，电路中电流( B )。 A.增大 B.减小 C.不变13.下列说法正确的是( C )。 A.无功功率是无用的功率 B.无功功率是表示电感元件建立磁场能量的平均功率 C.无功功率是表示电感元件与外电路进行能量交换的瞬时功率的最大值14.在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其他条件不变，电路中电流将( A )。 A.增大 B.减小 C.不变15.在纯电容交流电路中，当电流iCIsin (314t+)A时，电容上电压为( C )V。 A.uc ICsin (314t+) B.ucICsin (314t) C.ucIsin (314t)16.若电路中某元件两端的电压u36sin (314t-)V，电流i4sin (314t)A，则该元件是( C )。 A.电阻 B.电感 C.电容17.加在容抗为100 的纯电容两端的电压uc100sin (t-)V，则通过它的电流应是( B )A。 A.icsin（t+） B.icsin（t+） C.ic sin (t+) D.ic sin (t+)18.白炽灯与电容器组成如图5-3所示的电路，由交流电源供电，如果交流电的频率减小，则电容器的( C )。 A.电容增大 B.电容减小 C.容抗增大 D.容抗减小 19.白炽灯与线圈组成如图54所示的电路，由交流电源供电，如果交流电的频率增大，则线圈的( C )。 A.电感增大 B.电感减小 C.感抗增大 D.感抗减小 20.两只同规格的无铁心线圈，分别加上220 V的直流电压与220 V的交流电压，我们可以发现( D )。 A.由于是同一元件，U直U交，所以发热一样快 B.无法比较两线圈发热快慢 C.加交流电压时发热快 D.加直流电压时发热快21.如图5-5所示，三个灯泡均正常发光，当电源电压不变、频率f变小时，灯的亮度变化情况是( D )。 A.HL1不变，HL2变暗，HL3变暗 B.HL1变亮，HL2变亮，HL3变暗 C.HL1、HL2、HL3均不变 D.HL1不变，HL2变亮，HL3变暗22.在图56所示RL串联电路中，电压表PV1的读数为10 V，PV2的读数也为10 V，则电压表V的读数应为( C )V。A.0 B.10 C.14.1 D.2023.图5-7所示电路中，当交流电源的电压大小不变而频率降低时，电压表的读数将( B )。 A.增大 B.减小 C.不变24.正弦交流电路如图5-8所示，已知开关S打开时，电路发生谐振。当把开关合上时，电路呈现( B )。 A.阻性 B.感性 C.容性 25.正弦交流电路如图5-9所示，已知电源电压为220 V，频率f50 Hz时，电路发生谐振。现将电源的频率增加，电压有效值不变，这时灯泡的亮度( B )。 A.比原来亮 B.比原来暗 C.和原来一样亮 26.四个RLC串联电路的参数如下，其中只有( A )属电感性电路。 A.R5 ，XL7，Xc4 B.R5，XL4，Xc7 C.R5，XL4，Xc4 D.R5，XL5，XC527.在RLC串联正弦交流电路中，已知XLXC20 ，R20，总电压有效值为220 V，则电感上电压为( B )V。 A.0 B.220 C.73.328.在电阻、电感串联后再与电容并联的电路发生谐振时，RL支路电流( A )。 A.大于总电流 B.小于总电流 C.等于总电流29.在电阻、电感串联后再与电容并联的电路中，改变电容使电路发生谐振时，电容支路电流( A )。 A.大于总电流 B.小于总电流 C.等于总电流 D.不一定30.RLC串联电路产生谐振的条件是（ B ）。 A.RXLXC B.XLXC C.R31.某正弦电压有效值为380V，频率为50Hz，计时始数值等于380V，其瞬时值表达式为（ B ） A.V； B.V； C.V。32.一个电热器，接在10V的直流电源上，产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（ D ） A.7.07V； B.5V； C.14V； D.10V。33.提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（ D ） A.减少了用电设备中无用的无功功率； B.减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量； C.可以节省电能； D.可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。34.已知A，）A，则（ C ） A.i1超前i260； B.i1滞后i260； C.相位差无法判断。35.电容元件的正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将（ A ） A.增大； B.减小； C.不变。36.在RL串联电路中，UR16V，UL12V，则总电压为（ B ） A.28V； B.20V； C.2V。37.RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0时，电路性质呈（ B ） A.电阻性； B.电感性； C.电容性。38.正弦交流电路的视在功率是表征该电路的（ A ） A.电压有效值与电流有效值乘积； B.平均功率； C.瞬时功率最大值。39.某正弦电压有效值为380V，频率为50Hz，计时始数值等于380V，其瞬时值表达式为（ B ） A.V； B.V； C.V。40.一个电热器，接在10V的直流电源上，产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（ D ） A.7.07V； B.5V； C.14V； D.10V。41. 提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（ D ） A.减少了用电设备中无用的无功功率； B.减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量； C.可以节省电能； D.可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。42. 已知A，）A，则（ C ） A.i1超前i260； B.i1滞后i260； C.相位差无法判断。43. 电容元件的正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将（ A ） A.增大； B.减小； C.不变。44. 在RL串联电路中，UR16V，UL12V，则总电压为（ B ） A.28V； B.20V； C.2V。45. RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0时，电路性质呈（ B ） A.电阻性； B.电感性； C.电容性。46. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的（ A ） A.电压有效值与电流有效值乘积； B.平均功率； C.瞬时功率最大值 47.一电感线圈接到f50Hz的交流电路中，感抗XL50，若改接到f150Hz的电源时，则感抗XL为（ A ）。 A150 B.250C. 10D.6048.一电感线圈接到f50Hz的交流电路中，感抗XL50，若改接到f10Hz的电源时，则感抗XL为（ C ）。 A. 150 B. 250C. 10 D. 6049.一电容接到f50Hz 的交流电路中, 容抗Xc240, 若改接到f150Hz的电源时，则容抗Xc 为（ A ）。 A. 80 B.120 C. 160D. 72050. 一电容接到f50Hz 的交流电路中, 容抗Xc240, 若改接到f25Hz的电源时，则容抗Xc为（ D ）。 A. 80 B.120 C. 160 D. 480三、判断题（每题2分，共24分）（ ）1.用交流电压表测得交流电压是220 V，则此交流电压的最大值是380 V。（ ）2.一只额定电压为220 V的白炽灯，可以接到最大值为311 V的交流电源上。（ ）3.用交流电表测得交流电的数值是平均值。（ ）4.8A的直流电流和最大值为10 A的交流电流分别通过阻值相同的电阻，在相同时间内，10 A的交流电流流过的电阻发热最大。（ ）5.正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。（ ）6.正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 （ ）7.电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。（ ）8.因为正弦量可以用相量来表示，所以说相量就是正弦量。（ ）9.电压三角形是相量图，阻抗三角形也是相量图。 （ ）10.正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 （ ）11.一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。（ ）12.串接在正弦交流电路中的功率表，测量的是交流电路的有功功率。四、简答题（共32分）1.交流电的三要素是什么？什么是正弦交流电的相位差？ 答： 最大值、角频率（或周期、角频率）和初相为正弦量的三要素。 两个同频率正弦量的相位之差叫正弦交流电的相位差，规定用绝对值小于的角度来表示相位差。2.电烙铁的种类有哪些？使用时应注意什么？ 答：常用的电烙铁有内热式和外热式电烙铁。电烙铁使用时应注意： 使用前检查电源线，保护接地线是否正确。 新烙铁初次使用应先对烙铁头搪锡。 应使用松香或中性焊剂。 电烙铁工作时要放在特制的烙铁架上，烙铁架放在工作台右上方，烙铁头不能超出工作台，以免烫伤。3.日光灯如何安装？日光灯启辉困难，灯管两端不断闪烁的原因是什么，如何排除？ 答： 日光灯安装步骤： 灯架的组装和固定 接线 灯管的安装 启辉器的安装 日光灯启辉困难，灯管两端不断闪烁的可能原因是： 启辉器、镇流器与灯管不配套；解决方案：更换启辉器。 环境温度太低； 解决方案：给灯管加罩。 灯管陈旧； 解决方案：更换灯管。4.简述有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的概念？ 答：电路中只有电阻消耗功率，称为有功功率。 电路中电感和电容不消耗能量，称为无功功率。 电源提供总功率的能力，称为视在功率。 把有功功率和视在功率的比值，称为功率因数。5.RLC串联电路的谐振条件是什么？谐振频率为多少？特点是什么？ RLC并联电路的谐振条件是什么？谐振频率为多少？特点是什么？答： RLC串联电路的谐振条件是电路的电抗为零，即：XXL - XC0；谐振频率为ff01/(2)。 特点是： 谐振时，总阻抗最小，总电流量最大； 特性阻抗由L、C决定，公式为： 品质因数，谐振电路特性阻抗与电路中电阻的比值称作电路的品质因数。品质因数由R、L、C决定，公式为：Q 。 RLC并联电路的谐振条件是总电流等于电阻上电流，且与电压同相，即：L - 1/C0；谐振频率为ff01/(2)。 特点是： 电压一定时并联谐振的总电流量最小，总阻抗最大； 谐振时，总电流与电压同相，电路呈电阻性，与串联电路相同； 特性阻抗和品质因数与串联谐振相同。五、计算题（共112分）1.已知一正弦电动势的最大值为220 V，频率为50 Hz，初相位为300，试写出此电动势的解析式，并求出t0.0l s时的瞬时值。解：此电动势的解析式为：e220sin(314t+30)V 当t0.0l s时的瞬时值时：e220sin(3140.01+30) 220sin(3.14+30) 220sin(+30)-110（V）答：此电动势的解析式e220sin(314t+30)V，t0.0l s时的瞬时值为-110V。2.某正弦交流电的最大值为100 mA，频率为50 Hz，初相角为零，求：(1)电流在经过零值后多长时间才能达到50 mA? (2)电流在经过零值后多长时间达到最大值？解：此正弦交流电的解析式为：i100sin(250t) mA(1) 50100sin(250t) t(sin-1(0.5)/( 250)1/600(s)0.0017s(2)sin(250t)1时，即90250t/2 t0.005S答：电流在经过零值后0.0017s时间才能达到50 mA；电流在经过零值后0.005S时间达到最大值。3.试分别画出下列两组正弦量的相量图，并求其相位差，指出它们的相位关系。 u120sin (314t + )V， u240sin (314t - )V (2) i14sin (314t + )A， i28sin (314t - ) A解：（1）u1、u2正弦量的相量图如下： （2）i1、i2正弦量的相量图如下：答：u1比u2超前90。 答： i1比i2超前180，i1与i2反相。 *4.已知正弦交流电流i13sin (100t + )A,i24sin (100t - )A，在同一坐标上画出其相量图，并计算i1 + i2和i1 - i2。解：在同一坐标上画出其相量图如下：解：i1+i2的相位角60- tan-1（4/3）23 i1-i2的相位角30+ tan-1（3/4）83 i1+i2的有效值i1-i2的有效值5可得：i1+i25sin（100-23）Ai1-i25sin（100+83）A。5.一个220 V25 W的灯泡接在u220sin (314t+600)V的电源上，试求：(1)灯泡的工作电阻；(2)电流的瞬时值表达式；(3)电压、电流的相量图。解：(1) 灯泡的工作电阻 R1936 (2) 电流的瞬时值表达式为：usin (314t+600) 0.114sin (314t+600)A (3 )电压、电流的相量图如右图：6.已知一个电感线圈通过50 Hz的电流时，其感抗为10 ，电压和电流的相位差为900。试问：当频率升高至500 Hz时，其感抗是多少？电压与电流的相位差又是多少？解：XLL L XL / 10/(250)1/10（H） 频率升高至500 Hz时XL2fL25001/10100() 电压与电流的相位差为90。答：当频率升高至500 Hz时，其感抗是100，电压与电流的相位差是90。7.一个L0.5 H的线圈接到220 V、50 Hz的交流电源上，求线圈中的电流和功率。当电源频率变为100 Hz时，其他条件不变，线圈中的电流和功率又是多少？解：IUL/XL 线圈接到50 Hz的交流电源上时：I1.4(A) QLULI2201.4308(var)当电源频率变为100 Hz时: I0.7(A) QLULI2200.7154(var)8.把电感为10 mH的线圈接到u141sin (314t-)V的电源上。试求：(1)线圈中电流的有效值；(2)写出电流瞬时值表达式；(3)画出电流和电压相应的相量图；(4)无功功率。解：(1) 线圈中电流的有效值：UUm/ 141/1.41100 V I31.85 (A)(2) 写出电流瞬时值表达式为:i31.85 sin (314t- ) A(3) 画出电流和电压相应的相量图:(4) 无功功率：QLULI10031.853185 (var)9.把一个电容C58.5F的电容器，分别接到电压为220 V、频率为50 Hz和电压为220 V、频率为500 Hz的电源上。试分别求电容器的容抗和电流的有效值。解： XC I 2fCUC 电压为220 V、频率为50 Hz时：XC 54.4（） I 2fCUC25058.510-62204.04（A） 电压为220 V、频率为500 Hz的电源上时：XC 5.44（） I 2fCUC250058.510-622040.4（A）10.电容器的电容C40 F，把它接到u220sin (314t -)V的电源上。试求：(1)电容的容抗；(2)电流的有效值；(3)电流瞬时值表达式；(4)作出电流、电压相量图；(5)电路的无功功率。解：(1)电容的容抗：XC 79.6（）(2)电流的有效值：I CUC3144010-62202.76（A）(3)电流瞬时值表达式：i2.76sin (314t +)A(4)作出电流、电压相量图如右图所示：(5)电路的无功功率：QCUI 2202.76607.2（var）11.把一个电阻为20、电感为48 mH的线圈接到u220sin (314t+)V的交流电源上。求：(1)线圈的感抗；(2)线圈的阻抗；(3)电流的有效值；(4)电流的瞬时值表达式；(5)线圈的有功功率、无功功率和视在功率。解：(1)线圈的感抗：XLL3144810-315.072(2)线圈的阻抗：Z25(3)电流的有效值：IU/XL220/258.8A(4)电流的瞬时值表达式:arctan arctan 37i8.8sin (314t+53)A(5)线圈的有功功率、无功功率和视在功率：PIUcos2208.8cos371546W)Q IUsin2208.8sin371165(var)SUI2208.81936(VA)12.把一个线圈接到电压为20 V的直流电源上，测得流过线圈的电流为0.4 A，当把它改接到频率为50 Hz、电压有效值为65 V的交流电源上时，测得流过线圈的电流为0.5 A，求线圈的参数R和L。解：线圈接到电压为20 V的直流电源时：IU/R RU/I20/0.450接到频率为50 Hz、电压有效值为65 V的交流电源上时:RL串联电流ZU交/I交65/0.5130XL120XL2fL L0.382(H)13.把一个60 的电阻器和容量为125 F的电容器串联后接到u110sin (100t+)V的交流电源上。求：(1)电容的容抗；(2)电路的阻抗；(3)电流的有效值；(4)电流的瞬时值表达式；(5)电路的有功功率、无功功率和视在功率；(6)功率因数；(7)若将RC串联电路改接到110 V直流电源上，则电路中电流又为多少？解：(1) 电容的容抗：XC80(2) 电路的阻抗: Z100(3) 电流的有效值:I1.1A(4) 电流的瞬时值表达式:电流超前电压arctan arctan53i-u53 i53+90143i1.1sin (100t+143)A(5) 电路的有功功率、无功功率和视在功率PUIcos1101.1cos5372.8(W)Q IUsin1101.1sin596.6(var)SUI1101.1121(VA)(6) 功率因数: cos cos530.6(7) 若将RC串联电路改接到110 V直流电源上，则电路中电流为0A。14.一个线圈和一个电容器相串联，已知线圈的电阻R4，XL3，外加电压u220sin (314t + )V，i44sin(314t + 84)A。试求：(1)电路的阻抗；(2)电路的容抗；(3) UR、UL及UC，并作出相量图；(4)有功功率、无功功率和视在功率。解：(1)电路的阻抗：ZU/I220/445(2)电路的容抗: Z XC + XL+ 36(3) UR、UL及UC，并作出相量图 URIR444176(V) ULI XL443132(V) UCI XC446264(v)(4)有功功率、无功功率和视在功率 45- 84-39 PUIcos22044cos-397522.77(W) Q IUsin22044sin-396091.82(var) SUI220449680(VA)15.在RLC串联电路中Rl ，Ll00mH，电容C0.1F，外加电压有效值Ul mV。试求：(1)电路的谐振频率；(2)谐振时的电流；(3)回路的品质因数和电容器两端的电压。解：(1)电路的谐振频率：XLXC 2fL1/2fC f 1592（Hz）(2)谐振时的电流：IU/R0.001/10.001(A)1mA(3)回路的品质因数和电容器两端的电压：Q1000UC1（V）16.如图所示并联谐振电路中，C10pF，电流品质因数Q50，谐振频率f037 kHz。求电感L和电阻R的大小。解：fo L1.85(H)Q R8602（）六、分析题（30分）1.有三个交流电，它们的电压瞬时值分别为u1311sin 314t V, u2537sin (314t+)V，u3156sin (314t-)V。 (1) 这三个交流电有哪些不同之处？又有哪些共同之处？ (2) 在同一坐标平面内画出它们的正弦曲线。 (3) 指出它们的相位关系。答：(1) 这三个交流电有最大值、初相位不同。频率相同。 (2) 如右图所示。 (3) 指出它们的相位关系。u2超前u1为90，u3滞后u1为90。2.在白炽灯与镇流器串联的实验电路中，用万用表的交流电压挡测量电路各部分的电压，测得的结果是：电路端电压U220 V，白炽灯两端电压Ul110V，镇流器两端电压U2190 V，U1 +U2U，怎样解释这个实验结果？答：因为在交流电路中，白炽灯相当于纯电阻，镇流器为电感线圈，它们的电压相位不同，它们的关系为U，所以才出现U1 +U2U的结果。3.如图5-10所示，三个电路中的电源和灯泡是相同的，灯泡都能发光，哪种情况下灯泡亮度最大？哪种情况下灯泡最暗？为什么？答：在电压相同的时候，阻抗最小的电流大，灯泡的功率也最大，c图中容抗和感抗抵消，阻抗最小，灯最亮。a图中阻抗最大，电流最小，灯泡最暗。【选作】4.实验器材有：低频信号发生器一台，100电阻器一只，3300H电感线圈一只，3 300 pF电容器一只，电容器箱一个，交流电流表一只，交流电压表一只。(1)画出串联谐振电路实验原理图。(2)当电路参数固定时，需要调节频率来实现谐振；当信号源频率不变的情况下，应改变电容来实现谐振。(3)连接好实验电路，调节信号源输出电压至2V，使其频率在4060 kHz范围内逐渐变化，当电流表读数为最大0.02A时，电路谐振。 (4)调节信号源输出电压至2V，频率为50 Hz，改变电容器箱电容量，当电流表读数为最大0.02A时，电路谐振。解：串联谐振电路实验原理图：单元模拟题6【项目六 直流电路的应用】【总240分】一、填空题（每空0.5分，共21分）1三相交流电源是三个 大小相等 、 频率相同 而 相位互差120 的单相交流电源按一定方式的组合。2由三根 相 线和一根 中性 线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为 相序 。3三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即 线 电压和 相 电压。这两种电压的数值关系是 U线U相 ，相位关系是 U线超前U相30 。4如果对称三相交流电源的U相电动势euEm sin (314t+)V，那么其余两相电动势分别为ev Em sin (314t-90) V，ew Em sin (314t+150) V。5三相对称负载作星形连接时，U Y相 UY线，且IY相 1 IY线，此时中性线电流为 0 。6三相对称负载作三角形连接时，U线 1 U相，且I线 I相，各线电流比相应的相电流 滞后30 。7不对称星形负载的三相电路，必须采用 三相四线制 供电，中线不许安装 熔断器和开关 。8三相对称电源线电压UL380V，对称负载每相阻抗Z10，若接成星形，则线电流I线 22 A;若接成三角形，则线电流I线 66 A。9对称三相负载不论是连成星形还是三角形，其总有功功率均为 PU线I线cos ，无功功率Q U线I线sin ，视在功率S U线I线 。10某对称三相负载，每相负载的额定电压为220 V，当三相电源的线电压为380 V时，负载应作 Y（星形） 连接；当三相电源的线电压为220 V时，负载应作 D（三角形） 连接。11在电源不变的情况下，对称三相负载分别接成三角形和星形时，有ID相 IY相，ID线 3 IY线，P 3 PY。12如图6-2所示三相对称负载，若电压表Vl的读数为380 V，则电压表V2的读数为 220 V；若电流表Al的读数为10 A，则电流表A2的读数为 10 A。 13如圈6-3所示三相对称负载，若电压表PV1的读数为380 V，则电压表PV2的读数为_ 380V ；若电流表PA1的读数为10 A，则电流表PA2的读数为 A 。14提高功率因数的意义是为了：(1) 充分利用电源设备的容量 ；(2) 减少供电线路的功率损耗 。 15提高功率因数的方法有：(1) 提高自然功率因数 ；(2) 并联电容器补偿 。16在电源电压一定的情况下，对于相同功率的负载，功率因数越低，电流越 大 ，供电线路上的电压降和功率损耗也越 大 。17电力电容器并联补偿有 星形连接 和 三角形连接 两种方式。三、选择题（每题2分，共16分）1某三相对称电源电压为380 V，则其线电压的最大值为( A )V。 A380 B380 c380 D2已知在对称三相电压中，V相电压为uv220sin(314t+)V，则U相和W相电压为( B )V。 A. Uu220sin (314t+) uw220sin (314t-) Buu220sin (314t-) uw220 sin (314t+) C.uu220sin (314t+) uw220sin (314t-) 3三相交流电相序U-V-W-U属( A )。 A正序 B负序 C零序4在如图6-1所示三相四线制电源中，用电压表测量电源线的电压以确定零线，测量结果U12380 V，U23 220 V，则( B )。 A2号为零线 B3号为零线 C4号为零线5已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压uu220sin (314t+300)V，uv220sin(314t - 900)V，uw220sin (314t+1500)V，则当t10 s时，它们之和为( B )V。 A380 B0 c380 D6三相电源星形连接，三相负载对称，则( A )。 A三相负载三角形连接时，每相负载的电压等于电源线电压 B三相负载三角形连接时，每相负载的电流等于电源线电流 C三相负载星形连接时，每相负载的电压等于电源线电压 D三相负载星形连接时，每相负载的电流等于线电流的1/7同一三相对称负载接在同一电源中，作三角形连接时三相电路相电流、线电流、有功功率分别是作星形连接时的( D )倍。 A、 B、3 C、3、 D、3、38如图6-4所示，三相电源线电压为380V，R1R2R310，则电压表和电流表的读数分别为( C )。 A220 V、22 A B380 V、38 A C380 V、38A三、判断题（每题2分，共16分）( )1一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V，则电路线电压为311 V。 ( )2三相负载越接近对称，中线电流就越小。 ( )3两根相线之间的电压叫相电压。( )4三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。( )5三相对称负载的相电流是指电源相线上的电流。 ( )6在对称负载的三相交流电路中，中性线上的电流为零。 ( )7三相对称负载连成三角形时，线电流的有效值是相电流有效值的倍，且相位比相应的相电流超前300。( )8一台三相电动机，每个绕组的额定电压是220 V，现三相电源的线电压是380 V，则这台电动机的绕组应连成三角形。四、问答题（共16分）1如果给你一个验电笔或者一个量程为500 V的交流电压表，你能确定三相四线制供电线路中的相线和中线吗？试说出所用方法。答：可以，用验电笔分别测试每根导线，试电笔的氖泡较亮的为相线，较暗的为中线。方法2：用交流电压表分别测量每线之间的电压，电压380V的为相线，电压为220V的有一根为中线，需要和其他线测量，若仍为220V，则这根线为中线，另一根为相线。2.五、计算题（共40分）1发电机的三相绕组接成星形，设其中某两根相线之间的电压uuv380sin (t-300)V，试写出所有相电压和线电压的解析式。解： uuv380sin (t-300)V uvw380sin (t-1500)V uwu380sin (t+900)V在三相四线制中线电压超前对应的相电压30，U线U相 U相380/220V uu220sin (t-600)V uv220sin (t-1800)V uw220sin (t+600)V2.在线电压为220 V的对称三相电路中，每相接220 V60 W的灯泡20盏。电灯应接成星形还是三角形？画出连接电路图并求各相电流和各线电流。解：在线电压为220 V的对称三相电路中，每相接220 V60 W的灯泡20盏。电灯应接成三角形才能是的灯泡工作在额
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