《电工与电子技术》习题册习题解答(3)

2025-04-30

A = (2)23803()1004332100P W =??= #*3.三相对称交流电路,电源为顺相序,已知A 相相电压u A (t )=380sin314tV ,负载为星形联接,每相负载Z=(3+j4)Ω,求负载的线电流的有效值相量。

3.解:已知380m U V =

,可得268.7U V == 因为星接时线电流等于相电流,故得

268.7268.753.753.134553.1A A A U I A Z j =

===-+

根据对称性有: 53.753.112053.7173.153.753.112053.766.9B C I A

I A

=--=-=-+=

**4.有一电感线圈接于100V 、50Hz 的正弦交流电源上,测得此电感线圈的电流I=2A ,有功功率P=120W ,求此线圈的电阻R 和电感L 。

12 4.解:22120302

P R I ===Ω 30260R U R I V ==?=

80L U V ===

80402

L X ==Ω 400.1274127.42 3.1450

L X L H mH ω====?? **5.有一电感线圈,当接于电压为32V 的直流电源时,测得线圈电流为4A ,将其改接到50Hz,60V 的交流电源上,电流为6A ,求线圈的电阻和电感。 5.解:3284R ==Ω 60106

Z ==Ω

6L X =

==Ω 619.12314

L

L X X L mH f ωπ==== **6.一台星形连接的三相发电机,相电流为120A ,线电压为800V ,功 率因数为0.8,求此发电机提供的有功功率、无功功率和视在功率。

6.解:因为星接时线电流等于相电流,且

sin 0.6?===,所以

cos l l P I ?=

800×120×0.8=

133kW

sin l l Q I ?=

×800×120×

0.6=99.8KVar

166.3S KVA ===

7.题7图(a )所示无源二端网络电路中的u 、i 随时间t 按正弦规律变化,如题7图(b )所示,已知电压有效值U =70.7V ,电流最大值m I =10A ,试分析确定题7图(a )示方框内电路等效元件的性质及参数大小。

7、解:由题7图(b )可知:0.02T s =,50f Hz =,314/rad s ω=,则

u 、i

表达式为:sin()sin()m u u u U t t ω?ω?=+=+

70.7sin(314)100sin(314)22

t V t V ππ=+=+ sin m i I t ω==10sin314tA

13 阻抗角022u i π

π

???=-=-= 阻抗1001010

m m U z I ===Ω ∵电阻cos 10cos

02R z π?===Ω 且电抗sin 102X z π==Ω>0

∴该元件为纯电感。 8.电路如题2图所示。已知R=30Ω,X C1=15Ω,X C2=25Ω, 60R U V =。求I 、U 、1C U 、2C U ,并画出电压、电流的相量图。

8解:

600.2030R U I R =

= 11()0.201590390C C U I jX V =-=?-=-

22()0.202590590C C U I jX V =-=?-=-

1260390590681053.1R C C U U U U j V =++=+-+-=-=- #*9.在负载为三角形连接的对称三相电路中,每相负载由R 和X L 串联组成。已知线电压3800AB U V =∠,线电流 6.5883.1A I A =∠-。求R 、X L 的数值及三相负载消耗的总功率P 。

9解: 6.5883.1A I A =-

∴ 3.853.13A AB I A =

==-- ∴ 380010053.160803.853.1

AB AB U Z j I ===+=+- ∴ 60R =Ω

80L X =Ωcos cos53.10.6?==

∴ 11380 6.580.6 2.6P I COS kW ?==??= #*10.题10图示正弦交流电路中,欲使输出电压u 2

超前输入电压u 1的相位角为60°,若R=100Ω,试求电感L 应取多大值?(设电源角频率为1000rad/s)。

题10图 解题8图

14 10解:按题目要求可画出相量图如图所示,由于阻抗三角形和电压三角形是相似三角形,由图可得 3tan 303

L X R ==

10033

L X

R ==Ω 10001003

L X L L ω=

==Ω ∴57.730

L H mH == 11.

在R 、L 串联电路中,外加电压

314u tV =,按关联方向电流()

31445i t A =-,求此电路的阻抗Z 、电阻R 及电感L 。 11解:2201022U Z I ===Ω cos 10cos 457.07R Z ?===Ω sin 10sin 457.07L X Z ?===Ω 7.0722.5314

L X L mH ω=== 12.电路如图所示,已知R =6Ω,当电压u=122sin (200t +30°)V 时,测得电感L 端电压的有效值U L =62V ,求电感L 。

12解:已知U =12V ,U L =62V ,R =6Ω

,200/rad s ω=

由电压△可得:

R U

==

==

6

R U I R

=== 6L L U X I ===Ω 60.0330200L X L H mH ω==== **13.对称三相电路的线电压为380V ,负载星形连接,每相负载阻抗为Z =12+j7Ω,求负载的相电流大小及电源输出功率P.

13

解:由127Z j =+Ω可得:13.9Z ==Ω,12R =

Ω 三相负载对称Y 接380U V 线=,则:220U V 相

22015.813.9

U I A Z ==相相= 题12图

15 223315.8128987P I R W ==??=相

14.电路如题14图所示,已知R=10kΩ,C=5100pF ,

外接电源电压u=tV sin 2ω,频率为1000Hz ,试求:

(1)电路的复数阻抗Z ;

(2)?I 、?R U 、?C U .

14解:

(1)3312111010210510010

c Z R jX R j j C ωπ-=-=-=?-??? (1031.2)32.872.2j k k =-Ω=-Ω

(2)10U V =

23.051072.230.572.2U I mA A Z μ-=

=?= 0.30572.2R U IR V ==

10.95217.8C U jI V C ω=-=- **15.如题15图所示电路中,三角形联结的对称负载,电源线电压U l =220V ,

每相负载的电阻为30Ω,感抗为40Ω,试求相电流与线电流。

15解:已知30R =Ω,40L X =Ω,则

50Z ==Ω,又已知220U V 线=,

三相对称负载△接,

则 220U U V 相线==

220 4.450

U I A Z ==相相= I 线相= 16.题16图示电路中R=3Ω,L =12.74mH ,电源电压u=2202sin 314t V ,试求:

(1)电流I ;(2)电阻及电感的端电压U R 、U L .

16解:220,314/U V rad s ω==

3

R =Ω

331412.74104L X L ω-==??=Ω

5Z ==Ω

(1)220445U I A Z === (2)344132R U RI V ==?=

444176L L U X I V ==?=

题14图 题15图

题16图

16 四、计算题

#*1.在题1图示电路中,u=1002sin(314t+45°)V ,电流相量20I =A ,电容电压有效值U c =50V 。求:(1)R ,L ,C ;(2)有功功率P ,无功功率Q 及视在功率S 。

1.解:(1)对应于u 的相量为

10045U V = 10045504520

U Z I ===Ω 45?=

50252

C C U X I ===Ω sin X Z ?==50×0.707=35.35Ω

L

C X X X =+

=35.35+25=60.35Ω 35.35R =

==Ω 或: cos R Z ?==50×0.707=35.35Ω

60.35192.2314

L X L mH ω==

= 11127.331425

C C F X μω===? (2)cos P UI ?==100×2×0.707=141.4W

sin Q UI ?==100×2×0.707=141.4Var

S UI ==100×2=200V A #*2.一盏日光灯接于220V 工频交流电源上,工作时的等效电路如题2图所示。测得灯管两端的电压为60V ,镇流器两端的电压为200V ,镇流器消耗的功率为4W ,电路中的电流为0.4A ,工作时的等效电路如题37图所示,求灯管的等效电阻R 、镇流器的等效电阻r 与等效电感L 、灯管及整个电路消耗的功率P 。

2解:2005000.4

L rL U Z I ===Ω

22

4250.4r P r I ===Ω 499.4L X =

=Ω 499.4 1.59314

L X L H ω==

= 60150

0.4R U R I ===Ω

17 600.424R R P U I W ==?=

24428R r P P P W =+=+=

3.电路如图所示,已知u=1002sin (100πt+30°)V , i=22sin (100πt+83.1°)A 。

求:R 、C 、C

R U U 、、有功功率P 和功率因数cos ?,并画出电流及各电压的相量图。

3解:u 、i 的相量表达式为:

10030U V = 283.1I A =

3083.153.1u i ???=-=-=-

100cos cos(53.1)2

U R I ?==-500.630=?=Ω 100sin sin(53.1)2

U X I ?==-50(0.8)40C X =?-=-Ω=- 40C X =Ω

66

101079.610040

C C F X μωπ===? 30283.16083.1R U RI V V ==?=

9040283.1C C U jX I =-=-??

80 6.9V =-

cos cos(53.1)0.6?=-=

cos 10020.6120P UI W ?==??=

画出电流及各电压的相量图如右图所示:

#*4.在题4图示电路中,R=1Ω,C=0.001F ,

u s =3sin(1000t-2

π)V 。求: (1)电压u c ,u R ;

(2)电路的有功功率P ;

(3)作,,,S R C U I U U 的相量图。

4解:(1)

1R =Ω,

11110000.001

C X C ω===Ω? 11C Z R jX j =-=-Ω= 32S U =- 3S U I Z =

=-

324

R U RI V π==- )2R u t V π=-

18 3324C C U jX

I V π=-=

- 3)4

C u t V π=- (2)22314

P I R W ==?= (3)作,,,S R C U I U U 的相量图如右图所示:

5.在题5图示电路中,已知:R=30Ω,L=127mH,C=40μF, u=2202sin(314t+30°)V 。求:

(1)电流i

(2)有功功率P 及功率因数

(3)画出相量图(含U ·,I ·

)。

5解:30R =Ω, 33141271040L X L ω-==??=Ω

611803144010

C X C ω-===Ω?? ()30(4080)30405053.1L C Z R j X X j j =+-=+-=-=-Ω 53.1?=-,cos cos(53.1)0.6?=-=

(1)22030U V = 22030 4.4

83.15053.1

U I A Z ===- 83.1)i t A =+

(2)cos 220 4.4cos(53.1)220 4.40.6581P UI W ?==?-=??= (3)30 4.483.113283.1R U RI V ==?=

40 4.483.1176173.1L L U jX I j V ==?=

80 4.483.1352 6.9C C U jX I j V =-=-?=-

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