正弦交流电路_范文大全

正弦交流电路

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【优秀范文】正弦交流电路

范文一:§5-7RL正弦交流电路 投稿:廖滅滆

RL正弦交流电路

讲授课

空调01/02

1、掌握单相交流电的RL电路

重点:单相交流电的RL电路 难点:单相交流电的RL电路

措施:以理论的讲解、例题的演算,生活实例说明

《电工基础参考书》

习题册P 55-56

1

§5-7 RL正弦交流电路

1、含义:交流电路中既有电阻又有电感线

圈作负载的电路。 2、电流与电压的关系

电路中的电流: i= 电阻两端的电压: uR=电感线圈两端的电压: uL=根据基尔霍夫第二定律: u=uR+uL=

2

2Isint

22

URsinωt ULsin(ωt+)

2

URsinωt+

2

ULsin(ωt+)

2

总电压相量:U=UR+UL

U

U

2R

U

2

L

(IR)(IXL)

22

IR

2

XL

2

总电压在相位上比电流超前,比电感电压滞后.总电压比电流超前的相位角φ为:

arctan

ULUR

arctan

IXLIR

arctan

XLR

总电压的解析式:

u=

2

2Usin(t)

2IRXLsin(tarctan

22

XLR

)

3、阻抗

U

U

2R

UZ

2

L

可以看出,电流和总电压的最大值及有效值之间符

R

2

合欧姆定律.

XL

2

在阻抗三角形中,Z和R的夹角称为阻角,它就是总电压与电流的相位差。

4、电路的功率和功率因数:

1)、有功功率:整个电路消耗的有功功率等于电阻消耗的有功功率。

P=I2R=UIcosφ

2)、无功功率:整个电路的无功功率也就是电感上的无功功率。

QL=I2XL=UIsinφ

3)、视在功率:电源输出的总电流与总电压有效值的乘积。用S表示。

S=UI=

PQL

2

2

4)、功率因数:有功功率与视在功率之比。

Cosφ=

PSRZ

5、讲解P119例5-10、5-11。

3

范文二:第2章正弦交流电路 投稿:赖疎疏

学时) 第 2 章 正弦交流电路 (讲课共 6 学时) 第 1 次课 正弦量及其相量表示法 学时: 一、学时:2 学时 目的与要求: 二、目的与要求: 1、交流电路不仅是交流电机和变压器的理论基础,而且要为电子电路作 、交流电路不仅是交流电机和变压器的理论基础, 好理论基础,故这章是本课程的重要内容之一。 好理论基础,故这章是本课程的重要内容之一。 2、深刻理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值概念。 、深刻理解正弦交流电的三要素、相位差及有效值概念。 3、熟悉正弦量的各种表示方法及相互间的关系。 、熟悉正弦量的各种表示方法及相互间的关系。 重点: 三、重点: 1、正弦量的特征及各种表示法。 、正弦量的特征及各种表示法。 2、 R、L、C 的相量图和相位关系。 、 、 、 的相量图和相位关系。 难点: 四、难点: 相量计算中的相量图、相位关系。 相量计算中的相量图、相位关系。 教学方式:多媒体或传统方法。 五、教学方式:多媒体或传统方法。 习题安排: 六、习题安排: 教学内容: 七、教学内容: 2.1 正弦量与正弦电路 正弦量与正弦电路 2.2.1 正弦量的时域表示方法 1、正弦量三要素 、 i=Imsin(ωt+ψ) (下图是ψ=0 时波形图)

i

0

ωt

(1)Im:幅值(最大值)等于有效值 I 的根号 2 倍; 有效值 I 等于发热效应等价的直流电流数值。 (2)角频率ω:等于 2πf(频率)=2π/T(周期); 单位时间转过的弧度数 (3)初相位ψ:t=0 时,正弦量的起始相位角度; 相位(ωt+ψ):反映正弦量的变化进程。 2.相位差 相位差

ϕ =ψ1-ψ2

不随计时起点而变,反映同频率正弦量相位差,有超前、滞后等问题。 2.2.1 正弦量的相量表示法 正弦量的相量表示法 1、相量 、 (1)定义: 正弦量除了用波形图及瞬时表达式表示外,还可用一个与之 时应的复数表示,这个表示正弦量的复数称为相量。即

ɺ I =I∠ψ

1

(2)按复数的运算法则计算 加减用直角坐标或三角函数形式,乘除用指数形式或极坐标形式。

ψ ɺ I =I∠ψ=Iej =I(cosψ+jsinψ)

2、相量图: 、相量图 (1)画法:把正弦量用一有向线段表示,同一量纲的相量采用相同的比 例尺寸。 (2)加法减法运算:按平行四边形法则计算 例题讨论 已知工频正弦量为 50Hz,试求其周期 T 和角频率。 【解】 T= 1 = 1 =0.02s,ω=2πf=2×3.14×50rad/s,即工频正

f

50Hz

弦量的周期为 0.02s,角频率为 314rad/s。 已知两个正弦电流 i1=4sin(ωt+30°)A,i2=5sin(ωt-60°)A。试求 i=i1+i2。 已知 uA=220 2 sin314tV,uB=220 2 sin(314t-120˚)V 和 uC=220 2 sin(314t+120˚ )V,试用相量法表示正弦量,并画出相量 图。 已知 i1=100

2 sin(ωt+45˚)A,i

2=60

2 sin(ωt-30˚)A。

试求总电流 i=i1+i2,并做出相量图。 【解】由正弦电流 i1 和 i2 的频率相同,可用相量求得 (1)先作最大值相量

ɺ I1m =100 2 /45˚A ɺ I 2m =60 2 /-30˚A

(2)用相量法求和电流的最大值相量

ɺ ɺ ɺ I m = I1m + I 2m =100 2 /45˚+60 2 /-30˚=129 2 /18.4˚

(A)

(3)将和电流的最大值相量变换成电流的瞬时值表达式 i=129 2 sin(ωt+18.4˚) (A) (4)做出相量图,如右图所示。 也可以用有效值相量进行计算,方法如下 (1)先作有效值相量

ɺ I1 =100/45˚A ɺ I 2 =60/-30˚A

(2)用相量法求和电流的有效值相量,相量图如图 2.2.5所示。

ɺ ɺ ɺ I = I1 + I 2 =100/45˚+60/-30˚=129/18.4˚ (A)

2

(3)将和电流的有效值相量变换成电流的瞬时值表达式 i=129 2 sin(ωt+18.4˚) (A) 由此可见,无论用最大值相量还是用有效值相量进行求和运算,其计 算结果是一样的。

3

第 2 -3 次课 正弦交流电路分析 学时: 一、学时:4 学时 目的和要求: 二、目的和要求: 重点: 、 、 元件的特性、 三、重点: R、L、C 元件的特性、功率的计算方法 难点: 、 、 元件的特性、功率的计算方法五 教学方式: 四、难点:R、L、C 元件的特性、功率的计算方法五、教学方式:多媒体或 传统方法。 传统方法。 习题安排: 六、习题安排: 教学内容: 七、教学内容: 2.2 正弦交流电路分析 2.2.1 单一参数的交流电路 1、电阻元件及其交流电路 、 (1)电压电流关系

瞬时关系:u =iR

②相量关系:令 i = I m sin(ωt + ψ i ) 即 I m = I m ∠ψ i u = RI m sin(ωt + ψ i )

U m = R I m = RI m ∠ψ i = U m ∠ψ u U m= RI m 即

• •

Um U = =R Im I

ψu =ψi

u、i 波形与相量如图(b)(c)所示。 (2)功率

①瞬时功率 p = ui = U m I m sin 2 ωt = UI (1 − cos 2 ωt ) ②平均功率 P =

1 T

T

0

UI (1 − cos 2 ωt )dt = UI = RI 2 =

U2 R

(3)结论 在电阻元件的交流电路中,电流和电压是同相的;电压的幅值(或 有效值)与电流的幅值(或有效值)的比值,就是电阻 R。 2、电感元件的交流电路 、 ⑴电压电流关系

4

① 瞬时关系:

u=L

di dt

② 相量关系:

u=L

令 i = I m sin(ωt + ψ i ) 即 I m = I m ∠ψ i 如图(c)

dI m sin(ωt + ψ i ) dt

= ωLI m cos(ωt + ψ i ) π  = ωLI m sin  + ω t + ψ i  2  U m = U m ∠ψ u = ωLI m ∠

π

2

+ψ i

U m = ωLI m

ψu =

π

2

+ψ i

Um U = = ωL = X L = 2πfL (称 X L 为感抗) Im I

u、I 的波形图与相量图,如图(b)、(c)所示。 ⑵ 功率 ①瞬时功率为 p =ui=UmImsinωt.sin(ωt+90º) =UmImsinωt.cosωt= U m I m sin2ωt=UIsin2ωt

2

②平均功率为 P= 1 ∫ pdt = 1 ∫ UI sin 2ωtdt =0 0 0

T T

T

T

(3)结论 ;电压有效值等于

电流有效值与 2 感抗的乘积;平均功率为零,但存在着电源与电感元件之间的能量交换,所 以瞬时功率不为零。为了衡量这种能量交换的规模,取瞬时功率的最大值, 即电压和电流有效值的乘积,称为无功功率用大写字母 Q 表示,即 Q=UI=I2XL=U2/ XL (VAR) 电感元件交流电路中, u 比 i 超前

π

5

3、电容元件交流电路 、

⑴ 电压电流关系 ①瞬时关系: 如图(a)所示 i=C du

dt

② 相量关系:在正弦交流电路中

ɺ 令 u=Umsin(ωt +ψ u )即 U m = U m ∠ψ u

则 i= C du =C dU m sin(ωt + ψ u )

dt

dt

=ωCUmcos(ωt+ψ u )= ωCUmsin(ωt+ψ u +90 º)=Imsin(ωt+ψ u +90º)

ɺ I m=Im∠ψi=ωCUm∠900+ψ u

可见,Im=ωCUm =Um/XC (XC=1/ωC 称为电容的容抗)

ϕ =ψu-ψi= --900

u、i 的波形图和相量图,如图(b)(c) 。 ⑵功率 ①瞬时功率 p =u i =UmImsinωt.sin(ωt+90º)=UmImsinωt.cosωt= U m I m sin2ωt

2

=UIsin2ωt ②平均功率 P= 1 ∫ pdt = 1 ∫ UI sin 2ωtdt =0 0 0

T T

T

T

(3)结论 在电容元件电路中,在相位上电流比电压超前 900;电压的幅值(或 有效值)与电流的幅值(或有效值)的比值为容抗 XC ;电容元件是储能元 件,瞬时功率的最大值(即电压和电流有效值的乘积),称为无功功率,为 了与电感元件的区别,电容的无功功率取负值,用大写字母 Q 表示,即 Q=-UI=-I2XC=-U2/ XC 注:1 XC、XL 与 R 一样,有阻碍电流的作用。

6

2 适用欧姆定律,等于电压、电流有效值之比。 3 XL 与 f 成正比,XC 与 f 成反比,R 与 f 无关。 对直流电 f=0,L 可视为短路,XC= ∞ ,可视为开路。 对交流电 f 愈高,XL 愈大,XC 愈小。 例题讨论 把一个 100Ω 的电阻元件接到频率为 50Hz ,电压有效值为 10V 的正弦 电源上,问电流是多少?如保持电压值不变,而电源频率改变为 5000 Hz,这 时电流将为多少? 解: 因为电阻与频率无关,所以电压有效值保持不变时,频率虽然改 变但电流有效值不变。 即 I=U/R=(10/100)A=0.1=100mA 若把上题中的,100Ω 的电阻元件改为 25µF 的电容元件,这时电流又 将如何变化? 【解】当 f=50Hz 时 XC= 1 =

1 =127.4( ) 2πfC 2 × 3.14 × 50 × ( 25 × 10 − 6 ) I= U = 10 =0.078(A)=78(mA) X C 127.4 1 =1.274( ) 2 × 3.14 × 5000 × ( 25 × 10 − 6 )

当 f=5000Hz 时 XC=

I= 10 =7.8(A)

1.274

可见,在电压有效值一定时,频率越高,则通过电容元件的电流有效值越 大。 2.2.2-2.2.3 阻抗的概念与正弦交流电路的分析、功率 阻抗的概念与正弦交流电路的分析、 1.电路分析

(1) 电压与电流的关系 uR=RImsinωt=URmsinωt ①瞬时值计算:设 i=Imsinωt 则 u= uR+ uL+ uC= RImsinωt+XL Imsin(ωt + 90º)+XC Imsin(ωt - 90º) =Umsin(ωt+φ) 其幅值为 Um,与电流的相位差为 φ。 ②

相量计算:

7

如果用相量表示电压与电流的关系,则为

ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ U = U R + U L + U C =R I +jXL I -jXC I =[R+j(XL-XC)] I

此即为基尔霍夫定律的相量形式。 令 Z=

ɺ U =R+j(XL-XC) =|Z| / φ ɺ I

ɺ ɺ ɺ ɺ 由(b)图可见 U R 、 U L — U C 、 U 组成一个三角形,称电压三角形,电

压 u 与电流 i 之间的相位差可以从电压三角形中得出, φ=arctan U L − U C = arctan X L − X C

UR

R

|Z|、R 和(XL-XC)也可以组成一个直角三角形,称为阻抗三角形。 ⑵ 功率 ① 瞬时功率: p=ui=UmIm sin(ωt+φ) sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ) ② 平均功率: P= 1 ∫ pdt = 1 ∫T [UI cos ϕ − UI cos( 2ωt + ϕ )]dt =UIcosφ 0 0

T

T

T

又称为有功功率,其中 cosφ 称为功率因数。 ③ 无功功率: Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ ④ 视在功率: S=UI 称为视在功率 可见 S = P 2 + Q 2 2.2.4 电路中的谐振 由上图的电压三角形可看出,当 XL=XC 时 即电源电压 u 与电路中的电 流 i 同相。这时电路中发生谐振现象。 1、串联谐振 、 谐振发生在串联电路中,称为串联谐振。

8

⑴ 发生串联谐振的条件,XL=XC 或 2πfL= 1 并由此得出谐振频率 f=f0= ⑵ 串联谐振的特征

1 2π LC

2πfC

① 电路的阻抗最小, Z = R 2 + ( X L − X C ) 2 =R。 ② 由于电源电压与电路中电流同相(φ=0),电路对电源呈现电阻性。

ɺ ɺ ③ 由于 XL=XC,于是 UL=UC。而 U L 与 U C 在相位上相反,互相抵

ɺ ɺ 消,因此电源电压 U = U R 。

⑶ 应用:常用在收音机的调谐回路中。 2、并联谐振 、 谐振发生并联电路中,称为并联谐振。 ⑴ 并联谐振频率为 f = f0 = ⑵ 并联谐振的特征: ① 谐振时电路的阻抗为

1 L = RC RC L 其值最大,即比非谐振情况下的阻抗要大。因此在电源电压 U 一定的情况 下,电路的电流 I 将在谐振时达到最小值。 ② 由于电源电压与电路中电流同相(φ=0),因此,电路对电源呈现电 阻性。 ③ 当 R<<ω0L 时,两并联支路的电流近似相等,且比总电流大许多 倍。 2.7 功率因数的提高 1、意义 、 (1)电源设备的容量能充分利用 (2)减小输电线路的功率损耗 2、功率因数不高,根本原因 、功率因数不高, 就是由于电感性负载的存在。 3、常用的方法 、 就是与电感性负载并联静电电容器(设置在用户或变所中)。 ⑴ 电路图和相量图 Z0 =

1 2π LC

9

⑵ 并联电容器的作用: 并联电容器后,电感性负载的电流和功率因数均未发生变化,这时因 为所加的电压和电路参数没有改变。但电路的总电流变小了;总电压和电路 总电流之间的相位差 φ 变小了,即 cosφ 变大了。 ① 并联电容器后,减小了电源与负载之间的能量互换。 ② 并联电容器后,线路电流也减小了(电流相量相加)

,因而减小了 功率损耗。 ③ 应该注意,并联电容器以后有功功率并未改变,因为电容器是不消 耗电能的。 问题讨论 有一电感性负载,共功率 P=10KW,功率因数 cosφ1=0.6,接在电压 U=220V 的电源上,电源频率 f=50Hz。(1)如果将功率因数提高到 cosφ=0.95,试求与负载并联的电容器的电容值和电容器并联前后的线路电 流。(2)如要将功率因数从 0.95 再提高到 1,试问并联电容器的电容值还需 增加多少?

10

11

范文三:正弦交流电(一) 投稿:罗濋濌

三相正弦交流电(一)

1、 交流电的优点

¦Ψt

图一 交流、直流电波形图

现在我们广泛地使用着交流电,主要原因是与直流电相比,交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和经济意义。例如:

(1)、电压的改变,通过变压器很方便就能实现。

a 在远距离输电时,采用较高的电压可以减少线路上的损失。

b 对于用户来说,采用较低的电压既安全又可降低电器设备的绝缘要

求。

(2)、交流设备的使用优点。

如异步电动机比起直流电动机来,具有构造简单、性价比高,使用方

便等优点。

(3)、 在一些非用直流电不可的场合,如工业上的电解和电镀,直流马达等,

也可利用整流设备,将交流电转化为直流电。

2、交流电的分类

(1)正弦交流电和非正弦交流电

交流电有正弦和非正弦之分。

正弦交流电的优点:

a,变化平滑

b.不易产生高次谐波

非正弦交流电:各种非正弦交流电都可由不同频率的正弦交流电叠加而

成(用傅里叶分析法),因此可用正弦交流电的分析方

法来分析非正弦交流电。

(2)正弦交流电的分类:以相的数目来分,有两相,三相,六相等。对

称三相因为有很多优点,所以应用最为广泛。

例如:

a,在输送电能上,输电距离,输送功率,线间电压,输电材料都相同的条件下,则三相输电所用的铜线(或铝线),比单相节约25%;

b、同功率的三相发电机比单相发电机体积小,节约材料。

c、三相发电机的结构简单,维护和使用都其它为方便。

所以,目前世界上电力系统所采用的供电方式,绝大多数是属于三相制的。

3 正弦交流电的三要素:

随时间按照规律变化的电压和电流。由于交流电的大小和方向

都是随时间不断变化的,也就是说,每一瞬间电压(电动势)和电流的数值都不相同,所以在分析和计算交流电路时,必须标明它的正方向。

确定一个正弦量必须具备三个要素,即振幅值,角频率和初相。也就是说知道了三要素,一个正弦量就可以完全确定的表现出来。

¦Π¦Π

图二 正弦电动势波形图

正弦交流电的三要素:

(1)最大值(振幅值)

¦Π2¦

Π

图三 振幅值不同的正弦量

(2)角频率

ω:表示在单位时间内正弦量所经历的电角度,单位为弧度/秒(rad/s)。

图四 频率不同的正弦量

在一个周期T内,正弦量经历的电角度为2π弧度,所以:

ω=2π/T=2πf 2-3-1

把角频率ω代入e=Em sina,正弦量的解析式就能以时间为变量。

当T=0时,a=ωt

正弦量的解析式: e=Em sin ωt 2-3-2

例1、已知工频频率是50HZ,求ω。

解:ω=2πf=2×3.14×50=314 rad/s

(3)初相位(初相)

从2-3-2公式中,我们可以看出,正弦交流的起点为0,即电角度a=0,这是一种特殊情况,一般情况下,起点都有一个角度,这个角度我们用ψ来表示,也就是a=ψ。这时2-3-2式就变为:

e=Em sin( ωt+ψ) 2-3-3 ¦Π

¦Χ 2¦Π¦tΨ

图五 初相角不为零的感应电动势

通过2-3-2式的波形图,我们可以看出:ωt+ψ这个电角度是随时间变化

的。它每增加2π,e又重复原来的变化规律。正弦量任一时刻的瞬时值及变化趋势都与ωt+ψ有关,这个电角度称为正弦量的相位或相位角。

相位意义:表示正弦量在某一时刻所处的状态的物理量,它不仅确定瞬

时值的大小和方向,还能表现出正弦量的变化趋势。

在2-3-3式中, ψ是正弦量在计时起点即t=0时的相位,叫做初相位,简

称初相。

初相的意义:确定了初相,也就知道了正弦量在计时起点的状态。规定│ψ│不能超过π的弧度,也就是180度。

I1=Im sin¦tΨI2=Imsin(¦tΨ+¦/Π2)¦tΨΠ/¦tΨ

I3=Imsin(¦tΨ+¦Π/6)I4=Imsin(¦tΨ-¦Π/6)

¦Π/6¦Ψt¦/Π6¦Ψ

t

图六 几种不同计时起点的正弦电流

例1 :已知选定参考方向下的波形图如下图所示,试写出正弦量的解析式。

¦Π2¦Π

¦tΨ-¦/Π3¦/Π6

图七 例题1图

解:e1=250sin(ωt-π/6)v

e2=200sin(ωt+π/3)v

例2:在选定的参考方向下,已知两正弦量的解析式为:i=-15sinωt

A,u=400sin(ωt+240°)V,求每个正弦量的振幅值和初相。

解:i=-15sinωt= 15sin(ωt+π)A,其振幅值Im=15A,初相ψ=1π=180°。 注:振幅只取绝对值。

u=400sin(ωt+240°)V=400sin(ωt-120°)V,其振幅值U吗、Um=400,初相Ψ=-120°

注:在上式中,初相值为什么不是240°而是负120度呢?因为初相不能超过1π。 例3 已知电路中a,b部分的电压是正弦量,其频率F=50HZ,在选定电压参考方

向由a到b的情况下,它的解析式为Uab=311sin(ωt-π/4)V。求:1)T=2S时,2)ωt=π时,3)ωt=90°时,电压的大小、实际方向和相位角。

解:1)当T=2S时,

ω=2πF=2π×50=100π=314rad/s

Uab=311sin(ωt-π/4)=311sin(100π×2-π/4)=311sin(200π-π/4) =-311sinπ/4=-311×√2/2=-220V

Uab为负值,电压的实际方向与参考方向方向相反,即由B到A。电压的大小为220V,相位角为(200π-π/4)。

2)当ωt=π时,

Uab=311sin(ωt- sin /4)= 311sin(π-π/4)=311×(+√2/2)=220V 电压实际方向为由A到B,其大小为220,相位角为(π-π/4)。

3)ωt=90°时,

Uab=311sin(ωt-π/4)=311 sin(π/2-π/4)=311 sin π/4=220V 电压大小为220V,实际方向是由A到B,相位角为(π/2-π/4)=π/4。

4、相位差

(1)定义:两个同频率正弦量的相位之差,称为相位差。正弦量的相位是随时间变化的,但同频率正弦量的相位差是不随时间变化的,等于它们的初相之差。 一个正弦量比另一个正弦量早到零值或振幅值时,称前者超前后,或后者滞后前者。如图示八,U1比U2超前(Ψ1-Ψ2),或者说U2比U1滞后(Ψ1-Ψ2)。所以相位差计算式Φ12=Ψ1-Ψ2中的Φ12是一个超前或滞后的角度。对于这个角度,我们规定其绝对值不超过180°。例如:滞后40度用超越320度来表示就易引起表意上的混乱。

¦·1¦1µ22

·

图八 两个同频率正弦电势波形图

¦Π¦Π¦tΨ

图九 例1波形图

例1 试作Ur=Urm sin ωt,Ir=Irm sin ωt ,UL=ULm sin (ωt+90°),e=Em sin (ωt-180°)波形图,并说明其相位关系。

解:先画出各解析式的波形图,因为Ir的初相为零,故选它作为参考量。

正弦量Ur初相为零,所以与Ir同相。

正弦量UL较Ir的相位超前90度,所以两个正弦量的波形正交。

正弦量e较Ir的相位差为180度,所以与Ir反相。

5、交流电的有效值

电功率的计量采用有效值来计算的,如果用振幅值来计算的话,前面我们有讲过,在一个周期内交流电只有两个瞬间才能达到最大值,这样的话我们就会多交1.414倍的电能费用。下面我们来具体分析一下:

(1) 定义:任何交流电的有效值都是根据它的热效应确定的。交流电流I

通过电阻R在一个周期内所产生的热量和直流电I通过同一电阻R在相同时间内所产生的热量相等,则这个直流电流I的数值就叫这个交

流电的I的有效值。

在等于交流电一个周期时间内直流通过电阻R所产生的热量为:

Q=I2RT

交流电能过同样电阻R,在同一周期内所产生的热量为:

Q=∫i2Rdt

(2)、正弦量的有效值

正弦电压和电动势的有效值为:U=Um/√2=0.707Um

E=Em/√2=0.707Em

常用的仪器如电表等所指示的值均为有效值,我们所说的家用电器的电压是220伏,也是指有效值,如果要计算它的最大值,乘√2就可以得到。

(3)例题分析 :

例题1:有一电容器,耐压为250V,问能否在市电电压220V电源上使用? 解:Um=220×√2=311V

这超过了电容器的耐压,有可能电容被击穿,所以不能使用。

例题2:一正弦电压的初相为30°,在t=T/2时的值为-268,7V,试求它的有效值。

解:正弦电压的解析式:U=Um sin( ωt+ψu)

已知ψu=30度,t=T/2时,

ωt=2π/T×T/2=π

代入得

-268.7= Um sin(180°+30°)

=-1/2 Um

Um=537.4V

有效值: U=537.4/√2=380V

6、正弦量的复数表达式

正弦量的表达式形式除了前面的波形图和简谐表达式之外还有第三种表达方式——相量表达法。

复数的四种表示形式:1)、代数式 A=a+jb(a=r cosθ, b=r sinθ

2)三角式A= r cosθ+r sinθ

据欧拉公式 Ejθ= cosθ+j sinθ 可得

3)指数式:A=rejθ

4)极坐标式:A=r<θ

范文四:正弦交流电路练习题 投稿:秦圁圂

正弦交流电路练习题

一、 填空题:

1. 交流电的三要素为、。

2.

3. 图示波形,已知f=50HZ,则Im,

,ω,φ=的解析式为i= ,电流的

相量形式为I。

4.已知交流电压u=100Sin(314t-45º)V,则该交流电压的最大值Um,有效值U= ,角频率ω= ,频率f= ,周期T= ,初相φ= ,当t=0.1s时,交流电压的瞬时值为 。

5.市用照明电的电压为220V,这是指电压的接入一个标有“220V,100W”的灯泡后,灯丝上通过的电流的有效值是是 。

6.一个电感为100mH,电阻可不计的线圈接在“220V,50Hz”的交流电上,线圈的感抗是 ,线圈中的电流是 。

7.已知电压u

t60)A,2sin(314t30)V,电流i2sin(314则U_________,I___________。

8. 已知某一交流电路,电源电压u2sin(t30)V,电路中通过的电流i2sin(t90)A,则电压和电流之间的相位差为__________.

9.在纯电阻电路中,电流与电压的相位_________;在纯电容电路中,电压

________电流90;在纯电感电路中,电压__________电流90。

10.已知

i152sin(t300)A,i252sin(t900)A,得I1I2=_________,所以i1i2=___________。

11.流入节点的各支路电流 的代数和恒等于零,是基尔霍夫 定律得相量形式。

12. 在正弦交流电路中,已知流过纯电感元件的电流I=5A,电

压 1

u2sin314tV,若u、i取关联方向,则XL=____Ω, L=____H。

二、 选择题:

1.通常交流仪表测量的交流电流、电压值是( )

A.平均值 B.有效值 C.最大值 D.瞬时值

2.如图1所示,给出了电压和电流的相量图,从相量图可知( )

A、有效值U>I B、电流电压的相位差为150

C、电流超前电压750 D、电压的初相为300

3.如图4),只有是属电容性电路( )

A、 R=4Ω,XL=2Ω,XC=1Ω B、R=4Ω,XL=2Ω,XC=0

C、 R=4Ω,XL=2Ω,XC=3Ω D、R=4Ω,XL=3Ω,XC=3Ω

4.u5sin(t15)V,i5sin(t5)A相位差ui是( )

A.20 B.20 C.0 D.无法确定

5.若电路中某元件两端的电压u=10sin(314t+450)V,电流i=5sin(314t+1350)A,则该元件是( )

A、电阻 B、电容 C、电感 D、无法确定

6.某一灯泡上写着额定电压220V,这是指电压的( )

A、最大值 B、瞬时值 C、有效值 D、平均值

7.在纯电感电路中,电压有效值不变,增加电源频率时,电路中电流( )

A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定

8.正弦电路中的电容元件: ( )

A、频率越高,容抗越大;B、频率越高,容抗越小;C、容抗与频率无关

9.在纯电容电路中,增大电源频率时,其它条件不变,电路中电流将( )

A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定

10、周期T

A)

1s、频率f1Hz的正弦波是( )。 4cos314t B) 6sin(5t17) C) 4

cos2t 2

12、下列各式错误的是( )。

A)

C) I10ej30A B) I2sin(314t10)A i10sintA .

13、 感性电路的阻抗表达式为( )。

2 A) ZRXL B) ZRjXL C) ZR2XL

15、 在下列表达式中正确的是( )。

A)i4sin(t60)4e

4

2j60A B) i4sin(t60)460A 2C) iej60A D) i4460A 60A E) I22

16、 图3-12所示电路,等效阻抗为( )。

A)0 B) 10 C) 40 D)

z

17、已知某用电设备的阻抗为Z7.07,R5,则其功率因数为( )。

A) 0.5 B) 0.6 C) 0.707

18、 RLC并联电路原来处于容性状态,若调节电源频率f使其发生谐振,则应使f值( )。

A) 增大 B) 减少 C) 须经试探方知其增减

三、 计算题

1.一RL串联电路,接正弦交流电压u2sin(314t75)V,测得i2sin(314t15)A,求:(1)电路的阻抗Z (2)有功功率P,无功功率Q。

3

2.在RLC串联的电路中,R=40Ω,L=223mH,C=80μF,外加电源电压U=220V,f=50Hz,求:(1)电路的复阻抗Z;(2)电流I,i;(3)电阻、电感、电容元件的端电压相量;(4)判断电路的性质。

3、已知某电感元件的自感为10mH,加在元件上的电压为10V,初相为30,

610rad/s。试求元件中的电流,写出其瞬时值三角函数表达式,并角频率是

画出相量图。

4、在图3-16中,I110A,I22A,U200V,R5,R2XL,试求I,XC,XL及R2。

5、 图3-17是一移相电路。已知R100,输入信号频率为500Hz。如果输出电压u2与输入电压u1间的相位差为45,试求电容值。

三相交流电练习题 4

一、填空题

1. 三相对称电压就是三个频率 、幅值 、相位互差 的三相交流电压。

2. 三相电源相线与中性线之间的电压称为 ,三相电源相线与相线之间的电压称为 。

3. 有中线的三相供电方式称为

4. 在三相四线制的照明电路中,相电压是 V,线电压是 V。

5.在三相四线制电源中,线电压等于相电压的 倍,相位比相电压 。负载星型连接时,线电流与相电流 。

6. 三相对称负载三角形电路中,线电压与相电压 ,线电流大小为相电流大小的 倍、线电流比相应的相电流 。

7.在三相对称负载三角形连接的电路中,线电压为220V,每相电阻均为110Ω,则相电流IP=___ __ ___,线电流IL=___ __。

8.对称三相电路Y形连接,若相电压为uA220sint60V,则线电压

uAB。

9.在对称三相电路中,已知电源线电压有效值为380V,若负载作星形联接,负载相电压为 ;若负载作三角形联接,负载相电压为_ __。

10. 对称三相电路的有功功率PUlIlcos,其中φ角为 与

的夹角。

11.中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的 对称。

12.三相电路星形连接,各相电阻性负载不对称,测得IA =2A,IB =4A,IC =4A,则中线上的电流的大小为 。

13.三相对称负载作三角形连接时,线电流30°,且线电流等于相电流的 倍。

14.三相交流电路中,只要负载对称,无论作何联接,其有功功率为

二、选择题

5

1.下列结论中错误的是____。

A.当负载作Y联接时,必须有中线。

B.当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。

C.当负载作Y联接时,线电流必等于相电流。

2.已知对称三相电源的相电压uA=10sin(ωt+60°)V,相序为A─B─C,则当电源星形联接时线电压uAB为_____V。

A. 17.32sin(ωt+90°) B. 10sin(ωt+90°)

C. 17.32sin(ωt-30°) D. 17.32sin(ωt+150°)

3.若要求三相不对称负载中各相电压均为电源相电压,则负载应接成_____。

A. 星形有中线 B. 星形无中线 C. 三角形联接

4.对称三相交流电路,三相负载为△连接,当电源线电压不变时,三相负载换为Y连接,三相负载的相电流应________。

A. 减小 B. 增大 C.不变。

5.已知三相电源线电压UL=380V,三角形联接对称负载Z=(6+j8)Ω。则线电

流IL=________A。

A. 383 B. 22 C. 38 D. 22

6.对称三相交流电路中,三相负载为△连接,当电源电压不变,而负载变为Y连接时,对称三相负载所吸收的功率________。

A.减小, B. 增大, C.不变。

7.在三相四线制供电线路中,三相负责越接近对称负载,中线上的电流________。

A.越小 B.越大 C.不变

8. 三相负载对称的条件是 。

A.每相复阻抗相等 B.每相阻抗的模相等

C.每相阻抗值相等,阻抗角相差120°C.每相阻抗值和功率因数相等

9.三相负载对称星形连接时 。

A. IlIp UlUp B. IlIp UlUp C.不一定 C.都不正确

10. 三相对称负载作三角形连接时 。A A.IlIp UlUp B.IlIp Ul3Up C.不一定 D.都不正确

三、计算题

1、三相交流电动机如图所示,电子绕组星形连接于UL380V的对称三相电源上,其线电流IL2.2A,COS0.8,

6 U N

2、已知对称三相交流电路,每相负载的电阻为R8,感抗为XL6。

(1)设电源电压为UL380V,求负载星形连接时的相电流,相电压和线电流,并画相量图

(2)设电源电压为UL220V,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画出相量图

(3)设电源电压为UL380V,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画出相量图。

3、对称三相负载星形连接,已知每相阻抗为Z31j22,电源线电压为380V,求三相交流电流的有功功率,无功功率,视在功率和功率因数。

4、在线电压为380V的三相电源上,接有两组电阻性对称负载,如图所示,试求线电路上的总线电流和所有负载的有功功率。

7

范文五:实验三正弦交流电路 投稿:杨瞍瞎

实验三 正弦交流电路实验

【实验目的】

学习交流电路参数的测定方法。掌握示波器对交流电压、交流电流的测量。加强正弦交流电路中电压、电流相量的概念。

【实验类型】

验证性。

【实验内容及要求】

一、电阻、电感和电容元件在正弦交流电路中的伏安特性

选用正弦交流电压源,工频电压,幅值为120V。

1. 电阻电路

图3-1 电阻元件测量电路

将3-1图中的R1

电阻元件替换成电感,L=318mH。利用示波器测量电感的电压将3-1图中的R1电阻元件替换成电容,C=31.8μF。利用示波器测量电容的电压

二、连接一个RLC串联电路,其中电阻阻值为60Ω,电容的容抗为𝑋𝐶=20Ω, 电

感的感抗为𝑋𝐿=100Ω。利用万用表测量各元件的电压,要求保留截图,并填写下表。

三、利用功率表计算图3-2 RLC串联电路的功率,填写下表。其中计算功率时所需的各电压电流可以借用万用表测量值。

图3-3 利用功率表测量电路的功率

图3-4 利用万用表测量各元件电压

图3-5 利用万用表测量电路电流

四、思考题

1.电阻、电感和电容元件的电压和电流的相位关系如何?从示波器如何判断?

2.交流电路中的三个功率是什么?怎样计算?三者的关系如何?

五、实验报告

1.仿真电路

2.填写实验数据表格,进行分析、比较,归纳、总结实验结论,回答思考题。

范文六:第三章_正弦交流电路试题 投稿:徐尺尻

第三章正选交流电路

一、填空题

1.交流电流是指电流的大小和的电流。

2.正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按 3.正弦交流电的瞬时表达式为e=____________、i=____________。 4.角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5.正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6.我国工业及生活中使用的交流电频率____,周期为____。

7. 已知u(t)4sin(100t270)V,Um,ω, rad,T= s,,t=

T

时,u(t)= 。 12

8.已知两个正弦交流电流i110sin(314t300)A,i2310sin(314t900)A,则i1和i2的相位差为_____,___超前___。

9.有一正弦交流电流,有效值为20A,其最大值为____,平均值为____。 10.已知正弦交流电压u10sin(314t300)V,该电压有效值U=_____。 11.已知正弦交流电流i52sin(314t600)A,该电流有效值I=_____。

12.已知正弦交流电压u2sin314t600V,它的最大值为___,有效值为____,角频率为____,相位为____,初相位为____。

13.正弦交流电的四种表示方法是相量图、曲线图、

14.正弦量的相量表示法,就是用复数的模数表示正弦量的_____,用复数的辐角表示正弦量的_______。

15.已知某正弦交流电压uUmsin(tu)V,则其相量形式U=______V。

i12016.已知某正弦交流电流相量形式为I50eA,则其瞬时表达式i=__________A。



17.已知Z1=12+j9, Z2=12+j16, 则Z1·Z2=________,Z1/Z2=_________。 18.已知Z11530,Z22020,则 Z1•Z2=_______,Z1/Z2=_________。 19.已知i12sin(t300)A,i22sin(t600)A,由相量图得

I1I2=_________,所以i1i2=___________。

20.基尔霍夫电压定律的相量形式的内容是在正弦交流电路中,沿 各段电压



恒等于零。

21.流入节点的各支路电流 的代数和恒等于零,是基尔霍夫 定律得相量形式。 22.在纯电阻交流电路中,电压与电流的相位关系是_______。

23.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上,则电阻上U=_____V,电流I=_____A。 24.在纯电感交流电路中,电压与电流的相位关系是电压_____电流900,感抗XL=_____,单位是____。

25.在纯电感正弦交流电路中,若电源频率提高一倍,而其他条件不变,则电路中的电流将变______。

26.在正弦交流电路中,已知流过纯电感元件的电流I=5A,电压u2sin314tV,若u、i取关联方向,则XL=____Ω, L=____H。

27.在纯电容交流电路中,电压与电流的相位关系是电压____电流900。容抗Xc=______,单位是____。

28.在纯电容正弦交流电路中,已知I=5A,电压U2sin314tV,容抗Xc=____,电容量C=_____。

29.在纯电容正弦交流电路中,增大电源频率时,其他条件不变,电容中电流I将____。

二、选择题

1、两个同频率正弦交流电的相位差等于1800时,则它们相位关系是____。 A、同相 B、反相 C、相等

2、图4-1所示波形图,电流的瞬时表达式为___________A。

A、iImsin(2t300) B、 iImsin(t1800) C、 iImsint 3、图4-2所示波形图中,电压的瞬时表达式为__________V。

A、uUmsin(t450) B、uUmsin(t450) C、uUmsin(

t1350)

4、图4-3所示波形图中,e的瞬时表达式为_______。

A、eEmsin(t300) B、eEmsin(t600) C、eEmsin(t600) 5、图4-1与图4-2两条曲线的相位差ui=_____。 A、 900 B、 -450 C、-1350 6、图4-2与图4-3两条曲线的相位差ue=_____。 A、 450 B、 600 C、1050

7、图4-1与图4-3两条曲线的相位差ie=_____。 A、 300 B、 600 C、- 120

8、正弦交流电的最大值等于有效值的___倍。 A、2 B、 2 C、 1/2

9、白炽灯的额定工作电压为220V,它允许承受的最大电压 A、220V B、311V C、380V D

、u(t) 10.已知2Ω电阻的电流i6sin(314t45)A,当u,i为关联方向时,u=____V。 A、12sin(314t300) B、 2sin(314t450) C、 12sin(314t450) 11.已知2Ω电阻的电压U当u,i为关联方向时,电阻上电流I

=___A。 A、52 0

B、0

C、 0

12.如图4-10所示,表示纯电阻上电压与电流相量的是图_____。

13.在纯电感电路中,电流应为____。

A、iU/XL B、IU/L C、IU/(L) 14.在纯电感电路中,电压应为_____。

A、ULXL B、UjXLI C、UjLI 15.在纯电感电路中,感抗应为_____。

A、XLjL B、XLU/I C、XLU/I

16.加在一个感抗是20Ω的纯电感两端的电压是u10sin(t300)V,则通过;它的电流瞬时值为___A。

A、 i0.5sin(t600) C、 i0.5sin(t600) i0.5sin(2t300) B、17.在纯电容正弦交流电路中,复容抗为____。 A、jc B、 j/c C、 j/c 18.在纯电容正弦交流电路中,下列各式正确的是_____。

A、iCUC B、IUC C、IUC D、iU/C

19.若电路中某元件的端电压为u5sin(314t350)V,电流i2sin(314t1250)A,





u、i 为关联方向,则该元件是___。

A、电阻 B、电感 C、电容

三、判断题

1、 正弦量的初相角与起始时间的选择有关,而相位差则与起始时间无关。 ( ) 2、 两

( )

3、正弦量的三要素是最大值、频率和相位。 ( ) 4、人们平时所用的交流电压表、电流表所测出的数值是有效值。 ( ) 5、正弦交流电在正半周期内的平均值等于其最大值的3/2倍。 ( ) 6、交流电的有效值是瞬时电流在一周期内的均方根值。 ( ) 7.电动势e100sint的相量形式为E=100。 ( ) 8.由图4-6所示相量图可知,U1超前U230。 ( ) 9.某电流相量形式为I1=(3+j4)A,则其瞬时表达式为i100sintA。 ( ) 10.频率不同的正弦量可以在同一相量图中画出。 ( )

四、简答题

1.最大值 2.有效值 3.额定值

4.正弦交流电有哪几方面的特点? 5

.以日光灯为例简述自感现象。

五、计算题

1、如图4-4所示,求曲线的频率、初相角、最大值,并写出其瞬时值表达式。

2、已知电流和电压的瞬时值函数式为u317sin(t1600)V,i110sin(t450)A,

i24sin(t700)A。试在保持相位差不变的条件下,将电压的初相角改为零度,重

新写出它们的瞬时值函数式。 3.一个正弦电流的初相位15,t

T

时,i(t)0.5A,试求该电流的有效值I。 4

4.周期性交流电压的波形如图4—5的(a),(b),(c)所示,不用计算,能否看出有效值与最大值的关系?

u1/V

U1m O

U2t/s

u2/V

U3t/s

O

u3/V

T 2

T

T 2

T O

T 2

T

t/s

(a) (b) (c) 图4—5

5.已知e(t)=-311cos314tV,则与它对应的相量E为多少?

I2 ⑵I1I2 6.已知i12sin(t30)A,i22sin(t60)A,求:⑴I1、

⑶i1i2 ⑷作相量图。

7.已知u1220sintV,u2220sin(t1200)V,u3220sin(t1200)V,求:⑴

00



U1、U2、U3

⑵U1U2U3 ⑶u1u2u3 ⑷作相量图。

8.计算两个同频率正弦量之和的方法有几种?试比较哪种方法最方便?



9.在题图4—7中i1(t),i2(t)是同频率正弦电流,电流表○A1,○A2的指示值为3A和4A。试问在以下几种情况下i1(t)与i2(t)的相位差12为多少? (1)电流表○A指示值为5A; (2)电流表○A指示值为7A; (3)电流表○A指示值为1A。

10.已知u12sin(t60)V,u22cos(t30)V,试作u1和u2的相量图,并求:u1u2、u1u2。

第三章 正弦交流电路

填空题

1. 方向 2.正弦

3.Emsin(te)V;Imsin(ti)A 4.一个周期T

5.最大值;频率;初相位 6.50Hz;20ms 7. 4;100;

;0.0628;15.9Hz;3.46V 2

8.120;i2;i1 9.202A;0A 10.52V 11.5A

12.2202V;220V;314rad/s;314t+60rad;60 13.函数表达式;相量表达式 14.有效值(或最大值);初相位 15.Uu 16.2sin(t120)A 17.30090;0.7516 18. 30050;0.7510

19. 14.5550.1A;20.58sin(t50.1)A 20. 任一回路;相量的代数和

21. 相量;电流 22.同相 23.110V;2 24.超前;2fL;Ω 25.为原来的一半

26. 4;0.0127H 27.滞后;

1

;Ω C

28.2Ω;0.00159F 29.增大

选择题

1.B 2.B 3.B 4.B 5.C 6.C 7.C 8.A 9.B

10.C 11.B 12.B 13.C 14.B 15.C 16.B 17.B 18.C 19.C

判断题

1.对 2.错 3.错 4.对 5.错 6.对 7.错 8.错 9.错 10.错

简答题

1.为保证电气设备安全经济运行,厂家对电气设备的工作电压、电流、功率等所规定的正常工作值。

2.交流电随时间变化的峰值(即最大的数值)。

3.当交流电通过某电阻负载时,如果与某直流电在相同的时间内,通过相同的电阻所产生的热量相等,那么这个直流电的大小称该交流电的有效值。

4.(1)变化的瞬时性,交流电的大小和方向随时间变化而变化;(2)变化的规律性,正弦交流电包括电压、电流、电动势都是按正弦规律而变化的;(3)变化的周期性,当转子旋转一周即360°时,产生一周期的正弦波形。

5.日光灯是利用镇流器的自感电动势产生瞬间高电压点燃灯管的。当将日光灯开关合上后,灯管两端与起辉器相连,电压为220V,这个电压不能使管内气体导通,这时起辉器首先闭合,使镇流器和灯丝通过电流,灯管开始预热,片刻,由于起辉器的双金属片突然自动断开,就在此瞬间镇流器中线圈产生很高的自感电动势和电源电压一起加在灯管两端,使管内气体导通而发光。

计算题

1、f50Hz;

4

;Im10A;i10sin(314t

4

)A

2、若u0,则u317sintV,i110sin(t115)A,i24sin(t130)A

3.0.366A

4.能。(a)相等;(b)U2

12

U2m;(c) U3

12

U3m

2205.E

2

V

6. 530A;1060A;14.5550.1A;20.58sin(t50.1)A;

2120V; 2V;U2120V;U7.U123UU0;uuu0 U123123

计算题第6题图 计算题第7题图

8.代数法、相量法;相量法最为方便。 9.(1)12

计算题第10题图

2

;(2)120;(3)12

22060V,U220120V;uu538.9sin(t90)V; 10.U1212

u1u22sintV

范文七:正弦交流电路的功率 投稿:赵欐欑

正弦交流电路的功率

电类设备及其负载都要提供或吸收一定的功率。如某台变压器提供的容量为250kVA,某台电动机的额定功率为2.5kW,一盏白炽灯的功率为60W等等。由于电路中负载性质的不同,它们的功率性质及大小也各自不一样。前面所提到的感性负载就不一定全部都吸收或消耗能量。所以我们要对电路中的不同功率进行分析。

3.8.1瞬时功率

如图3.21所示,若通过负载的电流为i2Isin(ti),负载两端的电压为u2Usin(tu),其参考方向如图。在电流、电压关联参考方向下,瞬时功率为 pui2Usintu2Isinti

UIcostutiUIcostuti

UIcosuiUIcos2tui

设ui,且为了简化,设i0,上式可写成

pUIcosUIcos(2t)

(3-45)

可见,正弦交流电路的瞬时功率由恒定分量和正弦分量两部分构成,其中,正弦分量的频率是电压、电流频率的两倍,波形如图3.22所示

图3.21 复阻抗 图3.22 瞬时功率

由图可以看出,当u,i瞬时值同号时p0,从外电路吸收功率,当u,i瞬时值异号时p0,向外电路提供能量,二端口网络与外电路之间进行能量交换,这是由于储能元件造成的。

还可以看出,在一个循环内,p0的部分大于p0的部分,因此,电路是从外电路吸收功率的,这是由于二端口网络中存在着耗能的电阻的原因。

3.8.2 有功功率

如前所述,有功功率也称为平均功率。在交流电路中,有功功率反映了电阻元件所消耗的能量。

根据有功功率的的定义,可求出正弦交流电路的有功功率为

P1

TT

0pdt1TUIcosUIcos(2t)dt 0T

UIcosUI (3-46)

称为功率因数,称为功率因数角,它等于二端网络等效复阻抗的阻抗角。

当0,即cos1时,二端网络吸收的有功功率等于电流与电压有效值的乘积,此时,电压与电流同相位,二端网络等效成一个电阻。 当

2时,即cos0时,二端网络不吸收有功功率,电压与电流相位正

交,二端网络等效成一个电抗。

可以证明二端网络吸收的总的有功功率等于电路各部分有功功率之和,即

PUIcosP1P2PnP (3-47) n

3.8.3 无功功率

交流电路中的电感和电容元件并不消耗电源的功率,而是与电源之间进行能量交换。我们把负载与外电路进行能量交换的最大速率即最大瞬时功率值称为无功功率。无功功率描述了能量交换的规模。

定义正弦交流电路的无功功率Q为

QUIsinQLQC (3-48)

当0,二端网络等效成一个电阻,它吸收的无功功率为零。 当

2,二端网络等效成一个电感,它吸收的无功功率为QQLUI,即电感元

件吸收无功功率。 当

2,二端网络等效成一个电容,它吸收的无功功率为QQCUI,即电

容元件吸收无功功率。

当0,二端网络呈感性,则Q0。

当0,二端网络呈容性,则Q0。

注意,若二端网络中既有电感又有电容时,电感电容在二端网络内部先自行交换一部分能量,其差额再与外电路进行交换,因此二端网络从外电路吸收的无功功率等于电感吸收的无功功率与电容吸收的无功功率之差,即

QQLQCUIsin (3-49)

式中,QL和QC总是正的,Q是一代数量,可正可负。

可以证明二端网络吸收的总的无功功率等于各部分的无功功率之和,即

QUIsinQ1Q2Qn

3.8.4 视在功率

交流电路电压的有效值U与电流的有效值I的乘积UI,与电路的能量状态并无太大关系,它只是反映了电路可能消耗或提供的最大有功功率。我们把UI定义为视在功率,视在功率是用来表示电气设备的容量大小的,公式为

SUI (3-51)

视在功率的国际单位为伏安(V·A),也常使用千伏安(kV·A),1kV·A=1000V·A。在电力工程中,常将视在功率称为电路或电气设备的容量。例如,发Qn (3-50)

电机的容量为S表示发电机在输出额定电压和额定电流时,所能提供的最大有功功率为S。

有功功率、无功功率、视在功率的关系为

PScos (3-52)

QSsin (3-53) SP2Q2 (3-54) arctan

Q (3-55) P

将交流电路表示电压间关系的电压三角形的各边乘以电流I即成为功率三角形,如图

3.23所示

图3.23 功率三角形

[例3.13] 已知电阻R=30Ω,电感L=328mH,电容C=40µF,串联后接到电压为u2sin(314t30)V的电源上。求电路的P、Q和S。

解:电路的阻抗为

ZRj(XLXC)30j(3143821031)31440106

30j(12080)(30j40)5053.1

电压相量 U

因此电流相量为 220300V

22030UIA4.423.1AZ5053.1

电路的有功功率为

PUIcos2204.453.1W58W

电路的无功功率为

QUIsin2204.4sin53.1var774var

电路的视在功率为

SUI2204.4VA968VA

范文八:《三相正弦交流电路》教案 投稿:蒋籡籢

第一节 交流电的产生

一、教材分析

1、教材的地位和作用

本节课内容节选自高等教育出版社出版的全国中等职业学校规划教材《电工基础》第七章第一节,前一章主要讲了电磁感应。在此基础上,本章学习正弦交流电路,而本节是讲解交流电的产生。因此,本节内容既是前章的总结,又是后面学习三相交流电路、对称三相交流电路中电压、电流和功率的计算方法的基础。

2、教学目标

(1)、知识目标

a、了解交流电动势的产生。

b、理解正弦交流电的特征。

c、了解交流电的波形图。

(2)、能力目标

a、培养学生观察能力、实验能力,思维能力。

b、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

(3)、德育目标

a、培养学生勤于动脑、大胆实践、勇于探索的良好习惯。

b、指导学生树立辩证唯物主义世界观。

3、教学重点、难点

重点:

(1)、交流电产生的物理过程.使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内,电流的大小及方向是怎样变化的。

难点:

(1)、分析交流电的大小及方向时,线圈运动方向(v)与磁感强度B.之间的角度关系。

二、教法设计

1、重视问题情景的创设

教师在导入、讲授新课时,注重创设一定的物理情景,以便于激发学生的学习兴趣,启发学生思考。

2、坚持以学生为中心

(1)、在得出交流电的波形图的教学过程中,我采用学生分组“引导探究性推理”的教学方法。

(2)、给学生提供多种机会应用他们所学的知识。

3、采用多种教学形式

在教学中,教师采用视频播放、课件展示及学生分组“引导探究性推理”(利用多媒体教具学具)等教学方式,激发学生的兴趣,并利用多媒体辅助分析演示实验及学生分组“引导探究性推理”,使学生获得更多的理性认识。

三、学法指导

1、强调“协作性学习”

学生在教师的组织和引导下,分组进行实验操作,通过观察、讨论、交流、协商、辩论等多种形式,来促进学生认知结构的“稳定性”、“清晰性”和“可利用性”。

2、强调“引导探究性学习”

学生在教师的引导下,通过动手实验、动脑分析,总结出楞次定律,化“验证”为“探索”,使学生有了单独获取知识的能力。

四、教学过程

1、创设情景,导入新课

英国物理学家法拉第历经十年的潜心实验、研究,终于实现他的伟大梦想:“转磁为电”。多媒体视频播放。无论是各种形式的发电,还是磁悬浮列车等高科技产品的使用,都是法拉第电磁感应现象的重要应用。他的这一伟大发现,极大地解放了生产力,推动了人类社会的飞速发展。那么,在发电厂里的电到底怎么产生呢?我们在使用的电到底是怎么样的呢?现在我们一起来研究一下,教师利用实验器具展示给学生们创设物理情景一:磁场中线圈abcd,在U型磁铁中缓缓转动。并向学生提出问题:闭合回路中有感应电流产生吗?特征如何?学生通过观察、分析,回答出:闭合回路中有感应电流的产生,感应电流的方向可以利用右手定则判定得出。教师继续利用课件展示向学生创设物理情景二:闭合圆形线圈转速加快。接着,教师继续提出:线圈中的感应电流有什么特征吗?学生同样经过观察、分析,回答出:线圈中的感应电流会快速的来回。这时,教师设疑并引入新课:这个来回摆动的电流到底是什么呢?这节课我们就一起来摸索一个电流,来觉察一个电流的特征——交流电(板书课题)。

2、科学猜想,设计实验

首先立疑设问,提出有启发性、耐人寻味的疑难问题:如何设计发电机实验模型。依照认知规律顺序,从感性到理性,先用演示开路,引人新课,并留下悬念:为什么手摇发电机上安的小灯泡是一闪一闪的?这不仅能激发学生学习兴趣,还可调动学生主动探索的积极性。

教师提出:如果你是世界上第一个研究线圈在磁场中旋转产生的感应电流人,猜想一下,这个感应电流会有哪些特征?

学生:在教师的引导下猜测、讨论、交流、辩论。

教师:根据学生猜测结果,归纳、总结出:这个感应电流的大小在一定范围内波动,波动的快慢与线圈转速的快慢有关。

教师:那交流电是什么样子的呢?

用示波器看正弦交流波形、锯齿波形及方波

波形。

指出:这些都属交流电。

对比提问:这是不是交流电?告诉同学这是脉动直流.电流的强弱虽然变化,但方向没变。

板书:“强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交流电”.

提出问题:这种交变电流是怎样产生的呢?

3、利用多媒体,探究电流的产生

a

(1)、首先对图做一些说明.

①线圈所在磁场为匀强磁场。由磁铁产生的。

②设线圈为矩形线圈。

线圈abcd为图中线圈水平放置时的图景,线圈平面与磁感线垂直.图1中abcd所在位置为中性面。

规定t=0的时刻为图中线圈所在的位置为起始时刻,即由中性面开始,逆时针方向转动。 d c b

现在再注意观察线圈转动时线圈中的电流特性。

1)首先观察线圈中电流方向,从这个位置(中性面)开始转动,注意观察线圈ab边、cd边及电路中的电流方向有什么特点?(注:观察到线圈中电流方向是变化的,这是计算机模拟的优点,任何实验都做不到这点。这是交流电特性之一,一定要使学生观察到)

再注意观察:线圈从什么位置开始改变电流方向?这个位置非常重要,常用它作为线圈位置的参照位置,给它起个名叫“中性面”,打开“中性面”。(注:这也只有计算机模拟才能实现。)

2)现在请观察电流强度。注意观察电流表指针位置有什么特点?(应观察到指针位置是在不断变化的。)这个特点反映了什么?(这个特点反映了交流电的第二个特性:交流电流的强度也是在不断变化的,要使学生观察到)。

再观察电流强度与线圈位置的关系:现在先观察线圈在什么位置电流最小?在什么位置电流最大?(要求学生观察到在中性面时电流最小,与中性面垂直时电流最大)。

在结合挂图及课本中插图引导学生总结规律。

总结:交流发电机产生的是交变电流,电流强度与电流方向都是随时间做周期性变化的。思考:当线圈在磁场中旋转一周时,交流电方向改变几次?电流强度改变几次?

角速度是ω,单位是rad/s。经过时间t后,线圈转过的角度是ωt

。这

时候ab边在速度方向与磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为l,磁场的磁感应强度是B,那么ab边中的感应电动势为:Blvsinωt,cd边的感应电动势跟ab边中的大小相同,又是串联一起,所以,这一瞬间整个线圈的感应电动势:

e=2Blvsinωt

当线圈平面转到与磁感线平行的位置时,ab边和cd边的线速度方向和磁感线垂直,即ab边和cd边都垂直切割磁感线,由于ωt=π/2,sinωt=1。所以,这时的感应电动势最大。用Em表示,

Em=2Blv

e= Emsinωt

用R表示整个闭和电路的电阻,用i表示电路中的感应电流, i=

式中,eEm=sinωt RREm是电流的最大值,用Im表示,则瞬间电流值: R

i=Imsinωt

外电路上的电压同样也按照正弦规律变化的。

u=Umsinωt

u为瞬间电压,Um为最大电压。

假如不是从线圈平面跟中性面重合的时刻开始计时,而是从线圈平面与中性面有一个夹角φ0开始计时,那么经过t时间后线圈平面和中性面间的角度是ωt+φ0。那么,感应电动势的公式就变成

i=Imsin(ωt+φ0)

u=Umsin(ωt+φ0)

4、利用多媒体,探究电流变化规律

从上面的观察知道,交流电

的电流强度与产生交流电

的线圈位置有关。那么电流

强度与线圈位置之间有什

么关系呢?首先我们用仪

器――示波器来观察一下

交流电是怎样变化的。(注:

接好电路进行观察)请注意

观察屏幕上的图像。这是在这个仪器中通

过交流电时得到的一条图线。它的形状反

映了交流电的变化情况。请思考这是一条

什么图线?这是一条正弦函数曲线。即这

种交流电是按正弦规律变化的。所以这种

交流电叫正弦交流电。

为什么这种交流电是按正弦规律变化的?我们仍通过观察模拟实验来认识这种交流电的变化规律。(注:只有通过计算机的模拟演示才能观察到,这又说明这种模拟演示中的现象是任何实验无法替代的)打开“图像”进行观察。如图4。

注意观察:图中直角坐标的横轴代表什么?纵轴代表什么?线圈此刻在什么位置?

进行演示,并观察思考:线圈位置与电流变化之间有什么关系?当线圈停在如图5所示的某位置时此时线圈中的电流是多大?

请思考:这种交流电的变化规律怎样用数学公式表示?

为此,我们将它改成平面图来研究,见图6。请注意观察:

(1)磁极间的磁场是一种什么磁场?线圈在转动过程中

那段导线切割磁感线而能产生感应电流的?(2)线圈a

边的运动速度是什么?切割速度是什么?(3)线圈位置如何表示?(4)如果线圈以 做匀速圆周运动,线圈位置用角 表示,当 随时间t变化时,与 是什么关系?

=ωt(5)线圈a边中产生的感应电动势是什么?(6)线圈中的感应电动势是什么?写出电动势公式。e=Em Sinωt,其中Em=2BLV=2BL L /2ω=BωS(7)闭合电路中的感应电流是什么?写出电流公式。i=Im Sinωt其中Im=

2BLV/R

t

5、延伸知识

发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多,嵌在硅钢片制成的铁心上,通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机,叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动,线圈依然切割磁感线,电枢中同样会产生感应电动势,这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机,转动的部分都叫转子,不动的部分都叫定子。

旋转电枢式发电机,转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路,如果电压很高,就容易发生火花放电,有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点,能够提供几千伏到几十千伏的电压,输出功率可达几十万千瓦。所以,大型发电机都是旋转磁极式的。

发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机,发电机把机械能转化为电能传送给外电路。

6、教学总结

1、

2、 电流强度与电流方向都是随时间做周期性变化的。 交流电的图象是一条正弦函数曲线。

附:板书设计

1.产生原理 线框在匀强磁场中匀速转动

2.过程分析 甲S⊥B Φmax=BS εmin=0 中性面

乙S∥B Φmin=0 εm=2Blv=BωS 电流方向a→b→c→d

甲→乙与中性面夹角ωt Φ= BSεωt e=εmsinωt

电流方向a→b→c→d εmsinωt

3.规律 公式e=εωmsinωt i=εm/R sinω

t

教学后记

交流电的产生和变化规律是“交流电”这章的重点,又是电磁感应、楞次定律、左右手定则等知识的进一步具体应用。理论分析是教学难点,而紧密联系实际又是它的特点。怎样在教学中突出特点,强调重点,分散难点是教案设计成败的关键。

引导学生观察教学挂图中线框五个特殊位置及电流计指针变化情况,并对照手摇发电机实物位置,结合课件讲解使学生实现从平面到立体,从理论到实践的转化。教材上插图还展现了表示交流电变化规律的一个重要方法——图象法。这对理解交流电变化规律的难点,起到了铺路、架桥作用。同时,还可培养学生观察和分析能力。课件的运用更好的帮助学生获取感性知识。

范文九:单相正弦交流电路的测量 投稿:侯握揢

目录

下页

电工学实验

电子教案

实验三

单相正弦交流电路的测量

电工电子教学实验中心

电工课程组研制

目录

下页

实验须知

§一、实验前要认真预习,写出预习报告。

§二、学生进入实验室必须遵守实验室的规章制度,保持实验室的安静

和整洁,爱护实验室的一切设施。

§三、实验前对实验所用仪器设备要熟悉其使用方法,凡因违反操作规

程造成仪器设备损坏者,视情节轻重予以批评教育或停止实验,

以至赔偿损失处理。

§四、强电实验时,接通电源前,应由教师检查线路。

§五、注意实验安全,严禁带电改接线路。实验中遇到事故应立即断电

并报告教师处理。

§六、实验数据必须经指导教师签阅后,才能拆除实验线路。实验完毕

后要将仪器、设备、凳子等按规定放好后离开实验室。

§七、实验室仪器设备不能擅自搬动、调换,更不能擅自带出实验室。

目录

下页

实验须知

§一、实验前必须根据每个实验的“预习要求”,认真写出预习报

告,掌握实验原理、方法,并进行数据估算,画出实验电路

图,经教师审阅后方可实验。

§二、实验结束后按要求写出完整的实验报告,内容有:实验目的、

仪器设备名称、内容(只要求画出实验电路图、数据表格)、

预习要求及实验报告要求等并附有原始数据。预习报告和实

验报告可合二为一。

§三、综合设计型实验,除完成上述要求外,还应给出标准的设计

电路及详细的设计说明。用到特殊器件(实验箱上没有的元

器件),应提前通知实验室作准备。

§四、写出实验小结、体会及建议。

§五、每次实验课,需交出前次实验报告。

上页目录

下页

实验目的

实验原理

上页目录

下页

实验目的

1加深对R、L、C元件在正弦交流电路中基本特征的认识。

学会交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数。

验证向量形式的KCL、KVL成立;

验证有效值形式的KCL、KVL不成立。23

上页目录下页

验设备

上页

目录

下页实验内容

1.

测量电路一

,验证基尔霍夫回路电压定律(如图连接电路):

(1

)按图连接电路,加入交流电压110V,注意安全。

(2)测量各元件及总量的U、I、cosφ和P,并计算出相应的R、L和C。

(3)验证基尔霍夫回路电压定律(或节点电流定律)。

2. 测量电路二(并联),验证基尔霍夫节点电流定律(参照1.的步骤)。被测量

总量

灯泡

镇流器

电容器(2µ)I(mA)U(V)cosφP(W)R (Ω)L (H)C (µF)

上页目录

下页

注意事项:

§1.本实验采用220V交流市电降压为110V作为实验电路电源。

应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全,不可触及导电部件,防止意外事故发生。

§

2.每次接线完毕,同学自查一遍,然后由指导教师检查后,

方可接通电源,必须严格遵守先断电、再接线、后通电;先断电、后拆线的实验操作原则。

§3.为避免烧坏灯泡,DG08实验挂箱内设有过压保护装置。

当任一相电压>245~250V时,即声光报警并跳闸。§4.每次实验完毕,均需将三相调压器旋柄调回零位。每次

改变接线,均需断开三相电源,以确保人身安全。

范文十:第二章正弦交流电路 投稿:孙枏析

第2章 正弦交流电路

判断题

2.1 正弦交流电的基本概念

1.若电路的电压为uUmsin(t30),电流为iImsin(t45), 则u超前i的相位角为75°。 [ ]

答案:V

2.如有电流i162sin100tA,i282sin(100t90)A,则电流相量分别是

8/90A。所以二者的电流相量和为:III [ ] I16/0A,I212

答案:V

3.若电路的电压为u=Imsin(ωt+30°),电流为i=Imsin(ωt-45°),则u超前i的相位角为15°。 [ ]

答案:X

4.正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。 [ ] 答案:X

5.正弦量可以用相量表示,因此可以说,相量等于正弦量。 [ ] 答案:X

6.任何交流电流的最大值都是有效值的2倍。 [ ] 答案:X

7.正弦电路中,相量不仅表示正弦量,而且等于正弦量。 [ ] 答案:X

2.2 正弦量的相量表示法

1.如有电流i162sin100tA,i282sin(200t90)A,则电流相量分别是

8/90A。所以二者的电流相量和为:III 。[ ] I16/0A,I212

答案:X

2.3 单一参数的正弦交流电路

1.电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X

2.在电感元件的电路中,电压相位超前于电流90º,所以电路中总是先有电压后有电流。 [ ]

答案:X

3.电感元件的感抗是电感电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X

4.电感元件的感抗是电感电压与电流的有效值之比。 [ ] 答案:V

5.直流电路中,电容元件的容抗为零,相当于短路。 [ ] 答案:X

6.直流电路中,电感元件的感抗为无限大,相当于开路。 [ ] 答案:X

7.直流电路中,电容元件的容抗为无限大,相当于开路。 [ ] 答案:V

8.直流电路中,电感元件的感抗为零,相当于短路。 [ ] 答案:V

9.在R、L、C串联电路中,当XL>XC时电路呈电容性,则电流与电压同相。[ ] 答案:X

10.电感元件电压相位超前于电流π/2 (rad),所以电路中总是先有电压后有电流。 [ ] 答案:X

11.正弦交流电路中,电源频率越高,电路中的感抗越大,而电路中的容抗越小。 [ ]

答案:V

12.正弦电流通过电感或电容元件时,当电流为零时,则电压的绝对值为最大,当电流为最大值时,则电压为零。 [ ]

答案:V

13.正弦电流通过电感或电容元件时,当电流为零时,则电压的绝对值为最小。 [ ] 答案:X

14.电容元件的容抗是电容电压与电流的瞬时值之比。 [ ] 答案:X

15.电容元件的容抗是电容电压与电流的有效值之比。 [ ] 答案:V

16.单一电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率比较小。 [ ] 答案:X

17.电容元件的交流电路中,电压比电流超前90°。 [ ] 答案:X

18.电容元件的交流电路中,电流比电压超前90°。 [ ] 答案:V

19.电感元件的有功功率为零。 [ ] 答案:V

20.电容元件的有功功率为零。 [ ] 答案:V

21.电压、电流的相量式,既能反映电压与电流间的大小关系,又能反映相互间的相位关系。[ ]

答案:V

2.4 R、L、C串联的正弦交流电路

1.在R、L、C串联电路中,当UL>UC时电路呈电感性,即电流滞后于总电压。 [ ] 答案:V

2.在R、L、C串联电路中,当XL>XC时电路呈电感性,即电流滞后于总电压。[ ] 答案:V

3.在R、L、C串联电路中,当XL<XC时电路呈电感性,则电流与电压同相。 [ ] 答案:X

4.在R、L、C串联电路中,当UL<UC时电路呈电容性,即电流超前于总电压。 [ ] 答案:V

5.在R、L、C串联电路中,当XL<XC时电路呈电容性,即电流超前于总电压。[ ] 答案:V

6.在R、L、C串联电路中,当UL<UC时电路呈电感性,即电流滞后于总电压。 [ ] 答案:X

7.在R、L、C串联电路中,当XL<XC时电路呈电感性,即电流滞后于总电压。[ ] 答案:X

8.在R、L、C串联电路中,当UL>UC时电路呈电容性,即电流超前于总电压。 [ ] 答案:X

9.在R、L、C串联电路中,当XL>XC时电路呈电容性,即电流超前于总电压。[ ] 答案:X

10.在R、C并联电路中,支路电流均为4A,则电路总电流I=8A。 [ ] 答案:X

11.若电路的电流iImsin(t30),电压uUmsin(t50),则该电路呈电感性。 [ ]

答案:V

12.若电路的电流iImsin(t30),电压uUmsin(t60),则该电路呈电容性。 [ ]

答案:X

13.若电路的电流iImsin(t60),电压uUmsin(t30),则该电路呈电感性。 [ ]

答案:X

14.若电路的电流iImsin(t60),电压uUmsin(t30),则该电路呈电容性。 [ ]

答案:V

15.若电路的电流iImsin(t30),电压uUmsin(t60),则该电路为纯电容性。 [ ]

答案:V

16.若电路的电流iImsin(t30),电压uUmsin(t60),则该电路为纯电感

性。 [ ]

答案:V

17.正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 [ ] 答案:X

18.电压三角形、阻抗三角形和功率三角形都是相量图。 [ ] 答案:X

19.功率表应串接在正弦交流电路中,用来测量电路的视在功率。 [ ] 答案:X

2.5 阻抗的串联与并联

1.R、L并联电路中,支路电流均为4A,则电路总电流I=8A。 [ ] 答案:X

2.两个电感相串联,端电压分别为8V和4V,则总电压为12V。[ ] 答案:V

3.两个电容相并联,支路电流分别为2A和3A,则电路总电流为5A。 [ ] 答案:V

4.两个无源元件串联在正弦电流电路中,若总电压小于其中一个元件的电压值,则其中必有一个为电感性元件,另一个为电容性元件。 [ ]

答案:V

5.在正弦电流电路中,两元件串联后的总电压必大于分电压,两元件并联后的总电流必大于分电流。 [ ]

答案:X

6.正弦交流电路的频率越高,阻抗就越大;频率越低,阻抗越小。 [ ] 答案:X

7.电抗和电阻由于概念相同,所以它们的单位也相同。 [ ] 答案:X

8.交流电路中的视在功率与有功功率和无功功率一定呈直角三角形关系。 [ ]

答案:V

9.R、L并联电路中,支路电流均为5A,则电路总电流I=10A。 [ ] 答案:X

10.R、L并联电路中,支路电流均为5A,则电路总电流I=52A。 [ ] 答案:V

2.6 功率因数的提高

1.根据cosφ=P/[UI]可知,当电压U升高时负载的功率因数降低。[ ] 答案:X

2.与电感性负载并联电容器可以提高负载的功率因数,因而可以减小负载的电流。[ ] 答案:X

3.电感性负载并联电容后,总电流一定比原来小,因此电网功率因数一定会提高。 [ ] 答案:X

4.电感性负载并联电阻后也可以提高电网功率因数,但总电流和总功率都将增大。 [ ]

答案:V

5.在感性负载两端并联任意大小的电容器都可以提高电路的功率因数。 [ ] 答案:X

6.正弦电路中,电源电压和负载一定时,功率因数越高,无功功率越小。 [ ] 答案:V

7.交流电路中的功率因数高,反映电源设备的利用率就高。 [ ] 答案:V

选择题

2.1 正弦交流电的基本概念 1、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源,其亮度情况是 。

A.100W灯泡最亮 B.25W灯泡最亮 C.两只灯泡一样亮 D.都不亮 答案:B

2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V,则该电压的瞬时值表达式为 。

A.u

380sin314t

V B.u537sin(314t45)V

C.u380sin(314t90)V D.u380sin(314t45)V

答案:B

3、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有效值为 。

A.7.07V B.5V C.14V D.10V

答案:A

4、已知i110sin(314t90)A,i210sin(628t30)A,则。

A.i1超前i260°;B.i1滞后i260°; C.相位差无法比较 D.同相 。

答案:C

5、从相量中可直接读取交流电的有效值(或最大值)和 。

A.相位 B.频率 C.初相位

答案:C

6、正弦交流电的初相角反映了交流电变化的 。

A.起始位置 B.快慢 C.大小关系 D.频率特性

答案:A

7、若i1=10sin(ωt+30º)A,i2=20sin(ωt-10º)A,则i1的相位比i2超前 。

A. 40ºB. -20ºC. 20º D. -40º

答案:A

8、若u110sin(t30)V, u220sin(t10)V,则u1比u2超前。

A.20° B.-20° C.40° D.-40°

答案:C

9、若i1=10 sin(ωt+30°)A,i2=20 sin(ωt+50°)A,则i1的相位比i2超前__ _。

A.20° B.-20° C.40° D.-40°

答案:B

10、若u1=10 sin(ωt+20°)A,u2=20 sin(ωt-20°)A,则u1的相位比u2超前_ __。

A.20° B.-20° C.40° D.-40°

答案:C

2.2 正弦量的相量表示法

2.3 单一参数的正弦交流电路

1、正弦交流电路中,采用相量分析时,电容器的容抗为 。

A.XC B.jX

答案:B

2、正弦交流电路中,采用相量分析法时,电感的感抗为 。

A.XL B.jXC C.jXL D.jXL

答案:C

3、纯电感交流电路中,正确的表达式是 。 A.iL答案:B

4、纯电容正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将 。

A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小

答案:A

5、在纯电感元件的正弦电路中,下列各式中是正确的有__________。

UA.i B.I C.I D.Ij

LLLXL

U

U

U

C

C.jX

C

D.jXL

uLX

L

jIX D.不确定 jIX C.U B.UCL

答案:B

6、在纯电容元件的正弦电路中,下列各式中是正确的有__________。

A.I

U

C

 B.ICU C.I

UmXC

U D.Ij

XC

答案:B

7、在纯电感元件正弦电路中,下列各式中是正确的有__________。

U A.UIL B.I C.I D.Ij

LXLL

U

U

答案:A

8、正弦电流通过电阻元件时,下列关系中正确的是______________。

A.I

答案:D

9、在纯电容元件的正弦电路中,下列各式中是正确的是__________。

A.i

答案:D

2.4 R、L、C串联的正弦交流电路

1、在RL串联电路中,UR=16V,UL=12V,则总电压为 。

A.28V; B.20V; C.2V D. 4V

答案:B

2、RLC串联电路在f0时发生串联谐振,当频率增加到2f0时,电路性质呈 。

A.电阻性; B.电感性; C.电容性; D.不确定

答案:B

3、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的 。

A.电路中总电压有效值与电流有效值的乘积 B.平均功率 C.无功功率 D.功率因素

答案:A

4、某电容C与电阻R串联,其串联等效阻抗|Z|=10Ω,已知容抗Xc=7.07Ω,则电阻R

为 。

A.17.07Ω

答案:D

B. 10Ω C.2.93Ω

D. 7.07Ω

U

U

UC

uR

B.i

UR

C.I

UmR

D.i

Umsint

R

C

B.I

C

C.I D.ICU

5、若线圈电阻为60Ω,当线圈外加200V正弦电压时,线圈中通过的电流为2A,则线圈的感抗为_____Ω。

A. 60 B. 70.7 C. 86.6 D. 80

答案:D

6、若R、L串联,如总电压U=50V,UL=30V,则电阻电压UR为:______V。

A. 20 B. 40 C. 80 D. 58.3

答案:B

7、若线圈电阻为80Ω,外加100V正弦电压时电流为1A,则其感抗为_____Ω。

A. 80 B. 60 C. 86.6 D. 100

答案:B

8、若电阻R与电容C串联, 已知UR=40V,UC=30V,则总电压为______V。

A. 10 B. 50 C. 70 D. 80

答案:B

9、在RLC三元件的串联电路中,R=30Ω,XL=50Ω。XC=10Ω, 电路的功率因数为_____。

A. 0.4 B. 0.866 C. 0.6 D. 0.96

答案:C

2.5 阻抗的串联与并联

1、实验室中的功率表,是用来测量电路中的 。

A.有功功率 B.无功功率 C.视在功率 D.瞬时功率

答案:A

=100∠30°V,阻抗为Z=6+j8Ω,则电路的功率2、单相交流电路中,如电压相量为U

因数COSφ为 。

A. 0.5 B. 0.6 C. 0.8 D. 0.866

答案:B

=100∠30°V,总电流相量I=5∠-30°A,则该电路的无功功3、某电路总电压相量U

率Q= 。

A. 0Var B. 250Var C. 433Var D. 500Var

答案:C

4、已知某电路电压相量为100∠30°V,电流相量为5∠-30°A,则该电路的视在功率为___ __。

A.500VA

答案:A

5、已知某电路电压相量为100∠30°V,电流相量为5∠-30°A,则该电路的有功功率

为:__ ___。

A.500W

答案:B

=100∠30°V,阻抗Z=8+j6Ω,则电路的功率因数6、单相交流电路中,如电压相量U

B.433VA C.250VA D.400VA

B.250W C.2503 D.-250W

COSφ为_______。

A. 0.5 B. 0.6 C. 0.8 D. 0.866

答案:C

7、如图所示二端网络N的端口电压u=20sin100tV,电流i=4sin(100t+90º)A,则N的性质是_______。

A. 电阻性

答案:C

8、如图所示二端网络N的端口电压u=20sin100tV,电流i=4sin(100t-90º)A,则N的性质是_______。

B.电感性 C.电容性

A. 电阻性

答案:B

9、如图所示二端网络N的端口电压u=20sin100tV,电流i=4sin100tA,则N的性质是_______。

B.电感性 C.电容性

A. 电阻性

答案:A

10/0V,电流I2/60A,则N的性质是10、如图所示二端网络N的端口电压U

B.电感性 C.电容性

_______。

A. 电阻性

答案:C

10/0V,电流I2/60A,则N的性质是11、如图所示二端网络N的端口电压U

B.电感性 C.电容性

_______。

A. 电阻性

答案:B

10/0V,电流I2/0A,则N的性质是12、如图所示二端网络N的端口电压U

B.电感性 C.电容性

_______。

A. 电阻性

答案:A

10/60V,电流I2/0A,则N的性质是13、如图所示二端网络N的端口电压U

B.电感性 C.电容性

_______。

A. 电阻性

答案:C

10/60V,电流I2/0A,则N的性质是14、如图所示二端网络N的端口电压U

B.电感性 C.电容性

_______。

A. 电阻性

答案:B

15、已知某交流电路的复阻抗为Z3j4Ω,则该电路的性质是_______。

B.电感性 C.电容性

A. 电阻性

答案:B B.电感性 C.电容性

16、已知某交流电路的复阻抗为Z3j4Ω,则该电路的性质是_______。

A. 电阻性

答案:C

17、已知某交流电路的复阻抗为Z5Ω,则该电路的性质是_______。

A. 电阻性

答案:A

2.6 功率因数的提高

1、提高供电线路的功率因数,下列说法正确的是 。

A.减少了用电设备中无用的无功功率; B.可以节省电能;

C.减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;

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。

答案:D

2、交流电路的功率因数高,电源设备的利用率就 。

A.高 B.低 C.无关

答案:A

3、在提高日光灯功率因数的实验中, 并联电容后,总电流减小,有功功率 。

A.变大 B.减小 C.不变 D.不清楚

答案:C

4、感性负载适当并联电容器可以提高功率因数, 它是在负载的有功功率不变的情况下, 使线路的______增大;总电流减小。

A.电压 B.电流 C.功率因数 D. 有功功率

答案:C

5、感性负载并联电容器提高功率因数, 是在负载的有功功率不变的情况下,使线路的功率因数增大;______减小。

A.总电压 B.总电流 C.总的功率因数 D. 总的有功功率

答案:B

6、当用户消耗的电功率相同时,功率因数 cosφ 越低, 则电源供给的电流就越大,输电线上的功率损耗就越_______。

A.大 B.小 C.不变

答案:A B.电感性 C.电容性 B.电感性 C.电容性

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