【文章內(nèi)容簡介】 12V44321VABABABAB （a） （b） （c） （d）圖28210 圖29所示的電路接線性負(fù)載時，Ｕ的最大值和Ｉ的最大值分別是多少？[解] 開路時電壓最大，短路時電流最大。故Ｕm=2V+11V=3V；Ｉm=(2/1)A+1A=3A。211 電路如圖210所示，假定電壓表的內(nèi)阻為無限大，電流表的內(nèi)阻為零。當(dāng)開關(guān)S處于位置1時，電壓表的讀數(shù)為10V；當(dāng)S處于位置2時，電流表的讀數(shù)為5mA。試問當(dāng)S處于位置3時，電壓表和電流表的讀數(shù)各為多少？ 圖29 圖210[解] 根據(jù)題意，有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓為10V，短路電流為5mA?？芍浯骶S南等效電路ＵS＝10V，Ｒ０＝10V/5mA=2KΩ。故當(dāng)S處于位置3時，電流表的讀數(shù)I =10V/( 2+3)KΩ=2mA；電壓表的讀數(shù)U = 23V = 6V212 圖210所示電路中，各電源的大小和方向均未知，只知每個電阻均為6Ω，又知當(dāng)Ｒ＝6Ω時，Ｒ支路電流Ｉ＝5Ａ。今欲使電流Ｉ＝3Ａ，則Ｒ應(yīng)該多大？解] 將Ｒ支路劃出后的有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源模型，其內(nèi)阻 Ｒ０＝6∥6∥(6 +6) = ，電壓 ＵS＝5（Ｒ０+6）=5 ( +6)= 42V，今使Ｉ＝3Ａ，則 ＵS＝3(Ｒ０+Ｒ)，即42 = 3 ( +Ｒ)故 R = 圖210 213 圖211所示電路中，Ｎ為線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，測得AB之間電壓為9Ｖ，如圖211(a)所示；若聯(lián)接如圖211(b)所示，可測得電流Ｉ＝1Ａ?，F(xiàn)聯(lián)接成圖211(c)所示形式，問電流Ｉ為多少？圖211 [解] 先由圖(a)、(b)求N的戴維南等效電路：由圖(a)得ＵS = 9V，由圖(b)得 9 / (Ｒ０+5+3) = 1, 故Ｒ０=1Ω。再由圖(c)根據(jù)疊加定理可求得 I =I39。 +I =1+33 / (1+5+3) =2A第三章 正弦交流電路31基本概念 思考題P51311 已知i1＝5sin314tＡ，i2＝15sin(942t+90176。)Ａ。你能說i2比i1超前90176。嗎？為什么？[答] 兩者頻率不同，比較其相位是沒有意義的，因此不能說i2 超前i1 90176。312 正弦量的最大值和有效值是否隨時間變化？它們的大小與頻率、相位有沒有關(guān)系？[答] 正弦量的最大值和有效值是不隨時間變化的，它們的大小與頻率、相位沒有關(guān)系。313 將通常在交流電路中使用的220V、100W白熾燈接在220V的直流電源上，試問發(fā)光亮度是否相同？為什么？[答] 通常在交流電路中使用的220V、100W白熾燈，接在有效值為220V的交流電源上，其功率是100W，由于交流電有效值是從能量轉(zhuǎn)換角度去考慮的等效直流值，如果將它接在220V的直流電源上，其功率也是100W，故發(fā)光亮度相同。314 交流電的有效值就是它的均方根值，在什么條件下它的幅值與有效值之比是？[答]必須是正弦交流電，它的幅值與有效值之比才是。315 有一直流耐壓為220V的交、直流通用電容器，能否把它接在220V交流電源上使用？為什么？ [答] 220V交流電壓的最大值為220V，超過電容器的耐壓值220V，會使電容器的絕緣擊穿，故耐壓為220V的電容器不能用在220V交流電壓上。32正弦量的相量表示法 思考題P58321 不同頻率的幾個正弦量能否用相量表示在同一圖上？為什么？ [答] 幾個相量畫在同一圖上應(yīng)表示出它們之間的相位差，如果各相量的頻率不同，則相位差無意義，這樣的相量圖也是無意義的，故不同頻率的幾個正弦量不能用相量表示在同一圖上。322 正弦交流電壓的有效值為220V，初相角φ＝30176。，試問下列各式是否正確？（1） u =220 sin (ωt+30176。)V（2）U=220 /30176。V（3）U =220ej30176。V（4）U =220 sin (ωt+30176。)V（5）u =220 /30176。V（6）u =220 /30176。V[答] 只有（3）是正確的。323 已知?＝10/30176。Ａ，試將下列各相量用對應(yīng)的時間函數(shù)（角頻率為ω）來表示：(1) ?(2) j?(3) －j?[答](1) i1=√2 10sin(ωt+30176。)A(2) i2=√2 10sin(ωt+120176。)A(3) i3=√2 10sin(ωt－60176。)A33 單一參數(shù)的交流電路 思考題P67331 在圖3313所示的電路中，正弦電壓u1與電流i1的相位有怎樣的關(guān)系? [答]設(shè)i139。 =－i1，則i139。的參考方向與u1的參考方向一致(關(guān)聯(lián)參考方向)，在此條件下，電感元件上電壓u1的相位超前于電流90176。由于i139。與i1反相，作相量圖如圖3314所示，可知u1滯后于i190176。U1I139。I1圖3313 圖3314332 在圖3315所示的電路中，當(dāng)交流電壓u的有效值不變，頻率增高時，電阻元件、電感元件、電容元件上的電流將如何變化？[答]當(dāng)交流電的頻率增高時，電阻不變，感抗增大，容抗減小，故電阻元件上的電流不變，電感元件上電流減小，電容元件上電流增大。圖3315 333 解答上題的根據(jù)是否是：在正弦交流電路中, 頻率越高則電感越大，電容越小, 而電阻不變 ?[答]不對，在正弦交流電路中，頻率越高則感抗越大，容抗越小。而不是電感越大，電容越小。334 指出下列各表達(dá)式正確與否？R=u /i XL=u /ωL jXC= U C / ? －jXC= U C / ?XL=UL /I I= U L / jXL ? = U L /－jXL ?= U C / jXC[答]只有R=u /i，－jXC= U C / ?，XL=UL /I三式正確。34 RLC串聯(lián)電路 思考題P74341 在RLC串聯(lián)電路中，已知阻抗為10Ω，電阻為6Ω，感抗為20Ω，試問容抗可能為多大?[答] 容抗可能為12Ω或28Ω 。342 在RLC串聯(lián)電路中, 下列公式有哪幾個是正確的?(1) u = uR+uL+uC (2) u = R i+XL i+XC i(3) U =UR+UL+UC (4) U =UR+j (UL －UC ) (5) U = U R+ U L+ U C (6) U = U R+j(U L－ U C)圖3410 題343的電路[答] 只有(1)、(5)是正確的343 正弦交流電路如圖3410所示，電源頻率一定，U和R不變，試問當(dāng)電容C的值增加時，該支路消耗的功率將如何變化?[答] 當(dāng)電容C的值增加時，容抗減小。因R不變，故電路的阻抗減小，電流增大，該支路消耗的功率Ｐ＝Ｉ２Ｒ將增大。344 在ＲＬＣ串聯(lián)電路中，當(dāng)Ｌ＞Ｃ 時，電流的相位是否一定滯后于總電壓？[答] 不，電流的相位是否滯后于總電壓決定于ＸＬ與ＸＣ的大小，而不決定于Ｌ與Ｃ的大小 。35正弦交流電路的分析方法 思考題P79351 電阻10Ω、感抗5Ω、容抗8Ω三者并聯(lián)后，電路是什么性質(zhì)?[答] 容抗大于感抗，則電感上的電流大于電容上的電流，總電流將滯后于電壓，故電路呈感性。352 電路如圖359所示，如果電流表A1和A2的讀數(shù)分別為6A和8A，試判斷Z1和Z2在下列情況下各為何種參數(shù)?(1) 電流表A的讀數(shù)為10A。(2) 電流表A的讀數(shù)為14A。(3) 電流表A的讀數(shù)為2A。[答] (1) Z1和Z2中一個為電阻，另一個為電感或電容，因?yàn)镮 =√I12+I22 =√62+82A=10A (2) Z1和Z2性質(zhì)相同，因?yàn)镮 =I1+I2=（6+8）A=14A (3) Z1和Z2中，一個為電感，一個為電容，因?yàn)镮 =ㄧI1－I2ㄧ=ㄧ6－8ㄧ= 2A353 正弦交流電路如圖3510所示，若電壓表的讀數(shù)U2＞U1，請問元件Z是什么性質(zhì)的?[答] 容性。(若Z是電阻性或電感性,則必然U2U1) 圖359 圖351036功率因數(shù)的提高 思考題P83361 在感性負(fù)載兩端并聯(lián)上補(bǔ)償電容器后，線路上的總電流、總功率以及負(fù)載電流有沒有變化？[答] 在感性負(fù)載兩端并聯(lián)上補(bǔ)償電容器后，線路上的總電流減小，但總功率以及負(fù)載電流不變。362 在感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容可以提高線路功率因數(shù)，是否并聯(lián)的電容量越大，功率因數(shù)就提得越高？[答] 如果并聯(lián)的電容量過大，無功功率補(bǔ)償過頭，電路變?yōu)殡娙菪院螅β室驍?shù)反而會降低，故并非并聯(lián)的電容量越高大，功率因數(shù)就提得越高。 363 有一感性負(fù)載, 其功率因數(shù)cosφ=，現(xiàn)用一電容器并聯(lián)在它的兩端來提高電路的。設(shè)在未并聯(lián)電容之前，如圖364（a）所示，電流表Ａ的讀數(shù)為５Ａ；并聯(lián)電容之后，如圖364（b）所示，總電流表Ａ及兩個支路的電流表Ａ１、Ａ２的讀數(shù)均為５Ａ，問補(bǔ)償電容器的電容量是過大 還是過小？U30176。? 1圖365? 2? 圖364 [答]并聯(lián)電容以后，三個電流表的讀數(shù)相等，據(jù)此可畫出以電壓為參考相量的相量圖如圖365所示。從相量圖看出，補(bǔ)償電容器的電容量過大，使電路變成為電容性。37電路的諧振 思考題P88371 在 RLC 串聯(lián)電路發(fā)生諧振時，電阻上的電壓有可能高于電源電壓嗎?[答] 在RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時，電阻上的電壓等于電源電壓，不可能高于電源電壓。372 保持正弦交流電源的有效值不變，改變其頻率，使RLC 串聯(lián)電路達(dá)到諧振時，電路的有功功率、無功功率以及儲存的能量是否達(dá)到最大？[答] 當(dāng)RLC串聯(lián)電路達(dá)到諧振時，電流最大，電阻上消耗的能量最大，故有功功率達(dá)到最大；電感和電容上的無功功率也分別達(dá)到最大，但這兩部分無功功率正好互相抵消，故總無功功率等于零。也說是說這時電路中儲存的能量達(dá)到最大，但這些能量只在電感與電容之間互相交換，而與電源之間沒有能量交換。373 正弦交流電路如圖378所示，已知IR=IL=IC，試問整個電路呈什么性質(zhì)?當(dāng)電源頻率變化時, 總電流變大還是變小?電路性質(zhì)怎樣變化?圖378[答] 因IL=IC，兩者互相抵消，總電流I=IR，且同相，即總電流與電壓同相，故整個電路呈電阻性(并聯(lián)諧振)。如果電源頻率改變，則IL≠IC，兩者不能完全抵消，故總電流I增大。當(dāng)電源頻率增高時，IL減小，IC 增大，電路變?yōu)殡娙菪?；反之，?dāng)電源頻率降低時，電路變?yōu)殡姼行浴?8非正弦交流電路的概念 思考題P91381 在電工技術(shù)中遇到的非正弦交流電壓、電流按照傅里葉級數(shù)可分解為什么成分？[答] 可分解為直流分量、一次諧波、二次諧波和高次諧波。382 為什么非正弦交流電壓、電流的平均值就等于它的直流分量？[答] 因?yàn)榉钦医涣麟妷骸㈦娏鞯目梢岳酶道锶~級數(shù)將其分解為直流分量