电工学第三版第3章答案

练习题解答下一题返回【解】本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。A)30314sin(22tiV)45314sin(236tu（1）（2）波形图如图3.5所示。3.1.1已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是2A、-;36V、,频率均为50Hz。(1)写出它们的瞬时值表达式；(2)画出它们的波形图；(3)指出它们的幅值、角频率以及二者之间的相位差。3045图3.5下一页下一题（3）幅值角频率相位差电流314rad/sA2275电压314rad/s（u超前于i）V236=ψu－ψi=返回上一页上一题下一题返回下一页3.2.2已知某正弦电流当其相位角为时，其值为5A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10ms，且在t＝0时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式i和相量。I6π【解】本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设i=Imsin(ωt+ψ)A则5A=ImsinA=0.5ImA6π故Im=A=10A50.5I==A=7.707AIm√210√2Hz100Hz101011ms,103TfT则若A)180628sin(10A)180628sin(10ttiA628sin10t故A07.7A18007.7A18007.7I上一题下一题返回上一页【解】本题目的是为了熟悉复数运算。3.2.3已知A=8+j6，。求（1）A＋B;（2）A－B；（3）；（4）；（5）jA＋B；（6）。458BBABAjBA66.5j66.56j8BA34.0j66.1343.166.13)66.5j66.5(6j8BA66.11j34.265.7889.1145887.3610BA上一题下一题返回87.36106j8A66.5j66.5458B∵下一页13.88066.5j66.568jjBA34.2j34.027.9836.29014586j8jBA13586j866.5j66.56j834.0j34.228.836.287.8125.145887.3610BA上一题下一题返回上一页【解】本题目的是为了熟悉R、C、L在交流电路中的作用，即熟悉单一参数交流电路。当f＝50Hz、U＝100V时S合向a：A1A100100RRUI0W,100W1100QUIP图3.63.3.1在图3.6（教材图3.01）所示电路中，已知求电源的频率和电压分别为50Hz、100V和1000Hz，100V两种情况下，开关S合向a、b、c位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和无功功率。F,318mH,8.31,100CLR上一题下一题返回下一页S合向b：fLUXUILL2A10A108.315014.3210030var,0001var10100PUIQLLS合向c：fCUXUI2CCA10A100103185014.3260var,0001var10100CPUIQC当f＝1000Hz、U＝100V时S合向a：A1A100100RI0,W100W1100QP上一题返回下一题下一页上一页S合向b：A108.31000114.321003LIA5.00var,50var5.0100PQLS合向c：A10010318000114.326CIA2000,var00020var200100PQC上一题返回下一题上一页【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不同。3.4.1在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同，,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？LCXXR图3.7照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯相同，即它们的电阻相同，功率，因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们的亮度。2R'IPR'上一题下一题返回下一页接交流电源时RR'UIA22CBXR'UI22CLXR'UICBAIIIRR'UIA显然，，故照明灯B和C亮度相同且比A亮。接直流电源时上一题下一题返回下一页上一页显然，与接交流电源时相比，IA不变，A亮度不变，IB为零，B不亮，IC增大，C亮度增加。0BIR'UIC（C开路）（L短路）上一题下一题返回上一页【解】本题为串联交流电路的分析题，目的是为了熟悉电压、电流和阻抗的关系。8,6LXR（1）1.5368arctanu超前于i，电感性3.4.2求串联交流电路中下列三种情况下电路中的R和X各为多少？指出电路的性质和电压对电流的相位差V,30100)3(A;302V,3050)2(;)8j6()1(UIUZA404I上一题下一题返回下一页u与i同相，电阻性。（3）u滞后于i，电容性。)49.23j55.8(70,49.23,55.8CXR（2）0,0,25XR)0j25(0253023050jIUXRZ702540430100jIUXRZ上一题下一题返回上一页【解】当线圈接直流电源时，其电感相当于短路，故20120IUR当线圈接交流电源时，其阻抗为258.020||IUZ故感抗和电感为152025||2222RZXLH000214.32152LfXLmH19.1H00119.03.4.3将一个电感线圈接到20V直流电源时，通过的电流为1A，将此线圈该接于2000Hz、20V的电源时，电流为0.8A。求该线圈的电阻R和电感L。上一题下一题返回【解】（1）21ZZZ)10j8j6()2j6(3.4.5电流如图3.9（教材图3.03）所示，求：（1）和；（2）改变为何值时，电路中的电流最大，这时的电流是多少？V015,10j,)8j6(S21UZZI21UU、2Z图3.94.1832.6则A4.1832.6015SZUIA4.1837.2上一题下一题返回下一页（2）由于，所以时，Z最小，I最大。这时2218j6ZZZZ8j2ZV4.1837.2)8j6(11IZUV4.1837.21.5310V5.717.23V4.1837.2)10j(22IZUV4.1837.29010V6.717.23A06015A8j8j601521SZZUIA5.2上一题下一题返回上一页3.4.6在图3.10（教材图3.04）所示电路中，已知U＝220V，超前于，超前于，求和。【解】本题未给出电路参数，只给出了相位关系，利用相量图求解比较方便。现选电流为参考相量，据意定性地画出相量图如图3.11所示。从相量图中可以知道超前，而且U302U90U1U30I1U2U图3.10图3.11上一题下一题返回下一页V127V577.022030tan1UUV254V127220222122UUU或V254V866.022030cos2UU上一题下一题返回上一页【解】S断开时，A97.1A10050220||2222LRLXRUZUIIUI与的相位差4.6350100arctanarctanRXLRL3.5.3电路如图3.15（教材图3.07）所示，已知U＝220V，f＝50Hz，开关闭合前后电流表的稳定读数不变。试求电流表的读数值以及电容C（C不为零）。图3.15上一题下一题返回下一页S闭合时，由于IRL不会改变，而电流表读数也未改变，即I＝IRL＝1.97A。由这时的相量图（图3.16）可知图3.165.6252.3220A52.3A4.63sin97.12sin2sinsinCCRLRLCIUXIIII4.63RLF51F1051F5.625014.321216μfXCC上一题下一题返回上一页图3.173.5.4在图3.17（教材图3.08）所示电路中，已知,。求：和。A305IZ,)30j40(,10j221II、U2R1Z【解】9.3650)3040(901010j21jZZA6.8612.1A30530j4010j9010A3.4059.5A30530j4010j9.365021122121IZZZIIZZZI上一题下一题返回下一页V405.58V305707.11707.11)30j4010j9.365090102(2121IZUZZZZRZ上一题下一题返回上一页【解】由S闭合时的电路求得554220||20480A4A80320IUZIURUPIRLRR2.512055||2222RZXRLL3.6.2图3.20（教材图3.10）所示交流电路，U＝220V,S闭合时，;S断开时，P＝405W，电路为电感性，求R、XL和XC。W320V,80PUR图3.20上一题下一题返回下一页由S断开时的电路求得A5.4A20405RPI5.4220||IUZ9.48由于故22)(||CLXXRZ6.6)6.442.51()209.482.51(||2222RZXXLC图3.20返回上一页上一题下一题【解】kW5.1kW)5.01(45707.0arccosarccos9.368.0arccosarccos212211PPPkvar25.1vark)15.075.01(tantan221121PPQQQ77.095.15.1A86.8A2201095.1AKV95.1AKV25.15.132222SPUSIQPS3.7.1两台单相交流电动机并联在220V交流电源上工作，取用的有功功率和功率因数分别为＝0.5kW，2＝0.707求总电流、总有功功率、无功功率、视在功率和总功率因数。211;8.0kW,1PP上一题下一题返回【解】（1）75.434.072504.010022LLIPRIURRL3.7.2图3.23（教材图3.13）所示日光灯电路，接于220V、50Hz交流电源上工作，测得灯管电压为100V、电流为0.4A，镇流器的功率为7W。求：（1）灯管的电阻RL及镇流器的电阻和电感；（2）灯管消耗的有功功率、电路消耗的总有功功率以及电路的功率因数；（3）欲使电路的功率因数提高到0.9，需并联多大的电容？（4）画出完整的相量图。图3.23上一题下一题返回下一页H48.1H5014.324652465)75.43250(550)(||222L2fXLRRZXLL5504.0220)(||22LIUXRRZL（2）W40W4.0100LLIUP53.04.0220740W47W)740(RLRLUIPPPPP返回上一页上一题下一题（4）相