电工技术基础与技能
第八章 正弦交流电路 练习题
班别：高二（ ） 姓名： 学号： 成绩：
一、是非题
1、电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以它们是同相的。 （ ）
2、正弦交流电路，电容元件上电压最大时，电流也最大。
（ ）
3、在同一交流电压作用下，电感L 越大，电感中的电流就越小。
（
）
4、端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。 （ ）
5、有人将一个额定电压为220V 、额定电流为6A 的交流电磁铁线圈误接
在220V 的直流电源上，
此时电
磁
铁
仍
将
能
正
常
工
作
。
（ ）
6、某同学做荧光灯电路实验时，测得灯管两端电压为110V ，镇流器两
端电压为190V ，两电压
之和大于电源电压220V ，说明该同学测量数据错误。
（ ）
7、在RLC 串联电路中，U R 、U L 、U C 的数值都有可能大于端电压。 （ ）
8、额定电流100A 的发电机，只接了60A 的照明负载，还有40A 的电流
就损失了。 （ ）
9、在RLC 串联电路中，感抗和容抗数值越大，电路中的电流也就越小。
（ ）
10、正弦交流电路中，无功功率就是无用功率。
（ ）
二、选择题
1、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。
A.t R U i R ωsin =
B. R U i R =
C. R U I R =
D. )sin(?ω+=t R
U
i R 2、纯电感电路中，已知电流的初相角为-60°，则电压的初相角为( )。
° ° ° °
3、加在容抗为100Ω的纯电容两端的电压V t )3
sin(100u c π
ω-=，则通过它
的电流应是（ ）。
A. A t )3
sin(i c πω+= B. A t )6
sin(i c π
ω+=
C. A t )3
sin(2i c πω+= D. A t )6
sin(2i c π
ω+= 4、两纯电感串联，X L1=10Ω，X L2=15Ω，下列结论正确的是（ ）。
A. 总电感为25H ；
B. 总感抗2
221L X L L X X +=
C. 总感抗为25Ω
D. 总感抗随交流电频率增大而减小
5、某电感线圈，接入直流电，测出R=12Ω；
接入工频交流
电，测出阻抗为20Ω，则线圈的感抗为( )Ω。
6、如图8-43所示电路，u i 和u o 的相位关系是 ( )。
A. u i 超前u o
B. u i 和u o 同相
C. u i 滞后u o
D. u i 和u o 反相
7、已知RLC串联电路端电压U=20V，各元件两端电压
U R=12V，U L=16V，U C=( )V。
8、在RLC串联电路中，端电压与电流的矢量
图如图8-44
所示，这个电路是( )。
A.电阻性电路
B.电容性电路
C.电感性电路
D.纯电感电路
9、在某一交流电路中，已知加在电路两端的电压是
V
t
u)
60
sin(
2
20?
+
=ω，电路中的电流是A
t
i)
30
sin(
2
10?
-
=ω，则该电路消耗的功率是( )W。
D.3
100
10、交流电路中提高功率因数的目的是( )。
A.增加电路的功率消耗
B.提高负载的效率
C.增加负载的输出功率
D.提高电源的利用率
三、填充题
1、一个1000Ω的纯电阻负载，接在V
t)
30
314
sin(
311
u?
+
=的电源上，负载中电流
I=A，i=)
30
314
sin(
311
.0?
+
t A。
2、电感对交流电的阻碍作用称为感抗。若线圈的电感为，把线圈接在频率为50Hz的
交流电路中，X L=Ω。
3、有一个线圈，其电阻可忽略不计，把它接在220V、50Hz的交流电源上，测得通过线圈的电
流为2A，则线圈的感抗X L= 110 Ω，自感系数L=H。
4、一个纯电感线圈接在直流电源上，其感抗X L= 0 Ω，电路相当于短路。
5、电容对交流电的阻碍作用称为容抗。100pF的电容器对频率是106Hz的高频电流和对50Hz
的工频电流的容抗分别是 1590 Ω和Ω。
6、一个电容器接在直流电源上，其容抗Xc=∞Ω，电路稳定后相当于开路。
7、一个电感线圈接到电压为120V的直流电源上，测得电流为20A；接到频率为50Hz、电压为
220V的交流电源上，测得电流为，则线圈的电阻R= 6 Ω，电感L=mH。
8、如图8-45所示为移相电路，已知电容为μF，输入电压
tV
π
1200
sin
2
u ，欲使输
出电压u c的相位滞后u60°，则电阻R=Ω，此时输出电压为V。
9、在RLC串联电路中，已知电阻、电感和电
容两端的电压都
是100V，那么电路的端电压是 100 V。
10、在电感性负载两端并联一只电容量适当的电容器后，电路
的功率因数提高，线路中的总电流减小，但电路
的有功功率不变，无功功率和视在功率都减小。
四、问答与计算题
1、一个线圈的自感系数为，电阻可以忽略，把它接在频率为50Hz、电压为220V的交流电
源上，求通过线圈的电流。若以电压作为参考正弦量，写出电流瞬时值的表达式。
解: A fL U L U X U Z U I L 4.15
.0*50*14.3*22202======πω 电流瞬时值的表达式为
)90314sin(24.1?-=t i
2、已知加在2μF 的电容器上的交流电压为tV 314sin 2220u =，求通过电容器的电流，写出电流瞬时值的表达式。
解:
A
X fCU c
U Xc U Z U I 138.0220*102*50*14.3*221
6======-πω 电流瞬时值的表达式为
)90314sin(195.0?+=t i
3、荧光灯电路可以看成是一个RL 串联电路，若已知灯管电阻为300Ω，镇流器感抗为520Ω，
电源电压为220V 。
①画出电流、电压的矢量图 ②求电路中的电流 ③求灯管两端和镇流器两端的电压 ④求电流和端电压的相位差
解: ② Ω600520300Z 222
2=+=+=
L X R
A Z U I 37.0600
220===
③ U R =IR=*300=111V U L =IX L =*520=192V
④ ?===60300
520
arctan arctan R X L ?
4、交流接触器电感线圈的电阻为220Ω，电感为10H ，接到电压为220V 、频率为50Hz 的交流
电源上，问线圈中电流多大如果不小心将此接触器接在220V 的直流电源上，问线圈中电
流又将多大若线圈允许通过的电流为，会出现什么后果
解: Ω3148)10*50*14.3*2(220Z 2
22
2
=+=+=L
X R A Z U I 07.03148
220====
若不小心将此接触器接在220V 的直流电源上时
A R U I 1220
220====
若线圈允许通过的电流为，会烧毁线圈。
5、为了使一个36伏、的白炽灯接在220V 、50Hz 的交流电源上能正常
工作，可以串上 一个电容器限流，问应串联电容多大的电容器才能达到目的
解: Ω7333
.0220====I U Z Ω额1203.036
====I U R Ω723120733R Z Xc 2222=-=-=
F fXc Xc C μπω4.4723
*3141
211=====
6、在一个RLC 串联电路中，已知电阻为8Ω，感抗为10Ω，容抗为4Ω，电路的端电压为220V ，
求电路中的总阻抗、电流、各元件两端的电压以及电流和端电压的相位关系。
解：
Ω10)(Z 2
222=-+=+=Xc X R X R L
A Z U I 2210
220====
V IR U R 1768*22==== V IX U L L 22010*22=== V IX Uc L 884*22===
?=-=-=9.368
410arctan arctan R Xc X L ?
7、已知某交流电路，电源电压tV ωsin 2100u =，电路中的电流
A 60sin 2i ）（?-=t ω，
求电路的功率因素、有功功率、无功功率和视在功率。 解：5.060cos cos =?==?λ
W 050.5*1*100UIcos P ===?
ar V 6.862
3
*1*100UIsin Q ===?
A ?===V 0011*100UI
S
8、某变电所输出的电压为220V ，额定视在功率为220KV ·A 。如果给电压为220V 、功率因数
为、额定功率为33KW 的单位供电，问能供给几个这样的单位若把功率因数提高到
，又能供给几个这样的单位
解：（1）功率因数为时，设能给n 个单位供电
个
总54
333220S 1
===K K
S n
（2）功率因数为时，设能给n 个单位供电
个
总69
.033220S 2===K K S n
9、为了求出一个线圈的参数，在线圈两端接上频率为50Hz 的交流电源，测得线圈两端的电压
为150V ，通过线圈的电流为3A ，线圈消耗的有功功率为360W ，问此线圈的电感和电阻是
多大
解：Ω40360
3I P R 22=== Ω503
150
I U Z ===
Ω304050X 2222L =-=-=R Z
mH 5.95314
30
X L L
===ω
t ω A i /A 2220 3 2πt ωA 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 60 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(101 -=t i ，A )30314sin(202 +=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 +j 1 m I ? 2 m I ? m I ? ?60? 30?1.234-2-1 写出下列正弦电压的相量 V )45(sin 2201 -=t u ω，)V 45314(sin 1002 +=t u 解：V U ?-∠=?4521101 V U ?∠=? 452502 4-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81 +=t i ω和)A 30(sin 62 -=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 101 +=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 100 +=t ( U ω A e I j 3010=， A )20314sin 10 +=t (I 解：A I 3010∠= 应改为 A I ?∠=? 3010 )V 45sin 100 +=t ( U ω 应该为 )V 45sin 100 +=t ( u ω A e I j 30 10= 应该为 A e I j ? ? =3010 A )20314sin 10 +=t (I 应该为 A )20314sin 10 +=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
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 初相位 s rad /3 π ψ- = 波形图如题解图所示 (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 所示。 题解图 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?-=?-?-=-=1503012021i i ψψ? (2)在相位上2i 超前，1i 滞后。波形图如题解图所示。 题解图 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 相量图如题解图所示。 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 A j jX U I L ?-∠=??? ∠== ? ? 7004.01 400220100π
A. i c sin( t — )A C. i c . 2 sin( t — )A 4、两纯电感串联, A.总电感为25H ; B. 总感抗X L . X 21 X 22 &在-LC 串联电路中，端电压与电流的矢量图如图 8-44 所示，这个电路是（）。 A.电阻性电路 B. 电容性电路 电工技术基础与技能 第八章正弦交流电路练习题 班别：高二（ ） 姓名： ____________ 学号： __________ 成绩： —、是非题 1电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以它们是同相的。 （ ） 2、 正弦交流电路，电容元件上电压最大时，电流也最大。 （ ） 3、 在同一交流电压作用下，电感 L 越大，电感中的电流就越小。 （ ） 4、 端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。 （ ） 3、加在容抗为100Q 的纯电容两端的电压 u c 100sin （ t ）V ，则通过它的电流应是 3 （ ）° B. i c sin( t )A 6 D. i c ,2 sin( t - )A X L 1=10Q, X L 2=15Q ，下列结论正确的是（ 二、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。 U R 丄 U R U R U R 5、有人将一个额定电压为 220V 、额定电流为6A 的交流电磁铁线圈误接在 220V 的直流电源上, C.总感抗为25 Q D. 总感抗随交流电频率增大而减小 此时电磁铁仍将能正常工作。 （ ） 6、 某同学做荧光灯电路实验时，测得灯管两端电压为 110V ，镇流器两端电压为 190V ，两电压 之和大于电源电压 220V,说明该同学测量数据错误。 （ ） 7、 在RLC 串联电路中，L h 、U L 、U C 的数值都有可能大于端电压。 （ ） 8、 额定电流100A 的发电机，只接了 60A 的照明负载，还有 40A 的电流就损失了。 （ ） 9、 在RLC 串联电路中，感抗和容抗数值越大，电路中的电流也就越小。 （ ） 10、 正弦交流电路中，无功功率就是无用功率。 （ ） 5、某电感线圈，接入直流电，测出 -=12Q ;接入工频交流 电，测出阻抗为 20 Q ，则线圈的感抗为（）Q 。 6、 如图8-43所示电路，u 和u o 的相位关系是（） A. u i 超前U o B. u i 和U o 同相 C. u i 滞后U o D. u i 和U o 反相 7、 已知-LC 串联电路端电压 U=20V,各元件两端电压 U R =12V, U L =16V, U C =（ ）V 。
1. 正弦交流电的三要素是______、______、______。 2. 三相电源线电压U l ＝380V ，对称负载阻抗为Z ＝40＋j30Ω，若接成Y 形，则线电流I l ＝______A，负载吸收功率P ＝______W；若接成Δ形，则线电流I l ＝ ______A，负载吸收功率P ＝______W。 3. 一批单相用电设备，额定电压均为220V ，若接在三相电源上工作，当电源线电压为380V ， 应如何联接？若电源线电压为220V ，又该如何联接？ 4. 三相负载每相阻抗均为Z P ＝(8＋j6 Ω，电源相电压U P ＝220V ，若接成Y 形则线电流I l ＝______A，吸收的有功功率P ＝______W，无功功率Q ＝______var；若接成Δ形则线电流I l ＝______A，有功功率P ＝______W，无功功率Q ＝ ______var。 5. 当发电机的三相绕组联成星形时，设线电压(V 30sin 2?-=t u AB ω，试写出相电压u A 的三角函数式。 6. 有220V ，100W 的电灯66个，应如何接入线电压为380V 的三相四线制电路？求负载在对称情况下的线电流。 7. 有一三相对称负载，其每相的电阻R ＝8Ω，感抗X L ＝6Ω。如果将负载联成星形接于线电压U l ＝380V 的三相电源上，试求相电压、相电流及线电流。 8. 有一台三相发电机，其绕组联成星形，每相额定电压为220V 。在第一次试验时，用电 压表量得相电压U A ＝U B ＝U C ＝220V ，而线电压则为U AB ＝U CA ＝220V ，U BC ＝380V ，试问这种现象是如何造成的？
正弦交流电练习题 一．选择题 1．下列表达式正确的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 2．一台直流电动机，端电压为555 V ，通过电动机绕组的电流为 A ，此电动机运行3小时消耗的电能约为（ ）kW·h。 A ．4500 B ．450 C ．45 D ． 3．某一负载上写着额定电压220V ，这是指（ ）。 A ．最大值 B ．瞬时值 C ．有效值 D ．平均值 4．在正弦交流电路中，设的初相角为，的初相角为，则当时，与的相位关系为（ ）。 A ．同相 B ．反相 C ．超前 D ．滞后 5 在RLC 串联电路中，当电源电压大小不变，而频率从其谐振频率逐渐减小时，电路中的电流将（ ）。 A ．保持某一定值不变 B ．从某一最小值逐渐变大 C ．从某一最大值逐渐变小 D ．不能判定 6．如图所示，已知电流表的读数为11A ，的读数为6A ，则的读数为（ ）A 。 在正弦量波形图中，描述其在t =0时刻的相位是（ ）。 A ．最大值 B ．初相 C ．频率 D ．相位 8．图中（ ）属于直流电压的波形图。 A ． B ． C ． D ． 9．一正弦交流电压，它的有效值为（ ）。 A ． B ． C ． D ． 10．（ ）反映了电感或电容与电源之间发生能量交换。 A ．有功功率 B ．无功功率 C ．视在功率 D ．瞬时功率 11．在RLC 串联交流电路中，当电流与端电压同相时，则（ ）。 A ． B ． C ． D ． 12．正弦交流电路中，有功功率、无功功率和视在功率之间的关系是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 13．RLC 串联电路发生谐振的条件是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 14．一个耐压为250 V 的电容器接入正弦交流电路中使用，加在电容器上的交流电压有效值可以是（ ）。 A ．200 V B ．250 V C ．150 V D ．177 V 15．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，当端电压与电流同相时，频率与参数的关系满足_____。 a)ωL 2C 2=1 b)ω2LC=1 c)ωLC=1 d)ω=L 2C 16．在R-L-C 串联的正弦交流电路中，调节其中电容C 时，电路性质变化 的趋势为____。 a)调大电容，电路的感性增强 b)调大电容，电路的容性增强 c)调小电容，电路的感性增强 d)调小电容，电路的容性增强 17．如右图所示为正弦交流电路，电压表V 1、V 2、V 读数分别是U 1、U 2、U ， 当满足U=U 1+U 2时，框中的元件应该是______。 a)电感性 b)电容性 c)电阻性 d)条件不够，无法确定 18．如左下图所示电路在开关S 断开时谐振频率为f 0，当S 合上时，电路谐振频率为___ 。 a)021f b)03 1f c)03f d)0f 19．上题图中，已知开关S 打开时，电路发生谐振，当把开关合上时，电路呈现____。 a)阻性 b)感性 c)容性 20．如下中图所示电路，当此电路发生谐振时，V 表读数为____。 a)s U b)大于0且小于s U c)等于0
电工技术基础与技能 第八章 正弦交流电路 练习题 班别：高二（ ） 姓名： 学号： 成绩： 一、是非题 1、电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以它们是同相的。 （ ） 2、正弦交流电路，电容元件上电压最大时，电流也最大。 （ ） 3、在同一交流电压作用下，电感L 越大，电感中的电流就越小。 （ ） 4、端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。 （ ） 5、有人将一个额定电压为220V 、额定电流为6A 的交流电磁铁线圈误接在220V 的直流电源上， 此时电磁铁仍将能正常工作。 （ ） 6、某同学做荧光灯电路实验时，测得灯管两端电压为110V ，镇流器两端电压为190V ，两电压 之和大于电源电压220V ，说明该同学测量数据错误。 （ ） 7、在RLC 串联电路中，U R 、U L 、U C 的数值都有可能大于端电压。 （ ） 8、额定电流100A 的发电机，只接了60A 的照明负载，还有40A 的电流就损失了。 （ ） 9、在RLC 串联电路中，感抗和容抗数值越大，电路中的电流也就越小。 （ ） 10、正弦交流电路中，无功功率就是无用功率。 （ ） 二、选择题 1、正弦电流通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。 A.t R U i R ωsin = B. R U i R = C. R U I R = D. )sin(?ω+=t R U i R 2、纯电感电路中，已知电流的初相角为-60°，则电压的初相角为( )。 ° ° ° ° 3、加在容抗为100Ω的纯电容两端的电压V t )3 sin(100u c π ω-=，则通过它的电流应是 （ ）。 A. A t )3 sin(i c π ω+= B. A t )6 sin(i c π ω+ = C. A t )3 sin(2i c π ω+ = D. A t )6 sin(2i c π ω+ = 4、两纯电感串联，X L1=10Ω，X L2=15Ω，下列结论正确的是（ ）。 A. 总电感为25H ； B. 总感抗2221L X L L X X += C. 总感抗为25Ω D. 总感抗随交流电频率增大而减小 5、某电感线圈，接入直流电，测出R=12Ω；接入工频交流 电，测出阻抗为20Ω，则线圈的感抗为( )Ω。 6、如图8-43所示电路，u i 和u o 的相位关系是 ( )。 A. u i 超前u o B. u i 和u o 同相 C. u i 滞后u o D. u i 和u o 反相 7、已知RLC 串联电路端电压U=20V ，各元件两端电压 U R =12V ，U L =16V ，U C =( )V 。 8、在RLC 串联电路中，端电压与电流的矢量图如图8-44 所示，这个电路是( )。 A.电阻性电路 B.电容性电路 C.电感性电路 D.纯电感电路 9、在某一交流电路中，已知加在电路两端的电压是V t u )60sin(220?+=ω ，电路中的电流 是A t i )30sin(210?-=ω ，则该电路消耗的功率是( )W 。 D.3100 10、交流电路中提高功率因数的目的是( )。 A.增加电路的功率消耗 B.提高负载的效率 C.增加负载的输出功率 D.提高电源的利用率 三、填充题 1、一个1000Ω的纯电阻负载，接在V t )30314sin(311u ?+=的电源上，负载中电流 I= A ，i=)30314sin(311.0?+t A 。 2、电感对交流电的阻碍作用称为 感抗 。若线圈的电感为，把线圈接在频率为50Hz 的 交流电路中，X L = Ω。 3、有一个线圈，其电阻可忽略不计，把它接在220V 、50Hz 的交流电源上，测得通过线圈的电
哈尔滨工业大学 电工学教研室 第3章正弦交流电路 返回
3.1 正弦电压与电流3.3 电阻元件、电感元件与电容元件3.4 电阻元件的交流电路3.5 电感元件的交流电路3.6 电容元件的交流电路 3.7 电阻、电感与电容元件的交流电路3.8 阻抗的串联与并联3.9 交流电路的频率特性3.10 功率因数的提高 目录 3.2 正弦量的相量表示法
3.1 正弦电压与电流 直流电和正弦交流电 前面两章分析的是直流电路，其中的电压和电流的大小 和方向是不随时间变化的。 I，U O t 直流电压和电流 返回
t i u O 正弦电压和电流 实际方向和参考方向一致 实际方向和参考方向相反 ＋ － 正半周 实际方向和参考方向一致 + _ u R ⊕ i 负半周 实际方向和参考方向相反 + _ u R ⊕ i 正弦交流电的电压和电流是按照正弦规律周期性变化的。
3.1.1 频率和周期 正弦量变化一次所需要的时间（秒）称为周期（T ）。每秒内变化的次数称为频率（），单位是赫兹（Hz ）。 我国和大多数国家采用50Hz 的电力标准，有些国家（美国、日本等）采用60Hz 。 小常识 正弦量变化的快慢还可用角频率来表示：f T ππω22==t T 2 T 2 3T t ωπ π 2π3π 4T 2u i O f 频率是周期的倒数: f =1/T 已知=50Hz,求T 和ω。 [解]T =1/=1/50=0.02s, ω=2π=2×3.14×50＝314rad/s f f f 例题3.1
3.1.2 幅值和有效值 瞬时值和幅值 正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用小写字母表示，如、u、e等。 i 瞬时值中的最大的值称为幅值或最大值，用带下标m的大写字母表示，如I U m、E m等。 m、 有效值 在工程应用中常用有效值表示交流电的幅度。一般所讲的正 弦交流电的大小，如交流电压380V或220V，指的都是有效值。 有效值是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流 电流I 流过相同的电阻R，如果在交流电的一个周期内交流电和直 流电产生的热量相等，则交流电流的有效值就等于这个直流电的 电流I。
第3章 正弦交流电路 一、选择题 1.在负载为纯电容元件的正弦交流电路中，电压u 与电流i 的相位关系是（ A ） A.u 滞后i 90o B.u 超前i 90o C.反相 D.同相 2.已知正弦电流的有效值相量为 则此电流的瞬时值表达式是下列式中的（ C ） A ．10sin(ωt-45o)A B ．10sin(ωt+45o)A C ．102sin(ωt-45o)A D ．102 sin(ωt+45o)A 3.通过电感L 的电流为i L =62sin(200t+30o)A ，此电感的端电压U L =2.4V ，则电感L 为（ B ） A.2mH B.2mH C.8mH D.400Mh 4.某电路元件中，按关联方向电流)90314sin(210?-=t i A ，两端电压 t u 314sin 2220=V ，则此元件的无功功率Q 为( c ) A.-4400W B.-2200var C.2200var D.4400W 5.纯电感元件的正弦交流电路如图示，已知电源的角频率为ω，其U 与I 的正确关系是 ( b ) A.L I j U ω-= B.L I j U ω= C.L 1I j U ω-= D. L 1I j U ω= 6.图示电路中，u 为正弦交流电压，其角频率为ω，则此电路中的阻抗模|Z|为( a ) A.2 221)C 1L ()R R (ω- ω++ B.2221)C 1L ()R R (ω+ω++ C. C 1L )R R (21ω-ω++ D.C 1L R R 21ω+ω++ 交流电路中，若u R =52sin(ω 7.R 、L 串联的正弦 I U ? ? R 1 L R 2C u
第三章 正弦交流电路 本章先介绍正弦交流电的基本特征和相量表示法，然后从单一参数电路出发，并以 RLC 串联电路为典型电路，讨论交流电路中电压和电流之间的关系。同时讨论正弦交流 电路中的功率和能量交换，最后介绍电路的谐振和功率因数的提高。 3．1 正弦交流电基本概念 一、正弦电压和电流 交流电是指大小和方向随时间作周期性变化的电压和电流。所谓正弦电压和电流，就是指其大小和方向按照正弦规律周期性变化的电压和电流，其瞬时值（即在任一时刻对应的数值）分别用小写字母u 、i 来表示。 之所以采用正弦交流电，除了它易于产生、易于转换和易于传输外，还由于同频率的正弦量之和或差仍为同频率的正弦量，正弦量的导数或积分仍为频率不变的正弦量。因此，当一个或几个同频率的正弦电压源作用于线性电路时，电路中各部分的电压和电流都是同一频率的正弦量，这将使电压和电流的测量和计算都较为方便。此外，由于任意周期性变化的量，都可以用傅里叶级数分解为直流分量和一系列不同频率的正弦波分量，因此，只要掌握了正弦交流电的分析方法，便可运用叠加定理去分析非正弦周期电流的线性电路了。 二、正弦交流电的数学表达式和三要素 正弦交流电在任一瞬时的值称为瞬时值，用小写字母来表示，如e 、u 和i 分别表示电动势、电压和电流的瞬时值。现以电流为例说明正弦弦交流电的数学表达式和三要素。 图3-1是一个正弦电流随时间变化的曲线，这种曲线称为波形图。图中 T 为电流i 变化一周所需 的时间，称为周期，其单 位为秒（s ），电流每秒变化的周数称为频率，用f 表示，单位为赫（Z H ）。频率与周期的关系是 图3-1 正弦交流电流
电工技术基础与技能 第十章 三相正弦交流电路 练习题 班别：高二（ ） 姓名： 学号： 成绩： 一、是非题 1、三相对称电源输出的线电压与中性线无关，它总是对称的，也不因负载是否对称而变化。 （ ） 2、三相四线制中性线上的电流是三相电流之和，因此中性线上的电流一定大于每根相线上的 电流。 （ ） 3、两根相线之间的电压称为相电压。 （ ） 4、如果三相负载的阻抗值相等，即︱Z 1︱=︱Z 2︱=︱Z 3︱，则它们是三相对称负载。 （ ） 5、三相负载作星形联结时，无论负载对称与否，线电流必定等于对应负载的相电流。 （ ） 6、三相负载作三角形联结时，无论负载对称与否，线电流必定是负载相电流的倍。 （ ） 7、三相电源线电压与三相负载的连接方式无关，所以线电流也与三相负载的连接方式无关。 （ ） 8、相线上的电流称为线电流。 （ ） 9、一台三相电动机，每个绕组的额定电压是220V ，三相电源的线电压是380V ，则这台电动机 的绕组应作星形联结。 （ ） 10、照明灯开关一定要接在相线上。 （ ） 二、选择题 1、三相对称电动势正确的说法是（ ）。 A.它们同时达到最大值 B.它们达到最大值的时间依次落后1/3周期 C.它们的周期相同，相位也相同 D.它们因为空间位置不同，所以最大值也不同 2、在三相对称电动势中，若e 1的有效值为100V ，初相为0，角频率为ω，则e 2、e 3可分别表 示为( )。 A. tV e tV e ωωsin 100,sin 10032== B. V t e V t e ）（）?+=?-=120sin 100,120sin(10032ωω C. V t e V t e ）（）?+=?-=120sin 2100,120sin(210032ωω D. V t e V t e ）（）?-=?+=120sin 2100,120sin(210032ωω 3、三相动力供电线路的电压是380V ，则任意两根相线之间的电压称为（ ）。 A.相电压，有效值为380V B.线电压，有效值为220V C.线电压，有效值为380V D.相电压，有效值为220V 4、对称三相四线制供电线路，若端线上的一根熔体熔断，则熔体两端的电压为（ ）。 A. 线电压 B. 相电压 C. 相电压+线电压 D. 线电压的一半 5、某三相电路中的三个线电流分别为A t i ）?+=30sin(181ω A t i ）?-=90sin(182ω A t i ）?+=150sin(183ω ，当t=7s 时，这三个电流之和i=i 1+i 2+i 3为( )。 218 C. 318 A 6、在三相四线制线路上，连接三个相同的白炽灯，它们都正常发光，如果中性线断开，则（ ）。 A.三个灯都将变暗 B.灯将因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 7、在上题中，若中性线断开且又有一相断路，则未断路的其他两相中的灯( )。 A.将变暗 B.因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 8、在第（6）题中，若中性线断开且又有一相短路，则其他两相中的灯（ ）。 A.将变暗 B.因过亮而烧毁 C.仍能正常发光 D.立即熄灭 9、三相对称负载作三角形联结，接于线电压为380V 的三相电源上，若第一相负载处因故发生 断路，则第二相和第三相负载的电压分别为（ ）。 、220V 、380V 、220V 、190V 10、在相同的线电压作用下，同一台三相异步电动机作三角形联结所取用的功率是作星形联结 所取用功率的( )。 A. 倍3 3 C. 3/1 倍 三、填充题 1、三相交流电源是三个单相电源一定方式进行的组合，这三个单相交流电源的 、 、 。 2、三相四线制是由 和 所组成的供电体系，其中相电压是指
习 题 2.1 电流π10sin 100π3i t ? ?=- ?? ?，问它的三要素各为多少？在交流电路中，有两个负载， 已知它们的电压分别为1π60sin 3146u t ??=- ???V ，2π80sin 3143u t ? ?=+ ?? ?V ，求总电压u 的瞬时值 表达式，并说明u 、u 1、u 2三者的相位关系。 解：(1)最大值为10（V ），角频率为100πrad/s ，初相角为-60°。 （2）?-=30/601m U &（V ）?=60/802m U &（V ） 则?=?+?-=+=1.23/10060/8030/6021m m m U U U &&&（V ） )1.23314sin(100?+=t u （V ）u 滞后u 2 ，而超前u 1 。 2.2 两个频率相同的正弦交流电流，它们的有效值是I 1=8A ，I 2=6A ，求在下面各种情况下，合成电流的有效值。 （1）i 1与i 2同相。 （2）i 1与i 2反相。 （3）i 1超前i 2 90o角度。 （4）i 1 滞后i 2 60o角度。 解：（1）146821=+=+=I I I （A ） （2）6821+=-=I I I （A ） （3）1068222 22 1=+=+= I I I （A ） （4）设?=0/81 I &（A ）则?=60/62I &（A ） ?=?+?=+=3.25/2.1260/60/82 1I I I &&&（A ） 2.12=I （A ） 2.3 把下列正弦量的时间函数用相量表示。 （1）u =t V （2）5i =-sin(314t – 60o) A 解：(1)U &=10/0o (V) (2)m I &=－5/－60o =5/180o－60o=5/120o (A) 2.4 已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ，初相位为–60°，其有效值为多少？写出其瞬时值表达式；当t =0.0025s 时，U ab 的值为多少？ 解：∵U U ab abm 2= ∴有效值2203112 1 21=?= =U U abm ab (V) 瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V) 当t =0.0025S 时，5.80)12sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ? ? -??=πππU ab (V) 2.5 题2.5图所示正弦交流电路，已知u 1t V ，u 2t –120o) V ，
正弦交流电测试题 姓名: 班级: 一. 是非题 （1）R-L-C 串联谐振又叫做电流谐振。 （ ） （2）某同学做荧光灯电路实验时，测得灯管两端电压为110V ，镇流器两端电压为190V ，两电压之和大于电源电压220V ，说明该同学测量的数据错误。（ ） （3）在同一交流电作用下，电感L 越大，电感中的电流就越小。（ ） （4）端电压滞后电流的交流电路一定是感性电路。 （ ） （5）有人将一个额定电压为220V 、额定电压为6A 的交流电磁铁线圈误接在220V 的直流电源上，此时电磁铁仍将能继续工作。（ ） （6）两个同频率正弦量的相位差，在任何瞬间都不变。（ ） （7）在R-L-C 串联电路中，ＵR 、ＵL 、Ｕc 的数据值都有可能大于端电压（ ） （8）电阻元件上电压、电流的初相一定都是零，所以他们是同相的。 （ ） （9）在R-L-C 串联中，感抗和容抗数值越大，电路中的电流就越小。（ ） （10）正弦交流电的相位，可以决定正弦交流电在变化过程中，瞬时值的大小和正负。（ ） （11）正弦交流电路中，电感元件上电压最大时，瞬时功率却为零。（ ） （12）在荧光灯两端并连一个适当数值的电容器，可提高电路的功率因数，因而可少交电费。（ ） （13）正弦交流电的平均值就是有效值。（ ） （14）正弦交流电的平均功率就是有功功率。（ ） （15）只有同频率的几个正弦量的相量，才可以画在同一个向量图上进行分析。（ ） 2. 选择题 （1）正弦电流通过电阻元件时，下列关系正确的是。（ ） A.t R U i ωsin = B.R U i = C.R U I = D.)sin(ρω+=t R U i （2）纯电感电路中，已知电流的初相角为-60，则电压的初相角为（ ） A. 30° B.60° C.90° D.120° （3）加载容抗为100Ω的纯电容的两端电压uc=100sin （ωt-3）V ，则通过他的电流应是（ ） A.A t ic )3sin(π ω+= B.A t ic )6sin(π ω+= C.A t ic )3sin(2π ω+= D.A t ic )6 sin(2πω+= （4）两纯电感串联，X L1=10Ω，X L2=15Ω，下列结论正确的是（ ） A.总感抗25H B.总感抗Xl C.重感抗为25Ω D.总感抗随交流电频率增大而减小 （5）某电感线圈，接入直流电，测出R=12Ω；接入工频交流电，测出阻抗为20Ω，则线圈的感抗为（ ） A. 20Ω B.16Ω C.8Ω D.32Ω
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____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 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V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ，ψ = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相位差为_____，___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V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，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、_____ 和_____ 。 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V t U u u m )sin(ψω-=，则其相量形式? U =______V 。 16．已知某正弦交流电流相量形式为0 i120e 50=? I A ，则其瞬时表达式i =__________A 。 17．已知Z 1=12+j9， Z 2=12+j16， 则Z 1·Z 2=________，Z 1/Z 2=_________。 18．已知11530Z =∠?，22020Z =∠?，则 Z 1?Z 2=_______，Z 1/Z 2=_________。 19．已知A )60sin(210,A )30sin(250 201+=+=t i t i ωω，由相量图得 ? ?+21I I =_________，所以21i i +=___________。 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
正弦交流电路练习题三 一、选择题 1、正弦交流电的三要素是指（） A、电阻、电容和电感 B、有效值、频率和初相位 C、电流、电压和相位差 D、瞬时值、最大值和有效值 2、交流电路中视在功率的单位是（） A、焦耳 B、瓦特 C、伏安 D、乏 3、在纯电容电路中正确的关系式是（） A、Ｉ＝ωＣＵＢ、Ｉ＝Ｕ／ωＣＣ、Ｉ＝Ｕm/Ｘc Ｄ、Ｉ＝u／Ｘc 4、交流电路如图所示，安培表A1、A2的读数分别 为13A和5A，则安培表A3的读数是（） A、8A B、12A C、18A D、约14A 5、交流电路如图所示，电阻、电感和电容两端的 电压都是100V，则电路的端电压是（） A、100V B、300V C、200V D、1003V 6、在RLC串联电路中，端电压与电流的相量图如图 所示，这个电路是（） A、电阻性电路 B、电容性电路 C、电感性电路 D、纯电感电路 7、一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定的热功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值为（）。 A、7.07 B、5V C、14V D、10V 8、已知交流电流的解析式为：i1=4sin(314t-π/4)A,当它通过R=2Ω的电阻时，电阻上消耗的功率为（） A、32W B、8W C、16W D、10W 二、填空题 1、市用照明电的电压是220V，这是指电压的________值，接入一个标有“220V、100W”的灯泡后，灯丝上通过的电流有效值是________，电流的最大值是________。 2、在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，电路的阻抗为________，该电路称为________性电路。电阻上的平均功率为________， 无功功率为________，电感上的平均功率为________，无功功率为________，电容上的平均功率为________，无功功率为________。 3、已知交流电压u=2202sin(314t+450)V,它的有效值是________，频率是________，初相是________。若电路上接一纯电感负载X L=220Ω，则电路中电流的大小是________，电流的解析式是________________。 4、如图所示，（a）是________电路的波形图，（ b）是________电路的相量图。
第七章 正弦交流电路的基本概念测试题 一、填空题 1．交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化，且在一个周期内其平均值为零的电流。 2．正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 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V t t u )270100sin(4)(?+-=，m U = V ，ω= rad/s ， Ф = rad ，T= s ，f= Hz ，T t= 12 时，u(t)= 。 . 8．已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ，则21i i 和的相 位差为_____，___超前___。 9．有一正弦交流电流，有效值为20A ，其最大值为______。 10．已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ，该电压有效值U=_____。 11．已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ，该电流有效值I=_____。 12．已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ，它的最大值为___，有效值为____，角频 率为____，相位为____，初相位为____。 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))302sin(0+=t I i m ω b) )180sin(0 +=t I i m ω c) t I i m ωsin = ) 3、图4-2所示波形图中，电压的瞬时表达式为__________V 。 a) )45sin(0-=t U u m ω b) )45sin(0+=t U u m ω c) )135sin(0 +=t U u m ω 4、图4-3所示波形图中，e 的瞬时表达式为_______。 a) )30sin(0-=t E e m ω b) )60sin(0-=t E e m ω c) )60sin(0 +=t E e m ω 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)－ 1200
《电工技术基础与技能》复习题 8正弦交流电路 一、是非题： 1 ?电阻元件上的电压、电流的初相一定都是零，所以它们是同相的。（） 2 ?正弦交流电路，电容元件上电压最大时，电流也最大。（） 3 .在同一交流电压作用下，电感L越大，电感中的电流就越小。（） 4 ?端电压超前电流的交流电路一定是电感性电路。（） 5?有人将一个额定电压为220V、额定电流为6A的交流电磁铁线圈误接在220V的直流电源上，此时电磁铁仍将能正常工作。（） 6 .某同学做荧光灯电路实验时，测得灯管两端的电压为110V，镇流器两端电压为190V , 两电压之和大于电源电压220V，说明该同学测量数据错误。（） 7?在RLC串联电路中，U R、U L、U C的数值都有可能大于端电压。（） &额定电流100A的发电机，只接了60A的照明负载，还有40A的电流就损失了。（） 9.在RLC串联电路中，感抗和容抗数值越大，电路中的电流也就越小。（）2.纯电感电路中，已知电流的初相角为一 A . 30°B. 60°C. 3 ?加在容抗为100 Q的纯电容两端的电压 是（ A. i c sin( t C . i c . 2 sin( 4 .两纯电感串联, A .总电感为 C . 60 ° 90 ° U c 25H B. i c X L1 10 D. i c D . i n( t ) R ，则电压的初相角为（ D . 120° 100S^ t肆， X L2 15 ，下列结论正确的是（ B.总感抗X L；X M X22 则通过它的电流应 10 .正弦交流电路中，无功功率就是无用功率。() 11 .在纯电阻电路 中， 下列各式对的打错的打X … U, U m ⑴1 () ⑵i —() ⑶I m "L () R R R ⑷ p Ui () ⑸ P=UI () ⑹ P=0() 12 .在纯电感电路中，下列各式对的打2,错的打X 、U、U m U ⑴1 () ⑵1 m ( ) ⑶i - () L X L X L .. U 2U ⑷ P=0 () ⑸ Q L() ⑹i.2 —s in( t U)() L X L 13 .在纯电容电路 中， 下列各式对的打2,错的打X ⑴1 U( U ) ⑵i ( ) ⑶X C 2 fC () C X C ⑷ Q C UI ( )⑸ Q c U2 C ( )⑹i C U 2sin( t U)() X C C.总感抗为 5.某电感线圈, 圈的感抗为（ A. 32 Q 6 .已知RLC U C () A. 4V 二、选择题： 1.正弦交流电通过电阻元件时，下列关系式正确的是（ ）。 25 Q 接入直流电，测出 ） B . 20 Q 串联电路端电压 B . 12V 总感抗随交流电频率增大而减小 R=12 Q;接入工频交流电，测出阻抗为 C. 16Q U=20V，各元件两端电压U R 12V , C. 28V D. 32V 7 .如下图所示的电路，U i和U o的相位关系（ C. 8.在 U i超前U o U i滞后U o U i和U o同相 U i和U o反相 RLC串联电路中，端电压与电流的矢量图如上图所示，这个电路是（ U i 选择题第7题 U o 20 Q，则线 U L16V , ?