第4章部分作业答案

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第四章 部分作业答案
4.2.4 某实验中,在双踪示波器的屏幕上显示出两个同频率正弦电压1u 和2u 的波形,如图4.04所示。

(1)求电压1u 和2u 的周期和频率;
(2)若时间起点(0=t )选在图示位置,试写出1u 和2u 的三角函数式,并用相量式表示。

解:(1)s T 01.081025.13=⨯⨯=-
Hz T f 10001
.011===
(2)三角函数式:
V t u o )451256sin(41+=
V t u )1256sin(22=
相量式:
V e
j j U o j o o o 452222)45cos 45(cos 222222451∠==+=+=∙ V e j U o j o o o 022)0cos 0(cos 2202∠==+==∙
4.2.5 已知正弦量V e
U j 30220=∙和A j I 34--=∙
,试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。

如A j I 34-=∙,则又如何?
解:三角函数式:V t u )(
30sin 2220+=ω,A t i ) 1.143sin(25-=ω
如A j I 34-=∙,则A t i ) 9.36sin(25-=ω
正弦波形: 相量图:
4.5.6 在图4.13中,A I 101=,A I 2102=,V U 200=,Ω=5R ,L X R =2,试求I ,C X ,L X 及2R 。

解:设V U U
022∠=∙电路的相量图如下所示:
A I I 1045cos 2==
V IR U 5051011=⨯==
V U U U 1502520012=-=-=
Ω===1510
15012I U X C Ω=⨯===5.72210150
222
2I U X R L
4.5.7 在图4.14中,A I I 1021==,V U 100=,u 与i 同相,试求I ,R ,C X 及L X 。

解:设V U U
022∠=∙电路的相量图如下所示:
A I I 21021==
V U U 1001==
V U U 210022==
Ω===252
101001I U X L Ω====21010
210022I U X R C 4.5.9 在图4.16中,已知V U 220=,Ω=101R ,Ω=3101X ,Ω=202R ,试求各个电流和平均功率。

解:设V U 0220∠=∙ A j jX R U I
601131**********-∠=+∠=+=∙
∙ A R U I
01120022022∠=∠==∙
∙ A I I I 3031121-∠=+=∙
∙∙ W R I R I P 36302011101122222121=⨯+⨯=+=
4.5.15 在图示电路中,已知bc ab U U =,Ω=10R ,Ω==
101C X C ω,L ab jX R Z +=。

试求∙U 和∙I 同相时ab Z 等于多少?
解:5510
10)10(10)(j j j jX R jX R Z C C bc -=--=--=
整个电路的总阻抗:
Ω-++=+=)5()5(L bc ab X j R Z Z Z
由∙U 和∙I 同相得:Ω=5L X
由bc ab U U =得:bc ab Z Z =,则Ω=5R
即:Ω+=55j Z ab
4.8.1今有W 40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)串联在电压为V 220,频率为Hz 50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V 110,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。

解:A U P I R 11
411040===,Ω===5.30211
4110I U R R Ω=⨯==5245.30233R X L ,H X L L
7.1314
524===ω 5.0cos 1=φ,3tan 1=φ,8.0cos 2=φ,43tan 2=
φ F U P C μωφφ58.2314
220)433(40)tan (tan 2221=⨯-=-= 4.8.3 在图4.26中,V U 220=,Hz f 50=,Ω=101R ,Ω=3101X ,Ω=52R ,Ω=352X 。

(1)求电流表的读数I 和电路功率因数1cos φ
(2)欲使电路的功率因数提高到0.866,则需要并联多大电容?
(3)并联电容后电流表的读数为多少?
解:(1)V U 0220∠=∙ A j jX R U I
601131**********-∠=+∠=+=∙
∙ A j jX R U I
60223550220222-∠=+∠=+=∙
∙ A I I I 60336022601121-∠=-∠+-∠=+=∙
∙∙W R I R I P 363052*********
2121=⨯+⨯=+=
电流表的读数A I 33=,电路功率因数5.0cos 1=φ
(2)5.0cos 1=φ,3tan 1=φ,866.0cos 2=φ,33tan 2=φ F U P C μωφφ7.275314
220)333(3630)tan (tan 2221=⨯-=-= (3)并联电容后电流表的读数
A U P I 1.19866
.02203630cos 2=⨯==φ。