电路试题及答案(2)

10、R、L串联电路中，测得电阻两端电压为120V，电感两端电压为160V，则电路总电压是 200 V。

11、R、L、C并联电路中，测得电阻上通过的电流为3A，电感上通过的电流为8A，电容元件上通过的电流是4A，总电流是 5 A，电路呈 感 性。

12、复功率的实部是 有功 功率，单位是 瓦 ；复功率的虚部是 无功 功率，单位是 乏尔 ；复功率的模对应正弦交流电路的 视在 功率，单位是 伏安 。

二、判断下列说法的正确与错误（建议每小题1分）

1、正弦量可以用相量来表示，因此相量等于正弦量。 （ × ） 2、几个复阻抗相加时，它们的和增大；几个复阻抗相减时，其差减小。 （ × ） 3、串联电路的总电压超前电流时，电路一定呈感性。 （ ∨ ） 4、并联电路的总电流超前路端电压时，电路应呈感性。 （ × ） 5、电感电容相串联，UL=120V，UC=80V，则总电压等于200V。 （ × ） 6、电阻电感相并联，IR=3A，IL=4A，则总电流等于5A。 （ ∨ ） 7、提高功率因数，可使负载中的电流减小，因此电源利用率提高。 （ × ） 8、避免感性设备的空载，减少感性设备的轻载，可自然提高功率因数。 （ ∨ ） 9、只要在感性设备两端并联一电容器，即可提高电路的功率因数。 （ × ） 10、视在功率在数值上等于电路中有功功率和无功功率之和。 （ × ）

三、单项选择题（建议每小题2分）

1、标有额定值为“220V、100W”和“220V、25W”白炽灯两盏，将其串联后接入220V工频交流电源上，其亮度情况是（ B ）

A、100W的灯泡较亮 B、25W的灯泡较亮 C、两只灯泡一样亮

2、在RL串联的交流电路中，R上端电压为16V，L上端电压为12V，则总电压为（ B ） A、28V B、20V C、4V 3、R、L串联的正弦交流电路中，复阻抗为（ C ）

A、Z?R?jL B、Z?R??L C、Z?R?jXL 4、已知电路复阻抗Z＝（3－j4）Ω，则该电路一定呈（ B ） A、感性 B、容性 C、阻性 5、电感、电容相串联的正弦交流电路，消耗的有功功率为（ C ） A、UI B、I2X C、0 6、在右图所示电路中，R＝XL＝XC，并已知安培表A1的读数为3A，则安培表A2、A3的读数应为（ C ）

6

A1 A2 A3 u L R C A、1A、1A B、3A、0A C、4.24A、3A

7、每只日光灯的功率因数为0.5，当N只日光灯相并联时，总的功率因数（ C ）；若再与M只白炽灯并联，则总功率因数（ A ）

A、大于0.5 B、小于0.5 C、等于0.5

8、日光灯电路的灯管电压与镇流器两端电压和电路总电压的关系为（ B ） A、两电压之和等于总电压 B、两电压的相量和等于总电压

四、简答题（建议每小题3～5分）

1、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：不能串联使用。因为额定功率不同时两个白炽灯分压不同。 2、试述提高功率因数的意义和方法。

答：提高功率因数可减少线路上的功率损耗，同时可提高电源设备的利用率，有利于国民经济的发展。提高功率因数的方法有两种：一是自然提高法，就是避免感性设备的空载和尽量减少其空载；二是人工补偿法，就是在感性线路两端并联适当的电容。 3、相量等于正弦量的说法对吗？正弦量的解析式和相量式之间能用等号吗？

答：相量可以用来表示正弦量，相量不是正弦量，因此正弦量的解析式和相量式之间是不能画等号的。

4、电压、电流相位如何时只吸收有功功率？只吸收无功功率时二者相位又如何？ 答：电压、电流相位同相时只吸收有功功率，当它们相位正交时只吸收无功功率 5、阻抗三角形和功率三角形是相量图吗？电压三角形呢？

答：阻抗三角形和功率三角形都不是相量图，电压三角形是相量图。

6、并联电容器可以提高电路的功率因数，并联电容器的容量越大，功率因数是否被提得越高？为什么？会不会使电路的功率因数为负值？是否可以用串联电容器的方法提高功率因数？

答：并联电容器可以提高电路的功率因数，但提倡欠补偿，如果并联电容器的容量过大而出现过补偿时，会使电路的功率因数为负值，即电路由感性变为容性，当并联电容达到某一数值时，还会导致功率因数继续下降（可用相量图分析）。实际中是不能用串联电容器的方法提高电路的功率因数的，因为串联电容器可以分压，设备的额定电压将发生变化而不能正常工作。

五、计算分析题（根据实际难度定分，建议每题在6～12分范围）

1、RL串联电路接到220V的直流电源时功率为1.2KW，接在220V、50Hz的电源时功率为0.6KW，试求它的R、L值。

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U22202解：R???40.3? I?P1200 L?P?RU220600?57? ?3.86A z??I3.8640.3z?R22?f2572?40.3240.3???0.12H8 3143142、已知交流接触器的线圈电阻为200Ω，电感量为7.3H，接到工频220V的电源上。求线圈中的电流I=？如果误将此接触器接到U=220V的直流电源上，线圈中的电流又为多少？如果此线圈允许通过的电流为0.1A，将产生什么后果？ 解：I?U2002?(314?7.3)2?220?0.0956?0.1A 2300 I?U220??1.1A为额定电流的11倍，线圈会因过热而烧损。 R2003、在电扇电动机中串联一个电感线圈可以降低电动机两端的电压，从而达到调速的目的。已知电动机电阻为190Ω，感抗为260Ω，电源电压为工频220V。现要使电动机上的电压降为180V，求串联电感线圈的电感量L'应为多大(假定此线圈无损耗电阻)？能否用串联电阻来代替此线圈？试比较两种方法的优缺点。 解：电动机中通过的电流：I?180190?26022?0.559A 电机电阻和电感上的电压为：UR?0.559?190?106V UL?0.559?260?145V

'串联线圈端电压：UL?2202?1062?145?47.8V 'UL47.8??0.272mH 串联线圈电感量：L'?I?0.559?314''若用电阻代替，则串联电阻端电压：UR?''UR59.5??106? 串联电阻值：R?I0.559'2202?1452?106?59.5V 比较两种方法，串联电阻的阻值为电动机电阻的二分之一还要多些，因此需多消耗功率:ΔP=0.5592×106≈33W，这部分能量显然对用户来讲是要计入电表的。而串联的线圈本身铜耗电阻很小，一般不需要消耗多少有功功率。所以，对用户来讲，用串联线圈的方法降

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A I ＋ ?U － ?Z B R －jXC

C 低电压比较合适。

4、已知右图所示电路中，R＝XC＝10Ω，UAB＝UBC，且电路中路端电压与总电流同相，求复阻抗Z。

解：根据题意可知，电路中发生了串联谐振。

ZBC?11??7.07??45??5?j5(?) 0.1?j0.10.1414?45?*?因谐振，所以ZAB?ZBC?5?j5(?)

5、右图所示电路中，已知Z＝(30＋j30)Ω，jXL＝j10Ω，又知UZ =85V，求路端电压有效值U＝？

?UZ85解：I???2A 设I?2?0?A

22Z30?30?I ＋ ?U － ＋ UZ Z － ?则UZ?85?0??45??85?45?V UL?jIXL?j20V

U?UZ?UL?85?45??j20?60?j(60?20)?60?j80?100?53.1?V 路端电压有效值为100伏。

6、在右图所示电路中，已知u＝141.4cos314tV，电流有效值I＝IC＝IL，电路消耗的有功功率为866W，求i、iL、iC。

解： u?1002sin(314t?90?)V 电路若有I＝IC＝IL，由相量图分析可得必有电容支路电流与电感支路电流相位差为120°，这样两支路电流的相量和的模才符合I＝IC＝IL，又知电容支路的电流超前总电压90°，则电感支路的电流必滞后总电压30°，在电阻R上的分压即为：UR?100cos30???120??86.6??120?V IL?则：

???????i ＋ u － iC C iL R L P866??120???-120??10?-120?A UR86.6 9

i?102sin(314t?120?)A ， iL?102sin(314t?120?)A， iC?102sin(314t?180?)A

7、已知感性负载两端电压u＝311cos314tV，，测得电路中的有功功率为7.5KW，无功功率为5.5KVar，试求感性负载的功率因数及其串联和并联等效参数。 解：串联时： S?7.5?j5.5?75.2?36.3?KVA I?75.2/220?0.342A Z?~220?36.3??643?36.3??518?j380? 0.342L?380/314?1.21H 则R?518? 并联时：R=2202/7500≈6.45Ω L=2202/(5500×314)≈28mH

8、在右图所示电路中，已知复阻抗Z2＝j60Ω，各交流电压的有效值分别为：US=100V，U1＝171V，U2＝240V，求复阻抗Z1。 解：设串联电路中的电流为参考相量，则

?a ＋ ?US － I?Z1 U1?b Z2 U2? I?240/60?0??4?0?A 由相量图分析

可知，总电压应呈感性，设有功电压分量为60V， 则无功电压分量应为80V，即240-80=160V， 有φ1=arcsin160/171≈69.3° Z1?

9、如下图所示电路中，已知电路中电流I2＝2A，US＝7.07V，求电路中总电流I、电感元件电压两端电压UL及电压源US与总电流之间的相位差角。

解：设并联支路端电压为参考相量，则

?U2

??c U

171?69.3??42.75?69.3??15.1?j40? 4U1

I?I

?? jωL UL ?a ?I2?＋ ?US － 1Ω Uab－j1Ω

b Uab?2?1?0??2?0?V

1Ω电阻上通过的电流 I1?2?0?/1?2?0?A

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