电工学课后习题答案-第3章-交流电路习题及答案

第1章直流电路习题参考答案一、填空题：1. 任何一个完整的电路都必须有、和 3个基本部分组成。

具有单一电磁特性的电路元件称为电路元件，由它们组成的电路称为。

电路的作用是对电能进行、和转换；对电信号进行、和。

2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是元件，它们都是无源元件。

3. 电路有、和三种工作状态。

当电路中电流0R U I S 、端电压U＝0时，此种状态称作，这种情况下电源产生的功率全部消耗在。

4.从耗能的观点来讲，电阻元件为元件；电感和电容元件为元件。

二、判断题：1. 理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。

（）2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。

（）3. 电压是产生电流的根本原因。

因此电路中有电压必有电流。

（）4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。

（）三、选择题：（每小题2分，共30分）1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（）功率。

A、吸收；B、发出。

2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（）A、负载电阻增大；B、负载电阻减小；C、电源输出的电流增大。

3. 当电流源开路时，该电流源内部（）A、有电流，有功率损耗；B、无电流，无功率损耗；C、有电流，无功率损耗。

4. 某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”，正常使用时允许流过的最大电流为（）A、50mA；B、2.5mA；C、250mA。

四、计算题1.1已知电路如题1.1所示，试计算a、b两端的电阻。

1.2根据基尔霍夫定律，求图1.2所示电路中的电流I1和I2；1.4 根据基尔霍夫定律求图 1.3图所示电路中的电压U1、U2和U3。

1.5 已知电路如图1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5Ω，R2=R3=10Ω。

《电工与电子技术基础》第3章三相交流电路习题解答(重庆科技学(精)习题3.1某三相同步发电机，三相绕组连接成星形时的线电压为10.5kV，若将它连接成三角形，则线电压是多少？若连接成星形时，B相绕组的首末端接反了，则3个线电压的有效值UAB、UBC、UCA各是多少？解：三相绕组连接成星形时UL=线电压为10.5kV，则每相绕组的电压为6.06kV，3UP，若连接成三角形UL=UP，则线电压为6.06kV。

若连接成星形时，B相绕组的首末端接反了，则B相相电压的相位与原来的相差1800，根据相量计算可得UAB=6.06kV、UBC=6.06kV、UCA=10.5kV。

3.2题3.2图所示的三相对称电路，线电压UL=380V，每相负载Z=6+j8Ω，试求相电压、相电流和线电流，并画出电压和电流的相量图。

解：由题意：负载作星接Ul=Up因Ul=380V，则Ua=Ub=Uc=设Ua=220/0°（V）3803=220（V）因相电流即线电流，其大小为：IA=..220=22(A)6+j8IB=22/−173ο(A)IC=22/67°(A)此时的相量图略。

3.3有一电源和负载都是星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗Z=10Ω，试求负载的相电流和线电流。

解：负载的相电压等于电源的相电压：Up=220（V）.Il=Ip=UP220==22(A)Z103.4有一电源和负载都是三角形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗Z=10Ω，试求负载的相电流和线电流。

解：负载的相电压等于电源的相电压：Up=220（V）Ip=UP220==22(A)Z10Il=Ip=223=38(A)第3章三相交流电路习题解答773.5有一电源为三角形连接，而负载为星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V，每相负载的阻抗为10Ω，求负载的相电流和线电流。

题3.2图题3.6图解：电源为三角形连接，则电源侧：Ul=Up1=220（V）负载为星形连接，则负载侧：Ul=3UpUp=2203=127（V）Il=Ip=3.6UP127==12.7(A)Z10题3.6图所示电路中的电流表在正常工作时的读数是26A，电压表读数是380V，电源电压对称。

第三章 正弦交流电路三、习题详解3-1 试计算下列正弦量的周期、频率和初相：（1）)30314(sin 5 +t （2）)60(cos 8+πt解 （1）周期 s 02.050131422==π=ωπ=T 频率 Hz 5002.011===T f初相 ︒=300ϕ（2）周期 s 222=ππ=ωπ=T频率 Hz 5.0211===T f初相 ︒=1500ϕ3-2 试计算下列各正弦量间的相位差：（1）A )30(sin 5)(1+ω=t t iA )30(sin 4)(2-ω=t t i（2）V )1520(cos 5)(1+=t t uV )3010(sin 8)(2-=t t u（3）V )45(sin 30)(+ω=t t uA )30(sin 40)(-ω=t t i解 (1)60303021=--=-=）（ϕϕϕ (2) 角频率不同，比较无意义。

(3) ︒=︒--︒=-=75)30(4521ϕϕϕ注意 ①通常只对同频率的两个正弦量才能做相位比较。

②求相位差时要将两个正弦量用相同的sin 函数或cos 函数表示。

③求相位差时，两个正弦量表达式前均带正号。

3-3 已知正弦量 30j 220e U =和A I3j 4--= ，试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。

解 (1)30j 220e U= 三角函数式 )30sin(2220︒+ω=t u2t︒-30330︒46 图3-1题3-3正弦波形(2) A 3j 4--=I三角函数式 A )43a r c t g s i n (25π-+ω=t i 正弦波形，相量图可参照（1）答案画出。

注意 习惯上常取初相绝对值小于180°。

3-4 写出下列正弦量的相量表示式（1）A cos 25t i ω=（2）V )45314(cos 2125-=t u（3）A )605(sin 10--=t i解 （1）A cos 25t i ω=A t t t t i )90sin(25)90sin(25)90sin(25cos 25︒+=︒--=-︒==ωωωωA 905︒∠=∴I（2）V )45314(cos 2125-=t u)4531490sin(2125)45314(cos 2125︒+-︒=-=t t u)135314sin(2125)314135sin(2125︒--=-︒=t t )45314sin(2125)180135314sin(2125︒+=︒+︒-=t tV 45125︒∠=∴U（3）A )605(sin 10--=t iA )1205sin(10)180605sin(10)605(sin 10︒+=︒+︒-=--=t t t iA 12025︒∠=∴I注意 ①不能认为电流相量I等于正弦量i. 即≠I i. ②以余弦函数表示的正弦电流都要将其化为正弦表达式，再写出相量。

第3章 三相交流电路习题参考答案一、 填空题： 1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。

此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。

2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。

假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。

二、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。

（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。

（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有P 3I I l =成立。

（错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。

（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。

（对）6. 中线不允许断开。

因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。

（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、 三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。

2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。

3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。

四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z 。

解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。

第三章交流电路3-1 试写出表示u A =)120314sin(2220,314sin 22200-==t u tV u B A 和V t u C )120314sin(22200+=的，并画出相量图。

解：V U V U V U C B A 0.00120220,120220,0220∠=-∠=∠=•••3-2 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=52A ，试分别用三角函数式和复数式表示各正弦量。

3-3已知正弦电流i 1=22sin(100πt+60°)A, i 2=32sin(100πt+30°)A,试用相量法求i=i 1+i 2。

解A tg j j j j I I I 010000210.4284.4)598.3232.3(3914.23232.3598.3)213232(23321230sin 330cos 360sin 260cos 2∠=∠=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+++=+=-•••i= 4.842 sin （100πt+42.00） A3-4在图示电路中，已知R=100Ω，L=31.8mH ，C=318uF 。

求电源的频率和电压分别为50Hz 、100V 和1000Hz 、100V 的两种情况下，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.解：当F=50HZ 、U=100V 时，S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(1099.9100108.312501003A LV ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Q=UIb=1000Var S 接到c ，)(10100103182506A C V Ic =⨯⨯⨯⨯==-πω。

无功功率为：q=UIc=-1000Var当F=1000HZ 、U=100V 时S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(5.08.199100108.31210001003A L V ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Qb=UIb=50Var S 接到c ，)(8.19910010318210006A C V Ic=⨯⨯⨯⨯==-πω。

第三章单相交流电路§3-1 交流电的基本概念一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。

2．交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间，用符号T表示，其单位为秒（S）；交流电的频率是指交流电1S内变化的次数，用符号f表示，其单位为赫兹（Hz），周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。

3．我国动力和照明用电的标准频率为50Hz，习惯上称为工频，其周期是0.02s，角频率是314rad／s。

4．正弦交流电的三要素是周期（频率或角频率）、有效值（最大值）和初相位。

5．已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A，则该交流电的最大值为1A，有效值为0.707A，频率为50Hz，周期为0.02S，初相位为-π/4。

6．阻值为R的电阻接入2V的直流电路中，其消耗功率为P，如果把阻值为R/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中，它消耗的功率为P。

7．如图3-1所示正弦交流电流，其电流瞬时值表达式是：i=4sin314t（A）。

8．常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。

9．作相量图时，通常取逆（顺、逆）时针转动的角度为正，同一相量图中，各正弦量的频率应相同。

用相量表示正弦交流电后，它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。

二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）1．正弦交流电的三要素是指：有效值、频率和周期。

(×)2．用交流电压表测得交流电压是220V，则此交流电压的最大值是380V。

(×) 3．一只额定电压为220V的白炽灯，可以接到最大值为311V的交流电源上。

(√)4．用交流电流表测得交流电的数值是平均值。

(×)三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．交流电的周期越长，说明交流电变化得(B).A．越快B．越慢C．无法判断*2．某一正弦交流电压的周期为0.Ols，其频率为(C)。

电工技术第3章(李中发版)课后习题及详细解答第3章单相正弦电路分析3.1 已知正弦电压（V）、（V），则u1与u2的相位差为，是否正确？为什么？分析讨论相位差问题时应当注意，只有同频率正弦量才能对相位进行比较。

这是因为只有同频率正弦量在任意时刻的相位差是恒定的，能够确定超前、滞后的关系，而不同频率正弦量的相位差是随时间变化的，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。

解不正确。

因为u1的角频率为ω，而u2的角频率为2ω，两者的频率不同，相位差随时间变化，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。

3.2 已知某正弦电流的有效值为10 A，频率为50 Hz，初相为45°。

（1）写出该电流的正弦函数表达式，并画出波形图；（2）求该正弦电流在s时的相位和瞬时值。

解（1）由题设已知正弦电流的有效值A，频率Hz，初相。

由频率f可得角频率ω为：（rad/s）所以，该电流的正弦函数表达式为：（A）波形图如图3.7所示。

（2）s时的相位为：（rad）瞬时值为：（A）3.3 已知正弦电流（A）、（A），试求i1与i2的振幅、频率、初相、有效值和相位差，并画出其波形图。

解i1与i2的振幅分别为：（A）（A）频率分别为：（Hz）初相分别为：有效值分别为：（A）（A）i1与i2的相位差为：说明i 1超前i2。

波形图如图3.8所示。

图3.7 习题3.2解答用图图3.8 习题3.3解答用图3.4 设，，试计算、、AB、。

分析复数可用复平面上的有向线段、代数型、三角函数型和指数型（极坐标型）等形式表示。

复数的加减运算就是将实部和虚部分别进行加减，因而采用代数型比较方便。

复数的乘法运算就是将模相乘而辐角相加，复数的除法运算就是将模相除而辐角相减，因而采用指数型（极坐标型）比较方便。

解3.5 写出下列各正弦量所对应的相量，并画出其相量图。

（1）（mA）（2）（A）（3）（V）（4）（V）分析用相量来表示正弦量，就是用一个复数来反映正弦量的振幅（或有效值）和初相，即用相量的模来代表正弦量的振幅（或有效值），用相量的辐角来代表正弦量的初相。

第三章 正弦交流电路三、习题详解3-1 试计算下列正弦量的周期、频率和初相：（1）)30314(sin 5 +t （2）)60(cos 8+πt解 （1）周期 s 02.050131422==π=ωπ=T 频率 Hz 5002.011===T f初相 ︒=300ϕ（2）周期 s 222=ππ=ωπ=T频率 Hz 5.0211===T f初相 ︒=1500ϕ3-2 试计算下列各正弦量间的相位差：（1）A )30(sin 5)(1+ω=t t iA )30(sin 4)(2-ω=t t i（2）V )1520(cos 5)(1+=t t uV )3010(sin 8)(2-=t t u（3）V )45(sin 30)(+ω=t t uA )30(sin 40)(-ω=t t i解 (1)60303021=--=-=）（ϕϕϕ (2) 角频率不同，比较无意义。

(3) ︒=︒--︒=-=75)30(4521ϕϕϕ注意 ①通常只对同频率的两个正弦量才能做相位比较。

②求相位差时要将两个正弦量用相同的sin 函数或cos 函数表示。

③求相位差时，两个正弦量表达式前均带正号。

3-3 已知正弦量 30j 220e U =和A I3j 4--= ，试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。

解 (1)30j 220e U= 三角函数式 )30sin(2220︒+ω=t u2t︒-30330︒图3-1题3-3正弦波形(2) A 3j 4--=I三角函数式 A )43a r c t g s i n (25π-+ω=t i 正弦波形，相量图可参照（1）答案画出。

注意 习惯上常取初相绝对值小于180°。

3-4 写出下列正弦量的相量表示式（1）A cos 25t i ω=（2）V )45314(cos 2125-=t u（3）A )605(sin 10--=t i解 （1）A cos 25t i ω=A t t t t i )90sin(25)90sin(25)90sin(25cos 25︒+=︒--=-︒==ωωωωA 905︒∠=∴I（2）V )45314(cos 2125-=t u)4531490sin(2125)45314(cos 2125︒+-︒=-=t t u)135314sin(2125)314135sin(2125︒--=-︒=t t )45314sin(2125)180135314sin(2125︒+=︒+︒-=t tV 45125︒∠=∴U（3）A )605(sin 10--=t iA )1205sin(10)180605sin(10)605(sin 10︒+=︒+︒-=--=t t t iA 12025︒∠=∴I注意 ①不能认为电流相量I等于正弦量i. 即≠I i. ②以余弦函数表示的正弦电流都要将其化为正弦表达式，再写出相量。

第三章 电路的暂态分析3.2.1 图3.01所示各电路在换路前都处于稳态，试求换路后其中电流i 的初始值(0)i +和稳态值()i ∞。

(b)(a)(c)(d)图3.01解： （a ）A 5.1265.0)0(5.0)0(21)0(=×===−++L L i i i A 326)(==∞i（b ）02662)0(62)0(6)0(=−=−−=−=++c c u u iA 5.1226)(=+=∞i （c ）A 6)0()0(==−+i i A 0)(=∞i（d ）A 75.04364)0(622)0(6)0(=−=−=+−=−++c c u u iA 12226)(=++=∞i3.4.1 在图3.07(a)的电路中，u 为一阶跃电压，如图3.07(b)所示，试求3i 和c u 。

设V 1)0(c =−u 。

(a)图3.07(b)解：s 102)(331312−×=++=C R R R R R τV 22224)(C =+×=∞u V 1)0()0(C C ==−+u u V 2)(500C t e t u −−=mA 75.0)(1)(4)0(31131312322323213=+++++++=+R R R R R R R R R R R R R R R R i mA 144)(3==∞imA 25.01)(5003t e t i −−=3.4.2 电路如图3.08所示，求0t ≥时(1)电容电压C u ，(2)B 点电位B v 和(3)A 点电位A v 的变化规律。

换路前电路处于稳态。

Sk 10图3.08解：(1)求0≥t 时的电容电压C uV 15255)6(0)0()0(C =×+−−==−+C u uV 5.1525510)6(6)(C =×++−−=∞u[]s 1044.010100105//)2510(6123−−×=×××+=τ故V 5.05.1)5.11(5.1)(66103.21044.0C t t e et u ×−×−−=−+=−t =0_时k 10t =0+时+6V Ωk 10（2）求0≥t 时的B 点电位B v注意，+=0t 时，由于电容中存在电流，0CC ≠=dtdu Ci 因此，10K 和5K 电阻中的电流不等。

电工学课后习题答案电工学是一门研究电能的产生、传输、分配和使用的学科，它在现代工业和日常生活中扮演着极其重要的角色。

学习电工学，不仅要理解理论知识，还要通过课后习题来巩固和应用所学。

以下是一些电工学课后习题的参考答案，供同学们参考。

习题1：直流电路分析问题：计算电路中R1和R2的等效电阻。

答案：如果R1和R2是串联的，那么等效电阻R_eq = R1 + R2。

如果它们是并联的，那么1/R_eq = 1/R1 + 1/R2。

习题2：交流电路功率计算问题：已知一个交流电路中的电压有效值为220V，电流有效值为10A，求功率。

答案：功率P = V * I，其中V是电压有效值，I是电流有效值。

所以P = 220V * 10A = 2200W。

习题3：三相电路问题：一个三相电路的线电压是380V，相电压是多少？答案：在星形连接的三相电路中，相电压等于线电压的√3/2倍。

所以相电压V_phase = 380V * √3/2 ≈ 220V。

习题4：电磁感应问题：一个线圈在磁场中旋转，产生感应电动势。

如果线圈的电阻为10Ω，磁通量变化率为10 Wb/s，求感应电流。

答案：感应电动势E = -dΦ/dt，感应电流I = E/R。

所以I = -10 Wb/s / 10Ω = -1 A。

习题5：变压器原理问题：一个理想变压器的原边匝数为1000，副边匝数为500，输入电压为220V，求输出电压。

答案：理想变压器的电压比等于匝数比，即V2/V1 = N2/N1。

所以V2 = (500/1000) * 220V = 110V。

习题6：电动机的工作原理问题：一个三相异步电动机的转子转速为1500转/分钟，同步转速为1800转/分钟，求滑差。

答案：滑差s = (Ns - Nr) / Ns，其中Ns是同步转速，Nr是转子转速。

所以s = (1800 - 1500) / 1800 ≈ 0.167。

习题7：电路的谐振问题：一个RLC串联谐振电路，已知电阻R=100Ω，电容C=10μF，电感L=0.1H，求谐振频率。

第三章 三相交流电路3.1基本要求（1）掌握对称三相电源及其相电压、线电压的表示方法。

（2）能计算三相负载星形接法电路。

（3）能计算三相负载三角形接法电路。

（4）掌握三相功率的计算。

3.2基本内容3.2.1 对称三相电源（通常都为星型接法，如图3-1-1所示。

）对称三相电源是由三个同频率、等幅值、初相角依次落后120º的正弦电压构成。

三相电源的表示：瞬时值表达，波形表达，相量图表示，相量式表示，计算中常用的是相量图表示和相量式表示：1. 相电压：对称三相电源的相电压常以U P 表示：oo1100P U U U =∠=∠22120120P U U U =∠-︒=∠-︒24024033-∠=-∠=pUU U注： V 的单下标代表某点的电位，U 的双下标代表 图3-1-1 两点的电压，这里的1U 实质是电压1N U ，因为省略N ，故写作1U 。

2. 线电压：对称三相电源的线电压常以U L 表示：由相量图或复数可以证明：线电压U L 等于相电压P U 的3倍，且超前于相应相电压30º。

121211300333030P L U U U U =-=∠︒=∠⋅∠=⋅∠=∠，23232.........3090LU U U U =-==∠︒=∠-3131330......210LU U U U =-=∠︒==∠- 3.2.2 三相负载三相负载接入电源之前，首先核对每相负载的首端与尾端，每相负载在电路中施加的电压应符合本身的额定电压。

1. 三相负载的星形接法三相负载的首端分别接在三相电源上，其三个尾端的连结点N '接电源中线N 。

（1）若Z 1=Z 2=Z 3（大小相等，性质相同）是对称三相负载，以U U I I z Z==或求出各相电流，相量图求解或复数求解的结果，中线电流等于零（ 1230NL L L I I I I =++= ），可以省去中线，变成三相三线制。

注：尽管中线省去，但每相负载两端电压依然等于电源相电压U P 。