2.对有源二端网络求解其开路电压UOC;
3.把有源二端网络进行除源处理:其中电压源用短接线代替;电流源断开。然后对无源二端网络求解其入端电阻Req;
4.让开路电压UOC等于戴维南等效电路的电压源US,入端电阻Req等于戴维南等效电路的内阻R0,在戴维南等效电路两端断开处重新把待求支路接上,根据欧姆定律求出其电流或电压。
把一个有源二端网络化为一个无源二端网络就是除源,如上述3.所述。
4、实际应用中,我们用高内阻电压表测得某直流电源的开路电压为225V,用足够量程的电流表测得该直流电源的短路电流为50A,问这一直流电源的戴维南等效电路? 答:直流电源的开路电压即为它的戴维南等效电路的电压源US,225/50=4.5Ω等于该直流电源戴维南等效电路的内阻R0。
五、计算分析题
1、已知图2.5.1电路中电压U=4.5V,试应用已经学过的电路求解法求电阻R。 (18Ω)
A 4Ω 6Ω R + U -
+ 9V US - B 12Ω 图2.5.1
(1、提示思路:先将R支路去掉,用“两种实际电源等效变换法化简电路,求出UOC及Req”,再补上R支路求解所得)
2、求解图2.5.2所示电路的戴维南等效电路。 (Uab=0V,R0=8.8Ω)
6
12Ω + 20V - + Uab - 2Ω 5A 8Ω 2V 2Ω + - 图2.5.2
3、列出图2.5.4所示电路的结点电压方程。
解:画出图2.5.4等效电路图如下:
等效图 + 5A 6/5Ω A 3Ω 3A B 4Ω 2A
2Ω + 10V - 3Ω + 1Ω + 6V - 5Ω 6Ω 4A 4Ω
- 8V 图2.5.4 8V 对结点A:(?)VA?VB?2
对结点B:(?)VB?VA?1
135613131413试题库(3)交流电路
一、填空题
1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 最大值 、 角频率 和 初相 。
2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 频率 ;确定正弦量计时始位置的是它的 初相 。
t?30?)A,则该正弦电流的最大值是 7.07 A;有效3、已知一正弦量i?7.07cos(314值是 5 A;角频率是 314 rad/s;频率是 50 Hz;周期是 0.02 s;初相是 -30°。 4、两个 同频率 正弦量之间的相位之差称为相位差, 不同 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。
5、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的 有效 值。工
7
程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的 有效 值,此值与交流电最大值的数量关系为: 最大值是有效值的1.414倍 。
6、电阻元件上的电压、电流在相位上是 同相 关系;电感元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 超前 电流;电容元件上的电压、电流相位存在 正交 关系,且电压 滞后 电流。
7、能量转换中过程不可逆的功率称 有 功功率,用P表示,单位为 W ;能量转换中过程可逆的功率称 无 功功率,用Q表示,单位为 Var 。能量转换过程不可逆的功率意味着不但 有交换 ,而且还有 消耗 ;能量转换过程可逆的功率则意味着只 交换 不 消耗 。
8、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗z= R ,与频率 无关 ;电感元件上的阻抗
z= XL ,与频率 成正比 ;电容元件上的阻抗z= XC ,与频率 成反比 。
二、判断下列说法的正确与错误
1、正弦量的三要素是指它的最大值、角频率和相位。 ( 3 ) 2、u1?2202sin314tV超前u2?311sin(628t?45?)V为45°电角。 ( 3 ) 3、电阻元件上只消耗有功功率,不产生无功功率。 ( ∨ ) 4、从电压、电流瞬时值关系式来看,电感元件属于动态元件。 ( ∨ ) 5、无功功率的概念可以理解为这部分功率在电路中不起任何作用。 ( 3 ) 6、几个电容元件相串联,其电容量一定增大。 ( 3 )
三、单项选择题
1、在正弦交流电路中,电感元件的瞬时值伏安关系可表达为( C )
A、u?iXL B、u=jiωL C、u?Ldi dt2、一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为( C ) A、7.07V B、5V C、10V
3、电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将( A ) A、增大 B、减小 C、不变
4、电感元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将( B )
A、增大 B、减小 C、不变
5、实验室中的交流电压表和电流表,其读值是交流电的( B )。 A、最大值 B、有效值 C、瞬时值
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6、314μF电容元件用在100Hz的正弦交流电路中,所呈现的容抗值为( C ) A、0.197Ω B、31.8Ω C、5.1Ω
7、在电阻元件的正弦交流电路中,伏安关系表示错误的是( B ) A、u?iR B、U=iR C、U?IR
8、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 ) A、50mA B、2.5mA C、250mA
9、u=-100sin(6πt+10°)V超前i=5cos(6πt-15°)A的相位差是( C ) A、25° B、95° C、115°
四、简答题
1、电源电压不变,当电路的频率变化时,通过电感元件的电流发生变化吗? 答:频率变化时,感抗增大,所以电源电压不变,电感元件的电流将减小。
2、某电容器额定耐压值为450伏,能否把它接在交流380伏的电源上使用?为什么? 答:38031.414=537V>450V,不能把耐压为450V的电容器接在交流380V的电源上使用,因为电源最大值为537V,超过了电容器的耐压值。
3、你能说出电阻和电抗的不同之处和相似之处吗?它们的单位相同吗? 答:电阻在阻碍电流时伴随着消耗,电抗在阻碍电流时无消耗,二者单位相同。 4、无功功率和有功功率有什么区别?能否从字面上把无功功率理解为无用之功?为什么?
答:有功功率反映了电路中能量转换过程中不可逆的那部分功率,无功功率反映了电路中能量转换过程中只交换、不消耗的那部分功率,无功功率不能从字面上理解为无用之功,因为变压器、电动机工作时如果没有电路提供的无功功率将无法工作。
5、从哪个方面来说,电阻元件是即时元件,电感和电容元件为动态元件?又从哪个方面说电阻元件是耗能元件,电感和电容元件是储能元件?
答:从电压和电流的瞬时值关系来说,电阻元件电压电流为欧姆定律的即时对应关系,因此称为即时元件;电感和电容上的电压电流上关系都是微分或积分的动态关系,因此称为动态元件。从瞬时功率表达式来看,电阻元件上的瞬时功率恒为正值或零,所以为耗能元件,而电感和电容元件的瞬时功率在一个周期内的平均值为零,只进行能量的吞吐而不耗能,所以称为储能元件。
6、正弦量的初相值有什么规定?相位差有什么规定? 答:正弦量的初相和相位差都规定不得超过?180°。 7、直流情况下,电容的容抗等于多少?容抗与哪些因素有关?
答:直流情况下,电容的容抗等于无穷大,称隔直流作用。容抗与频率成反比,与电容量成反比。
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??8、感抗、容抗和电阻有何相同?有何不同?
答:感抗、容抗在阻碍电流的过程中没有消耗,电阻在阻碍电流的过程中伴随着消耗,这是它们的不同之处,三者都是电压和电流的比值,因此它们的单位相同,都是欧姆。 9、额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯,能否串联使用?
答:额定电压相同、额定功率不等的两个白炽灯是不能串联使用的,因为串联时通过的电流相同,而这两盏灯由于功率不同它们的灯丝电阻是不同的:功率大的白炽灯灯丝电阻小分压少,不能正常工作;功率小的白炽灯灯丝电阻大分压多容易烧损。 10、如何理解电容元件的“通交隔直”作用?
答:直流电路中,电容元件对直流呈现的容抗为无穷大,阻碍直流电通过,称隔直作用;交流电路中,电容元件对交流呈现的容抗很小,有利于交流电流通过,称通交作用。
五、计算分析题
1、某电阻元件的参数为8Ω,接在u?2202sin314tV的交流电源上。试求通过电阻元件上的电流i,如用电流表测量该电路中的电流,其读数为多少?电路消耗的功率是多少瓦?若电源的频率增大一倍,电压有效值不变又如何?(8分)
(i=38.9sin314tA,用电流表测量电流值应为27.5A,P=6050W;当电源频率增大一倍时,电压有效值不变时,由于电阻与频率无关,所以电阻上通过的电流有效值不变) 2、某线圈的电感量为0.1亨,电阻可忽略不计。接在u?2202sin314tV的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率;若电源频率为100Hz,电压有效值不变又如何?写出电流的瞬时值表达式。(8分)
(i≈9.91sin(314t-90°)A,用电流表测量电流值应为7A,Q=1538.6Var;当电源频率增大为100Hz时,电压有效值不变,由于电感与频率成正比,所以电感上通过的电流有效值及无功功率均减半,iˊ≈4.95sin(628t-90°)A)
3、图3.5.3所示电路中,各电容量、交流电源的电压值和频率均相同,问哪一个电流表的读数最大?哪个为零?为什么?
? - A1 u (a)
C
U
A2 C
? - A3 u (c)
C C
(b)
图3.5.3
(图b电流表计数为零,因为电容隔直;图a和图c中都是正弦交流电,且电容端电压相同,电流与电容量成正比,因此A3电流表读数最大)
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