第四章 正弦交流电路
4.1将下列复数化为极坐标形式
（1）551j F --= （2）342j F +-= （3） 40203j F += （4）54j F = （5）55-=F （6）866j F -= （7）2.978.27j F -=
4.2 将下列复数化为代数形式
（1）017310-∠=F （2）02.611215∠=F （3） 035320∠=F （4）049010-∠=F （5）051805-∠=F （6）0613510-∠=F （7）0718078.2∠=F
4.3求第1题中的62F F ?和6
2
F F
4.4求第2题中的31F F +和63F F +-
4.5 试计算图示周期电压及电流的有效值。
4.6 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U =220V ，I 1=10A,，I 2=52 A ，试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。
4.7在mH 10=L 的电感上通有mA t i )30628cos(2100+=的电流，求此时电感的感抗
L X 、电感两端的电压相量形式L U
、电路的无功功率L Q ；若电源频率增加5倍，则以上量值有何变化？
4.8 在一个F μ10的电容器上加有正弦电压V t u )60314cos(2600-=，问此时的容抗
C X 有多大？写出该电容上电流相量形式?
I 、电路的无功功率C Q ；若电源频率增加5
倍，则以上量值有何变化？
4.9 计算下列各题，并说明电路的性质。 （1）??,55,30100
==Ω+=∠=?
?
P I j Z V U
（2）???,1653,153000
===-∠-=∠=?
?
P X R A I V U （3）???,5,301000
600
====∠-=-?
?
P X R A e I V U j
4.10在如图所示的各电路图中，除A 0和V 0外，其余电流表和电压表的读数在图上都已标出（都是正弦量的有效值），试求电流表A 0或电压表V 0的读数。
4.11如图所示电路中，已知电压表1V 的读数为24V ，3V 的读数20V ，4V 的读数60V ，试分别求出电压表V 、2V 的读数。
＋－
R r
U
.
jX L
I .
.Z
U 2＋
－
＋－
-jX C
.I
4.12
在
RLC
串
联
电
路
中
，
已
知
，Ω=50R
，mH L 60=，F C μ100=s rad /1000=ω，V U C ?∠=010 ，试求：（1）电路的阻抗Z ；（2）电流?
I 和电压?U 、?
L U 及有功功率P 、Q 、S ；（3）绘电压、电流相量图。
4.13 在图示电路中，V )30314sin(23600+=t u ，R 1=32Ω，R 2=60Ω，X 1=48Ω，X 2=80Ω。求总电流i ，总有功功率P 及总功率因数λ。
. j 2
2
X
4.14在 图 示 电 路 中，V 45sin 21000）（+=t u ω，R = X L = 10Ω，X C = 5 Ω。求 电 流 i R ，i C ，i L ，i 及 总 有 功 功 率 P ，并 画 出 相 量 图。
R
i i R
4.15在如图所示的电路中，,101A I =,2102A I =,220
V U =,5Ω=R ,2L X R =试求,I ,C X L X 2R 及。
4.16 在如图所示的电路中，i u V U A I I 与,100,1021===同相，试求L C X X R I 及,,。
4.17 单相交流电路如图所示，已知 60401
∠=U V ，Ω=5C X ，Ω==4L X R 。求：（1）电流I 及电压2
U 、U ；（2）电路的P 、Q 、S 。
4.18今有40W 的日光灯一个，使用时灯管与镇流器（可近似地把镇流器看作纯电感）串联后接在电压为220V ，频率为50Hz 的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V ，试求镇流器的感抗与电感。这时电路的功率因数等于多少？若将功率因数提高到0.8，问应并联多大电容？
2
第4章 习题解答 4.2.1 图4.01所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U =220V ，I 1=10A ，I 2=52A ，试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。 解：(1) 复数式 0/220=U V ， 10 90/101j I == A ， 5545/252j I -=-= A (2) 三角函数式 u=V t )(sin 2220ω， A t i )90(sin 2101? +=ω， i 2 =10 A 45t sin ）（ -ω 4.2.2 已知正弦量 30 220j e U =V 和I =-4-j3A ，试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。如I = 4-j3A ，则又如何？ 解: (1) 三角函数式 u=)30(sin 2220?+t ωV 当I = -4-j3 A 时， i =)1.143(sin 25?-t ω A 当I ' = 4-j3 A 时， )9.36(sin 25?-='t i ω A (2) 正弦波形及相量图（图T4.2.2）
4.4.8 图4.05是一移相电路。如果C =0.01μF ，输入电压t u 6280sin 21 = V ， 今欲使输出电压u 2在相位上前移 60，问应配多大的电阻 R ？此时输出电压的有效值2U 等于多少？ 解：(方法一) 相量图法 画出相量图T4.4.8，由相量图知 ： V 2 160 cos 12= = U U V 2 360 sin 1C = = U U 又 Ω =??= = -K 9.1510 01.062801 1 6 C C X ω mA 5.549 .152/3C C == = X U I ∴ Ω ≈= = K 2.95 .542/12I U R (方法二) 相量法 (复数计算) 由题意可知，V U ?=011 Ω =??= = -K 9.1510 01.062801 1 6 C C X ω 电路的阻抗为： 15900 1 j R C j R jX R Z C -=-=-=ω ) 15900 arctan( 159000 1 15900 12 2 1R R j R Z U I -+= -= = ? ? )15900 (arctan 159001 2 2 R R --+= )15900(arctan 15900 1 2 2 R R += )15900( arctan 15900 2 2 2 R R R R I U +== 欲使输出电压u 2在相位上前移 60(即：使输出电压u 2在相位上超前输入电压u 1?60)，
第4章 场效应管放大电路与 功率放大电路 4.1 图4.1所示为场效应管的转移特性，请分别说明场效应管各属于何种类型。说明它的开启电压th U （或夹断电压p U ）约是多少。 GS GS (a) (b) (c) 图4.1 习题4.1图 解：(a) N 沟道 耗尽型FET U P =－3V ； (b) P 沟道 增强型FET U T =－4V ； (c) P 沟道 耗尽型FET U P =2V 。 4.2 某MOSFET 的I DSS = 10mA 且U P = －8V 。(1) 此元件是P 沟道还是N 沟道？(2) 计算U GS = －3V 是的I D ；(3) 计算U GS = 3V 时的I D 。 解：(1) N 沟道； (2) )mA (9.3)83 1(10)1(P GS DSS D =-?=-=U U I I (3) )mA (9.18)8 3 1(10)1(P GS DSS D =+?=- =U U I I 4.3 画出下列FET 的转移特性曲线。 (1) U P = －6V ，I DSS = 1mA 的MOSFET ；(2) U T = 8V ，K = 0.2mA/V 2的MOSFET 。 解： (1) /V (2) i D /V
4.4 试在具有四象限的直角坐标上分别画出4种类型MOSFET 的转移特性示意图，并标明各自的开启电压或夹断电压。 解： i D u GS o 耗尽型N 沟道 增强型N 沟道 U P U T U P U T 耗尽型P 沟道 增强型P 沟道 4.5判断图4.2所示各电路是否有可能正常放大正弦信号。 解： (a) 能放大 (b) 不能放大，增强型不能用自给偏压 (c) 能放大 （d ）不能放大，增强型不能用自给偏压。共漏1电工技术(第三版席时达)教学指导、习题解答第五章.docx
第五章电路的瞬态分析【引言】①直流电路：电压、电流为某一稳定值 稳定状态（简称稳态）交流电路：电压、电流为某一稳定的时间函数 ○2当电路发生接通、断开、联接方式改变及电路参数突然变化时，电路将从一种稳态变换到另一种稳态，这一变换过程时间一般很短，称为瞬态过程或简称瞬态（也称暂态过程或过渡过程）。 防止出现过电压或过电流现象，确保电气设备安全运行。 ○3 瞬态分析的目的 掌握瞬态过程规律，获得各种波形的电压和电流。 学习目的和要求 １、了解产生瞬态过程的原因和研究瞬态过程的意义。 ２、掌握分析一阶电路的三要素法。理解初始值、稳态值、时间常数的概念。 ３、理解ＲＣ电路和ＲＬ电路瞬态过程的特点。 ４、了解微分电路和积分电路 本章重点：分析一阶电路的三要素法，ＲＣ电路的充放电过程。 本章难点：初始值的确定。 5-1瞬态过程的基本知识 一、电路中的瞬态过程 【演示】用根据图5-1-1 制作的示教板。观察开关S 合上瞬间各灯泡点亮的情况。 S I C I L I R ＋C L R U S － HL 1HL2HL3 图 5-1-1 【讲授】开关 S HL 1突然闪亮了一HL 2由暗逐HL 3立刻变合上瞬间下，然后逐渐暗下渐变亮，最亮，亮度稳 去，直到完全熄灭后稳定发光定不变 有瞬态过程无瞬态过程
外因——电路的状态发生变化（换路） 电路发生瞬态过程的原因 内因 —— 电路中含有储能元件（电容或电感） 二、换路定律 【讲授】①换路定律是表述换路时电容电压和电感电流的变化规律的，即换路瞬间电容上的电压和电 感中的电流不能突变。 ②设以换路瞬间作为计时起点，令此时 t ＝０，换路前终了瞬间以 t ＝０ —表示，换路后初始瞬间以 t ＝０ +表示。则换路定律可表示为： u C （０ +） = u C （０ — ） 换路瞬间电容上的电压不能突变 i L （０ +） = i L （０ — ） 换路瞬间电感中的电流不能突变 换路后 换路前 初始瞬间 终了瞬间 【说明】①换路定律实质上反映了储能元件所储存的能量不能突变。因为 W C = 1 Cu C 2、W L = 1 Li L 2， p= dw 趋于无穷大，这是不可能的。 2 2 u C 和 i L 的突变意味着能量发生突变，功率 dt ②当电路从一种稳定状态换路到另一种稳定状态的过程中， u C 和 i L 必然是连续变化的，不能突变。 这种电流和电压的连续变化过程就是电路的瞬态过程。 ③电阻是耗能元件，并不储存能量，它的电流、电压发生突变并不伴随着能量的突变。因此由纯电 阻构成的电路是没有瞬态过程的 。 ④虽然 u C 和 i L 不能突变，但电容电流和电感电压是可以突变的，电阻的电压和电流也是可以突变 的。这些变量是否突变，需视具体电路而定。 三、分析一阶电路瞬态过程的三要素法 【讲授】①一阶电路是指只包含一个储能元件，或用串、并联方法化简后只包含一个储能元件的电 路 经典法 （通过微分方程求解） ②分析一阶电路瞬态过程的方法 三要素法 （简便方法，本书只介绍此法的应用） ③在直流电源作用下的任何一阶电路中的电压和电流，只要求得初始值、稳态值和时间常数这三个 要素，就可完全确定其在瞬态过程中随时间变化的规律。——三要素法：
t ωA i /A 2220 3 2πt A i /A 203 2π 6 π A 102 i 1 i 第四章 正弦交流电路 [练习与思考] 4-1-1 在某电路中，() A t i ο60 314sin 2220-= ⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位，并画出波形图。 ⑵如果i 的参考方向选的相反，写出它的三角函数式，画出波形图，并问⑴中各项有无改变？ 解：⑴ 幅值 A I m 2220 有效值 A I 220= 频率 314 5022f Hz ωππ === 周期 1 0.02T s f = = 角频率 314/rad s ω= 题解图4.01 初相位 s rad /3 π ψ- = 波形图如题解图4.01所示 (2) 如果i 的参考方向选的相反, 则 A t i ?? ? ?? +=32 314sin 2220π，初相位改变了， s rad /3 2π ψ= 其他项不变。波形图如题解图 4.02所示。 题解图4.02 4-1-2 已知A )120314sin(101ο-=t i ，A )30314sin(202ο+=t i ⑴它们的相位差等于多少？ ⑵画出1i 和2i 的波形。并在相位上比较1i 和2i 谁超前，谁滞后。 解：⑴ 二者频率相同，它们的相位差 ?-=?-?-=-=150301202 1 i i ψψ? (2)在相位上2i 超前，1i 滞后。波形图如题解图4.03所示。 题解图4.03
+1 4-2-1 写出下列正弦电压的相量 V )45(sin 2201ο-=t u ω，)V 45314(sin 1002ο +=t u 解：V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=? 452502 4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81ο +=t i ω和)A 30(sin 62ο -=t i ω，试用复数计算电流 21i i i +=，并画出相量图。 解：由题目得到 A j j j j I I I m m m ?∠=+=-++=?-?+?+?=? -∠+?∠=+=? ??1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为 )A 1.23(sin 101ο +=t i ω 题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。 4-2-3 指出下列各式的错误。 A I 3010∠=, )V 45sin 100ο +=t ( U ω A e I j 3010=， A )20314sin 10ο+=t (I 解：A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=? 3010 )V 45sin 100ο +=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100ο +=t ( u ω A e I j 30 10= 应该为 A e I j ? ? =3010 A )20314sin 10ο +=t (I 应该为 A )20314sin 10ο +=t (i 4-3-1 已知H 1=L 的电感接在400Hz/100V 的正弦电源上，u 的初相位为200 ，求电流并画 出电流、电压的相量图。 解：已知 V U ?∠=? 20100
电工电子技术基础教材 （第一版） 主编：马润渊张奋
目录 第一章安全用电 (1) 第二章直流电路基础 (2) 第三章正弦交流电路 (21) 第四章三相电路 (27) 第五章变压器 (39) 第六章电动机 (54) 第七章常用半导体 (59) 第八章基本放大电路 (65) 第九章集成运算放大器 (72) 第十章直流稳压电源 (75) 第十一章数制与编码 (78) 第十二章逻辑代数基础 (81) 第十三章门电路和组合逻辑电路 (84)
第一章安全用电 学习要点： 了解电流对人体的危害 掌握安全用电的基本知识 掌握触点急救的方法 1.1 触电方式 安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或 容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 1.1.1直接触电及其防护 直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。 1.1.2间接触电及其防护 间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护 等。 1.2 接地与接零 电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。 1.2.1保护接地 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的低压电网。 1.2.2保护接零 在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。
·131· 习 题 4.1 图4-20所示为对称负载三相电路，已知每相负载的复阻抗2030Z =∠Ω° ，电源线电压 1230)V u t ω=+°。试求： （1）三相电流1I 、2I 、3I 、1i 、2i 、3i ； （2）画出各电压和电流的相量图。 解：○1 00 1101 30 113020220,0220-∠=∠==∠=Z U I U 03 029011,15011∠=-∠=∴I I 图4-20 习题4.1图 , )30(21101-=∴t Sin i ω ,)150(21102-=∴t Sin i ω , )90(21103+=∴t Sin i ω ○ 2 相量图： 4.2 在图4-21所示三相电路中，已知电源线电压l 380V U =，每相负载的阻抗均为10Ω。试求： （1）计算各相相电流1I 、2I 、3I 和中性线电流N I ； （2）设1 2200V U =∠ °，画出电路的相量图； （3）求三相电路的有功功率。 解：○1 A Z U I U 2210220,022011101 ===∴∠= A Z U I 000222302290 10120220-∠=-∠-∠==∴ 图4-21 习题4.2图 A Z U I 00 0333302290 10120220∠=∠∠==∴ A I I I I N 003 2 1 1.603022302222∠=∠+-∠+=++= ○ 2 相量图： ○ 3 W RI P P 484022102 21 =?===
·132 · 4.4 额定功率为2.4kW ，功率因数为0.6的三相对称感性负载，由线电压为380V 的三相电源供电，负载接法为△。问： （1）负载的额定电压为多少？ （2）求负载的相电流和线电流的有效值。 （3）各相负载的复阻抗Z 。 解：○1：V U N 380= ○ 2: A I I A I Cos I U P l P l l l 51.3732.108 .6308.66 .0380324003== = =??= ∴=? ○3: Ω+=∠=∠=6.86651.5351 .3380 1.5300j I U Z N N 4.10 在图4-25所示对称负载三相电路中，已知电源电压l 220V U =，电流表的读数l 17.3A I =，三相功率 4.5kW P =。试求： （1）每相负载的电阻和感抗； （2）当L 1L 2相间断开时，图中各电流表的读数和总功率P ； （3）当L 1线断开时，图中各电流表的读数和总功率P 。 解：○1： 图4-25 习题4.10图 Ω +=∠=∠=∠= ∴=∴=??=∴=1.161547224773 .1/3.17220 4768 .03 .1722034500 3000j I U Z Cos Cos I U P PN N l l ????
第四章习题 4.4.10 日光灯与镇流器串联接到图3所示交流电路中，已知灯管的等效电阻R1 = 280Ω，镇 流器的电阻和电感分别为R2 = 20Ω，L =1.65H，电源电压有效值U＝220V，频率f = 50Hz，试求电流和灯管电压与镇流器上的电压U1、U2的值，此两电压加起来是否等于220V？ 【解】镇流器中感抗：X L= 2π f L = 2×3.14×50×1.65 = 518.4 Ω 镇流器阻抗：Ω = + = + =79 . 518 4. 518 202 2 2 2 2 2L X R Z 电路总阻抗： Ω ? ∠ = ∠ + + = + + = 94 . 59 94 . 598 arctan 4 . 518 ) 20 280 ( 4. 518 20 2802 2? j Z 电流：A Z U I367 .0 94 . 598 220 = = = 灯管电压：V IR U85 . 102 280 367 .0 1 1 = ? = = 镇流器上的电压：V Z I U55 . 190 4. 518 20 367 .02 2 2 2 = + ? = = V V U U220 4. 293 2 1 ≠ = + 4.5.4 图示各交流电路图中，除A0、V0外，其余电流表和电压表的读数已标出（都是正弦量 的有效值），试求：电流表A0和电压表V0的读数。 (a) ? ? 1 ? 2 U 图3
【解】解题方法有两种：(1).利用复数进行相量运算，2.利用相量图求结果。 （a ）复数运算法：令V U U ?∠=0 则：A I 100101=?∠= ，A j I 1090102=?∠= A j I I I ?∠=+=+=902101010210 相量图法： 相量图如右图a A I 210 10 10 2 2 0=+= 故电流表A 0读数为14.14 A 。 (b) 复数运算法：令A I I ?∠=0 则：V U 600601 =?∠= ，V jU U U 00090=?∠= 0 12U U U +=, 60100120-∠=-=?U U U 相量图法： 相量图如右图b V U 8060 100 2 2 0=-= 故电压表A 0读数为80 V 。 (c) 复数运算法：令V U U ?∠=0 则：A j I 59051-=?-∠= ，A j I 39032=?∠= A j j j I I I ?-∠=-=+-=+=9052352 10 相量图法： 相量图如右图c 电流I 0: A I 2350=-= 故电流表A 0读数为2 A 。 (d) 复数运算法：令A I I ?∠=0 则：V U 100101=?∠= ，V j U 1090102 -=?-∠= V j U U U ?∠=-=+=4521010102 10 相量图法： 相量图如右图d ， V U 4.14121010 10 2 2 0==+= 故电压表V 0读数为141.4 V 。 (e) 复数运算法：令V U ?∠=01001 ， 则：A j I 1090101=?∠= ， A j j U I 101045210452501005512-=?-∠=? ∠?∠=+= A j j I I I 101010102 10=-+=+= V j j U I j U ?-∠=-=+?-=+-=4521001001001001010101 00 相量图法： 相量图如右图d ， 可得电流表A 0读数为10 A ，电压表V 0读数为141.4 V 。 e 图 ? 1I ? 2U I ? ? 2U d 图 ? 2I ? 1I ? I ? U c 图 1
思考与习题 1-1 1-35图中，已知电流I =-5A ，R =10Ω。试求电压U ，并标出电压的实际方向。 图1-35 题1-1图 解：a)U=-RI=50V b)U=RI=-50V 。 1-2 在1-36图所示电路中，3个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所示，通过实验测量得知：I 1=-4A ，I 2=4A ，I 3=4A ，U 1=140V ，U 2=-90V ，U 3=50V 。试求 (1)各电流的实际方向和各电压的实际极性。 (2)计算各元件的功率，判断哪些元件是电源？哪些元件是负载？ (3)效验整个电路的功率是否平衡。 图1-36 题1-2图 解：(2)P 1=U 1I 1=-560W ，为电源；P 2=-U 2I 2=360W ，为负载；P 3=U 3I 3=200Ｗ，为负载。 (3)Ｐ发出＝Ｐ吸收，功率平衡。 1-3 图1-37中，方框代表电源或负载。已知U =220V ，I = -1A ，试问哪些方框是电源，哪些是负载？ 图1-37 题1-3图 解：a ） P=UI =-220W ，为电源；b ） P=-UI=220W ，为负载； c ）P=-UI=220W ，为负载； d ）P=UI =-220W ，为电源。 1-4 图1-38所示电路中，已知A 、B 段产生功率1500W ，其余三段消耗功率分别为1000W 、350W 、150W ，若已知电流I =20A ，方向如图所示。 (1)标出各段电路两端电压的极性。 (2)求出电压U AB 、U CD 、U EF 、U GH 的值。 (3)从(2)的计算结果中，你能看出整个电路中电压有什么规律性吗？ 解：(2) U AB =-75V ,U CD =50V ,U EF =17.5V ,U GH =7.5V (3) U AB +U CD +U EF +U GH =0. 1-5 有一220V 、60W 的电灯，接在220V 的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V 电 a) b) c) d)
第4章三相正弦电路分析 4.1 对称三相电源的相序为A→B→C，已知V。求、，画出相量图和波形图。 分析对称三相电源3个电压的频率相同，振幅（有效值）相等，而相位彼此间相差120°，由于相序为A→B→C，超前120°，而超前120°。 解由于三相电源是对称的，且相序为A→B→C，所以： （V） （V） （V） 相量图和波形图分别如图4.5（a）、（b）所示。 图4.5 习题4.1解答用图 4.2 星形连接的对称三相电源，相序为A→B→C，已知V，求、、、 、，画出相量图。 分析星形连接的对称三相电源不仅相电压对称，线电压也对称，且线电压与相电压的关系 为：，相位超前U p 30°。 解由于三相电源是对称的，且相序为A→B→C，所以： （V） （V） （V） （V）
（V） （V） （V） 相量图如图4.6所示。 4.3 三相发电机三角形连接，设每相电压为U p，如果误将A相接反，试问会产生什么现象？ 图4.6 习题4.2解答用图图4.7 习题4.3解答用图 分析三相电源为三角形连接时，在三相绕组的闭合回路中同时作用着3个电压源，如果连接方式正确，则由于三相电压瞬时值或相量之和等于零，所以回路中不会有短路电流。但若任何一相绕组接反，则3个电压的和不再为零，在三相绕组中就会产生很大的短路电流而烧坏发电机。 解将A相接反时的三相电源三角形连接线路如图4.7（a）所示，根据图示回路绕行方向，由KVL得回路中的电压为： 这样，就有一个大小等于两倍相电压的电压作用在三角形回路内。由于发电机绕组本身的阻抗很小，故在三角形回路中产生很大的电流，将会烧坏发电机绕组。因此，三相电源接成三角形时要特别小心。 4.4 何谓相电压、相电流？何谓线电压、线电流？何谓对称三相电压、对称三相电流？ 解（1）当三相电源接成星形时，电路中存在着两种电压：一种是相线与中线之间的电压，称为相电压，有效值用U p表示；另一种是相线与相线之间的电压，称为线电压，有效值用U l 表示。线电压与相电压的关系为：线电压是相电压的倍，在相位上线电压比对应的相电压
《电工电子技术基础习题集》 第一章直流电路 一、填空题 1．电路主要由电源、负载、中间环节、电阻四个基本部分组成。 2．导体对电流的限制叫电阻。电阻大，说明导体导电导电能力弱，电阻小，说明导体导电能力强。 3．用理想元件构成的电路叫做理想电压源，用特定的符号代表元件连接成的图形叫。 4．理想电阻的模型符号为。 5．在电压和电流为非关联方向下，电阻为1KΩ,电压为2V，电流为_____A。 6．有两根同种材料的电阻丝，长度之比为2 ：3，横截面之比为3 ：4，则它们的电阻之比为。 7．电容元件的模型符号为，电感元件的模型符号为。8．直流电路中形成电流的必要条件是有存在，而且电路需。9．电压是衡量电场本领大小的物理量。电路中某两点的电压等于。 10．电流是形成的，大小用表示。 11．电压的实际方向是由___电位指向___电位。 12．电压的参考方向可以用“+”、“―”参考极性表示，也可以用_____表示。 13．表征电流强弱的物理量叫，简称。电流的方向，规定为____电荷定向移动的方向。 14. 电烙铁的电阻是50Ω，使用时的电流是4A。则供电线路的电压为______。 15．单位换算：6mA=______A；0.08A=______ ；0.05V=____mV；10V=____kV。 16．选定电压参考方向后，如果计算出的电压值为正，说明电压实际方向与参考方向_____；如果电压值为负，电压实际方向与参考方向_____。 17. 按导电能力，物质分为_____、______、_____。 18．电阻值不随端电压和流过它的电流的改变而改变，这样的电阻称为______，它的伏安特性曲线是_______。 20.在串联电路中，等效电阻等于各电阻。串联的电阻越多，等效电阻 越。 21．在串联电路中，流过各电阻的电流，总电压等于各电阻电压，各电阻上电压与其阻值成。 23．利用串联电阻的原理可以扩大电压表的量程。 24．在并联电路中，等效电阻的倒数等于各电阻倒数。并联的的电阻越多，等效电阻值越。 25．利用并联电阻的原理可以扩大电流表的量程。 26．在220V电源上串联额定值为220V、60W和220V、40W的两个灯泡，灯泡亮的是_____；若将它们并联，灯泡亮的是____。 27．所谓支路电流法就是以____ 为未知量，依据____ 列出方程式，然后解联立方程得到____ 的数值。 28．用支路电流法解复杂直流电路时，应先列出____ 个独立节点电流方程，然后再列出_____个回路电压方程（假设电路有n条支路，m各节点，且n>m）。
第四章 正弦交流电流 一、填空： １. 正弦电压100sin(31445)u t ?=--V , 其三要素分别是：( 100V )、（314 ）和（1350）。 2．电压10sin100 V u t =和电流2cos100 A i t =为某一元件的电压与电流（关联方向），则该元件可能是：（ 电容 ）元件。 3．一无源二端网络，端口电压、电流分别为10sin10u t =V , 2sin(10135)i t ?=-A ， 且u 、i 同向，则端口的输入阻抗Z 等于（ 5∠1350Ω ）。 4．某收音机的变压器，一次侧、二次侧的匝数比为240/60, 原配接32Ω的扬声器，现改用8Ω扬声器，则二次侧的匝数应改为：（30匝 ） 5．在感性负载功率因数补偿的过程中，若所选电容的数值由小向大变化，在此过程中，线路电流的变化是：（变小），功率因数的变化规率是（ 变大 ）。 6、某单相变压器的容量为10kV·A，额定电压为3000/220V ，电压调整率忽略不计。如果向220V 、60W 的白炽灯（功率因数为1）供电，白炽灯能装（ 166 ）只；如果向220V 、60W 、功率因数为0.5的日光灯供电，日光灯能装（83 ）只。 二、在RLC 串联电路中，已知端口电压为10V ，电流为4A,V 8=R U ,12=L U V ，s rad /10=ω，求电容电压及R 、C 。 解：因为串联：8 24 R U R I = ==Ω
12 34L L U X I = ==Ω 10 2.54 U Z I = = ==Ω ∴ 1.5C X =Ω 或 4.5C X =Ω 则 11 6710 1.5 C C mF X ω= ==? 4 1.56C C U IX V ==?= 或：11 2210 4.5 C C mF X ω= ==? 4 4.518C C U IX V ==?= 三、 图4-1所示的各电路图中，除A 0和V 0外，其余电流表和电 压表的读数在图上都已标出。试求电流表A 0或电压表V 0的读数。 (a) （b ） 图4-1 解：图（a ） 2 10U V === ∴ V 0读数为10V 。 图（b ）相量图如右图所示： 设并联电压为参考相量， 011000U V =∠
选择题 1．已知某三相四线制电路的线电压∠380=B A U &45°V ，∠380=C B U &－75°V ， ∠380=A C U &165°V ，当 t = 24 s 时，三个线电压之和为 ( )。 (a) 380 2 V (b) 380V (c) 220 V （d ）0V 分析：三相四线制电路的线电压完全对称，无论是瞬时值还是相量，在任意时刻之和均为0。 答案：（d ） 2．对称三相电路的负载联接成三角形， 其线电流与对应的相电流的相位关系是( )。 (a) 线电流引前相电流°30 (b) 线电流滞后相电流°30 (c) 线电流与相电流同相 （d ）线电流与相电流反相 分析：对称三相电路的负载联接成三角形，线电流与对应的相电流之间的幅值关系为线电流是对应的相电流的3倍，相位关系为线电流滞后对应的相电流30°。 答案：（b ） 3．对称三相电路的负载联接成星形， 其线电压与对应的相电压的相位关系是( )。 (a) 线电压引前相电压°30 (b) 线电压滞后相电压°30 (c) 线电压与相电压同相 （d ）线电压与相电压反相 分析：对称三相电路的负载联接成星形， 其线电压与对应的相电压的幅值关系为线电压是对应的相电压的3倍，相位关系为线电压超前对应的相电压30°。 答案：（a ） 4．在对称三相交流电路中，其负载对称的条件是 ( )。 (a) C B A Z Z Z == (b) C B A ???== (c) C B A Z Z Z ≠≠ （d ）C B A Z Z Z == 分析：在对称三相交流电路中，其负载对称的条件为C B A Z Z Z ==。 答案：（d ） 5．某三相电路的有功功率分别为P A 、P B 、P C ，则该三相电路的总有功功率P 为( )。 (a) P P P A 2 B 2 C ++2 (b) P P P A B C ++ (c) P P P A B C ++ （d ）2C 2B 2A P P P ++ 分析：三相电路的总有功功率为每一相有功功率之和，即P P P A B C ++。 答案：（b ） 6．对称星形负载Z 接于对称三相四线制电源上，如图4-28所示。 若电源线电压为380 V ，当在x 点断开时，负载Z 端的电压有效值U 为 ( )。 (a) 380 V (b) 220 V (c) 190 V （d ）110V 分析：对称星形负载Z 接于对称三相四线制电源，由于有中线，所以每一相负载完全独 图4-28 选择题6图
第四章 正弦交流电路 4.1将下列复数化为极坐标形式 （1）551j F --= （2）342j F +-= （3） 40203j F += （4）54j F = （5）55-=F （6）866j F -= （7）2.978.27j F -= 4.2 将下列复数化为代数形式 （1）017310-∠=F （2）02.611215∠=F （3） 035320∠=F （4）049010-∠=F （5）051805-∠=F （6）0613510-∠=F （7）0718078.2∠=F 4.3求第1题中的62F F ?和6 2 F F 4.4求第2题中的31F F +和63F F +- 4.5 试计算图示周期电压及电流的有效值。
4.6 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U =220V ，I 1=10A,，I 2=52 A ，试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。 4.7在mH 10=L 的电感上通有mA t i )30628cos(2100+=的电流，求此时电感的感抗 L X 、电感两端的电压相量形式L U 、电路的无功功率L Q ；若电源频率增加5倍，则以上量值有何变化？ 4.8 在一个F μ10的电容器上加有正弦电压V t u )60314cos(2600-=，问此时的容抗 C X 有多大？写出该电容上电流相量形式? I 、电路的无功功率C Q ；若电源频率增加5 倍，则以上量值有何变化？ 4.9 计算下列各题，并说明电路的性质。 （1）??,55,30100 ==Ω+=∠=? ? P I j Z V U （2）???,1653,153000 ===-∠-=∠=? ? P X R A I V U （3）???,5,301000 600 ====∠-=-? ? P X R A e I V U j
第4章三相电路 【基本要求】掌握三相四线制中三相负载的正确联接。了解中线的作用；掌握对称星形和三角形联接时相线电压、相线电流在对称三相电路中的相互关系；掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算。了解安全用电常识，触电方式及其防护、接地和接零保护以及静电防护与电气防火防爆。 【重点】对称三相负载星形、三角形联接的三相对称电路分析，相线电压、相线电流的关系以及三相电路功率的计算。 【难点】各电压、电流相位的确定以及非对称三相电路分析。 4.1 基本理论 1. 三相正弦交流电由三相交流发电机产生，经升压变压器输送至电网，再输送到各地变电所，经降压后到用户。由发电厂到电网将交流电压升高是为了降低电网传输时的功率损耗；由电网到用户的降压则是为了保障人身和设备的安全。 2. 由三条相线和一条中性线向用户供电的电源称三相四线制电源。三相四线制电源可提供相、线电压两种电压，且，线电压相位比对应相电压超前30o。 3. 负载接于三相电源时必须遵循两个原则：一是加于负载的电压必须等于负载的额定电压；二是尽可能使电源的三相负载对称。根据此两项原则，三相负载可接成星形或三角形。当负载的额定相电压等于电源相电压时，负载接成星形；当负载的额定相电压等于电源线电压时，负载接成三角形。 4. 负载作星形连接时，，当负载对称或负载不对称作Y O（三相四线制）连接时，负载的相电压即电源的相电压，与电源的线电压U L间保持、相位超前30o关系。若负载不对称作Y形（三相三相制，无中线）连接时，则以上关系不存在。可见，中线的作用是不论负载是否对称，可使三相负载的相电压保持对称。 5. 负载作三角形连接时，负载的相电压为电源的线电压，即，当负载对称时， 、线电流相位滞后对应的相电流30o。当负载不对称时，不存在上述关系。 6. 三相负载的有功功率和无功功率分别等于每相负载的有功功率和无功功率之和，即 若负载对称时，则有如下计算公式 上式对星形联接和三角形联接的三相负载均适用。应当注意：式中U L、I L分别为线电压和线电流，而角则是相电压与相电流的相位差（即负载的阻抗角）。 7. 三相电路分析是以单相正弦交流电路分析为基础的。首先根据电源电压和负载的连接方式，确定出负载的相电压；根据负载的阻抗，计算出相电流；根据相线电流的关系，求出
《电工与电子技术》 习 题 与 解 答 电工电子教研室
第九章：半导体二极管和三极管、第十章：基本放大电路 一、单项选择题 *1．若用万用表测二极管的正、反向电阻的方法来判断二极管的好坏，好的管子应为（ C ） A 、正、反向电阻相等 B 、正向电阻大，反向电阻小 C 、反向电阻比正向电阻大很多倍 D 、正、反向电阻都等于无穷大 *2．电路如题2图所示，设二极管为理想元件，其正向导通压降为0V ，当U i =3V 时，则U 0的值( D )。 A 、不能确定 B 、等于0 C 、等于5V D 、等于3V **3．半导体三极管是具有( B )PN 结的器件。 A 、1个 B 、2个 C 、3个 D 、4个 5．晶体管的主要特性是具有（ D ）。 A 、单向导电性 B 、滤波作用 C 、稳压作用 D 、电流放大作用 *6．稳压管的稳压性能是利用PN 结的（ D ）。 A 、单向导电特性 B 、正向导电特性 C 、反向截止特性 D 、反向击穿特性 8．对放大电路进行动态分析的主要任务是（ C ） A 、确定静态工作点Q B 、确定集电结和发射结的偏置电压 C 、确定电压放大倍数A u 和输入、输出电阻r i ，r 0 D 、确定静态工作点Q 、放大倍数A u 和输入、输出电阻r i ，r o *9．射极输出器电路如题9图所示，C 1、C 2足够大，对输入的交流信号u 可视作短路。则输出电压u 0与输入电压u i 之间的关系是( B )。 A 、两者反相，输出电压大于输入电压 B 、两者同相，输出电压小于且近似等于输入电压 C 、两者相位差90°，且大小相等 D 、两者同相，输出电压大于输入电压 *11．在共射极放大电路中，当其他参数不变只有负载电阻R L 增大时，电压放大倍数将( B ) A 、减少 B 、增大 C 、保持不变 D 、大小不变，符号改变 13．在画放大电路的交流通路时常将耦合电容视作短路，直流电源也视为短路，这种处理方法是( A )。 题2图 题9图
电工技术第四章作业 一、单选题 1、 在测量交流电压时，万用表的读数是（）。 A、最大值 B、有效值 C、瞬时值 D、平均值 2、我国使用的工频交流电频率为（）。 A、45H Z B、50H Z C、60H Z D、65H Z 3、正弦交流电的有效值等于最大值的（）。 A、1/3 B、1/2 C、2 D、0.7 4、两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时，它们的相位关系是（）。 A、同相 B、反相 C、相等 D、正交 5、在纯电感电路中交流电压与交流电流之间的相位关系为（）。 A、u超前i π/2 B、u滞后i π/2 C、u与 i 同相 D、 u与i 反相
6、为提高功率因数常在感性负载两端（）。 A、串联一个电感 B、并联一个电感 C、并联一个适当电容器 D、串联一电容器 7、在交流纯电感电路中，电路的（）。 A、 有功功率等于零 B、 无功功率等于零 C、 视在功率等于零 D、 总功率等于零 8、在交流电路中，接入纯电感线圈，则该电路的（）。 A、无功功率等于零 B、有功功率等于零 C、视在功率等于零 D、所有功率皆不等于零 9、无功功率的单位是（）。 A、W B、VA C、var D、前两个都对 10、交流电的三要素是指最大值、频率、（）。 A、相位 B、角度 C、初相位 D、电压 二、多选题 1、螺口灯具的正确接法是（）。 A、相线进开关 B、开关线进灯头中心点 C、开关线进灯头螺纹端
D、中性线进灯头螺纹端 2、正弦交流电的三要素是（）。 A、瞬时值 B、最大值 C、初相位 D、角频率 3、交流电的角频率ω等于（）。 A、2πf B、πf C、2πt D、2π/T 4、下列说法正确的是（）。 A、正弦交流电流的瞬时值随时间变化 B、正弦交流电的有效值不随时间变化 C、正弦交流电流的相位角随时间变化 D、正弦交流电流的初相角为一常数 5、可用下列物理量表示交流电变化的快慢（）。 A、周期 B、频率 C、初相 D、角频率 6、正弦交流电流可用下列因素唯一地确定（）。 （ACD） A、最大值 B、相位角 C、初相 D、频率 7、对于交流电下列说法正确的是（）。 A、周期越大，变化越快 B、频率越高，变化越快 C、周期越小，变化越快 D、周期越大，变化越慢 8、正弦交流电的瞬时值、最大值、有效值的异同是 （）。 A、瞬时值随时间变化，最大值、有效值与时间无关 B、最大值与有效值相差一个固定的常数 C、瞬时值用小写字母表示，有效值用大写字母表示 D、瞬时值可表示出交流电在任意瞬间的数值，有效值则不能 9、正弦交流电的表示方法有（）。 A、解析法 B、图示法 C、相量法
电工电子技术复习题 第一章 电路的基本概念与基本定律 1. 在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为_____。 2. 负载增加一般指负载增大. 3. 已知图2所示电路中的U S =10 V ，I S = 13 A 。电阻R1和R2消耗的功率由( )供 给 。 A. 电压源 B. 电流源 C. 电压源和电流源 R 1 图2 4. 关于电位下列说法不正确的是( )。 A. 参考点的电位为零，某点电位为正，说明该点电位比参考点高 B. 参考点的电位为零，某点电位为负，说明该点电位比参考点低 C. 电路中两点间的电压值是固定的，与零电位参考点的选取有关 5. 电路如图所示, U S 为独立电压源, 若外电路不变, 仅电阻R 变化时, 将会引起( ) A. 端电压U 的变化 B. 输出电流I 的变化 C. 电阻R 支路电流的变化 图1 1. 在图3中，(1)试求电流I ；(2)计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用的还是发出的功率。
图3 第二章电路的分析方法 1.根据戴维宁定理，任何一个有源二端线性网络都可以用一个和 的串联组合电路来代替。 2. 3.电路如图4所示，试计算电阻R L上的电流I L；(1)用戴维宁定理；(2)用诺顿定理。 图4 第三章 1.电容、电感和电阻都是电路中的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上看，电容和电感是___元件，电阻是____元件。 2.在自感应现象中，自感电动势的大小与（）成正比。 A. 通过线圈的原电流 B. 通过线圈的原电流的变化 C. 通过线圈的原电流的变化量 3.在直流稳态时，理想电感元件上（） A. 有电流，有电压 B. 有电流，无电压 C. 无电流，有电压 4.有一RC电路如图5(a)所示，其输入电压如图5(b)所示。设脉冲宽度T = RC。试求负脉
第一章 在图 1-18 中，五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得 I 1 =－4A I 2 =6A I 3 =10A U1 =140V U2 =－90V U3= 60V U 4=－80V U5=30V，（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画一图）； （2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载 （3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡 _+_++__+ 4545 ++_ +++ U1U1 1I1 I3 3 U3I22U21I1 I3 3 U3I22U2 __+___ 题 1图题 1．1 改画图 -18 解：（1）将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的 实际极性如改画图所示： （2）根据电源和负载的定义及电路图可知： 元件 3、 4、5 是电源，元件 1、2 是负载。 （3）电源发出的功率 P s U 3 I 3U 4 I 4U 5 I 5 60 10 80 4 30 6 1100W 负载消耗的功率 P R U1I1U 2I2 140 4 90 6 1100W P s P R，电路的功率守恒。 1．2在图 1-19 中，已知I 1 =-3mA，I 2 = 1mA 。试确定电路元件 3 中的电流I 3和其二端电压U3, 并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。 解对 A点写KCL有：I 3I1I 231 2 mA
对第一个回路写 KVL 有：10I1U 330 10k A20k I1 I 3I 2 +++ 80V U130V U3U2 3 __ _ 题1．2图 即：U 330 10I130 10 ( 3) 60V 根据计算结果可知，元件 3 是电源。 这样， 80V 的电源的元件3是电路中的电源，其余元件为负载。 电源提供的功率： P s U2I2U3I380 160 2 200W 负载消耗的功率： P U1I110I1220I 2230 310 3220 12200W 这说明电路的功率平衡。 1．3一只 110V8W的指示灯，现要接在 380V的电源上，问要串联多大阻值的电阻该电阻应选用多大功率的电阻 解根据题意，电阻上的电压为 270V ，则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流， 即： P8 0.07 A i 110 U 电阻消耗的功率为：P R 270 0.0720W 电阻的阻值为： U R270 3.7 k R 0.07 i 1．4 如图 1-20 所示，试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说