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2011年注册电气工程师专业基础真题及答案解析

(2)开关闭合后,电路如(a)所示。
16.图示电路,换路前已处于稳态,在 t=0 时开关 S 打开,开关 S 打开后的电流 i(t)为:
(A) 3 - e20t A (B) 3 - e-20t A (C) 3 + e-20t A (D) 3 + e20t A
解:(1)原电路已进入稳态,则电感短路,电感电流初始值为:
流 i(t) 为:
(A)1.3 2 sin(wt + 78.2o ) - 0.77 2 sin(3wt - 23.9o ) A
(B)1.3 2 sin(wt + 78.2o ) + 0.77 2 sin(3wt - 23.9o ) A
(C)1.3 2 sin(wt - 78.2o ) - 0.77 2 sin(3wt - 23.9o ) A
选(A)
18.图示电路中,n 为下列哪项数值时,R=4Ω电阻可以获得最大功率?
·
当 k=1 时,U
m(1)
·
= 90Ð0oV , I
m (1)
= 10 +
90Ð0o j15.7 - j63.69
= 1.836Ð78.23o A
·
当 k=3 时,U
m(3)
·
= 30Ð45oV , I
m(3)
= 10 +
30Ð45o j15.7 ´ 3 - j 63.69
= 1.0817Ð - 23.87o A
·
10.图示正弦交流电路中,已知US =100Ð0oV ,R=10Ω,XL=20Ω,XC=30Ω,当负载 ZL
为下列哪项数值时,它将获得最大功率? (A)8+j21Ω(B)8-j21Ω(C)8+j26Ω(D)8-j26Ω
解:求解等效阻抗时,将电压源短路,其电路如上图所示。 根据图可得电路等效阻抗为: Zeq=(R//jXL)+(-jXC)=(10//j20)-j30=8-j26Ω 最佳匹配时 ZL=Z*eq=8+ j26Ω,获得最大功率。 选(C) 11.在 RC 串联电路中,
解:列写节点电压方程为:
ìæ ïç ïè
1 R1
+
1 R2
+
1 R3
ö ÷U n1 ø
-
1 R3
Un2
=
I s1
+ US R1
í
ïïî -
1 R3
U n1
+
æ ç è
1 R3
+
1 R4
ö ÷Un2 ø
=
- I s1
+
Is2
则 Un1=15V。 选(A)
代入数据后得:
ì3 ïïí8 ïïî -
U n1 1U 8
/
/
æ çè
120 13
+ 12
öù ÷øúû
I = 15 A = 1.10A 14.836
选(C) 4.图示电路中,已知 US=12V,IS1=2A,IS2=8A,R1=12Ω,R2=6Ω,R3=8Ω,R4=4Ω。取结 点③为参考结点,结点①的电压 Un1 为: (A)15A (B)21A (C)27A (D)33A
则电路的平均功率 P 为: (A)124.12W (B)128.12W 解:根据平均功率的定义可得:
(C)145.28W
(D)134.28W
P=U0I0+ U1I1cosj1 + U2I2cosj2 + U3I3cosj3
= 20 ´1.5W + 90 ´ 1.3 cos(0o - 85.3o )W + 30 ´ 6 cos(50o - 45o )W
解:求戴维南等效电阻 Req。电压源短路,电流源开路,Req 的等效电路如上图所示得: Req=[(12//6)+2]Ω=6Ω
当 R=Req 时,负载 R 获得最大功率。 选(D) 7.图示电路中的 R、L 串联电路为日光灯的电路模型。将此电路接于 50Hz 的正弦交流电压 源上,测得端电压为 220V,电流为 0.4A,功率为 40W。电路吸收的无功功率 Q 为: (A)76.5Var (B)78.4 Var (C)82.4 Var (D)85.4 Var
(D)1.3 2 sin(wt + 78.2o ) + 0.77 2 sin(3wt + 23.9o ) A
解:电路中电流向量的一般表达式为:
·
·
I
m(k )
Hale Waihona Puke =R+U m(k) j(kw1L -
1) kw1C
式中 Im(k)——k 次谐波电流的最大值; Um(k)——k 次谐波电压的最大值。
当 k=0 时,直流分量:U0=20V,I0=0,P0=0
解:开关闭合前电路处于稳态,如上图所示。
根据图可得电容电压的初始值: uC (0- )
=
US R1 + R2
´
R2
=
6 1+ 2
´2
=
4V
开关闭合后,根据换路定律知: uC(0+)= uC(0-)=4V 选(D)
14. 图示电路中,已知 R1=3Ω,R2= R3=2Ω,US=10V,开关 S 闭合前电路处于稳态,t=0 时闭合。t=0+时,ic(0+)为: (A)2A (B)-2A (C)2.5A (D)-2.5A
·
·
I1 和US 的相位差为 90°?
·
·
·
··
·
解:US = I Z + I1 Z1,I = I1+ b I1
·
·
·
则:US =(1+ b )(10+j50) I1 +(400+j1000) I1
·
·
=(410+10 b ) I1 +j[50(1+ b )+j1000)] I1
·
·
由 I1 与US 相差 90°知: b =—41
[ ] 根据三要素公式可得: iL (t) = iL (¥) +
iL (0+ ) - iL (¥)
-t
et
= (3 + e-20t ) A
选(C)
17.图示含耦合电感电路中,已知 L1=0.1H,L2=0.4H,M=0.12H,ab 端的等效电感 Lab 为: (A)0.064H (B)0.062H (C)0.64H (D)0.62H
3
按时域形式叠加为:
i =1.836sin(wt +78.23°)A+1.0817 sin(3wt -23.387°)A
=1.3 2 sin(wt +78.23°)A+0.77 2 sin(3wt -23.387°)A
选(B)
13.图示电路中,已知 US=6V,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=4Ω,开关闭合前电路处于稳态,t=0 时开关 S 闭合。t=0+时,uC(0+)为: (A)-6V (B)6V (C)-4V (D)4V
·
·
解:根据图得:U = ( R + jwL) I
P=I²R,将 P=40W,I=0.4A 代入得:R=250Ω
Z = U = R2 + (wL)2 ,将 U=220V,I=0.4A 代入得: Z = 550W Þ wL = 490W
I j = arctan wL ,将wL =490Ω,R=250Ω代入得:j =63°
-
n1
1 8
+
Un2 3U 8
=
n2
3 =
6
5.图示电路中,电流 I 为: (A)-2A (B)2A (C)-1A (D)1A
解:根据图,应用基尔霍夫定律可得:I2=I+6A 12V=2I+I2×1Ω+3I
联立上式求得:I=1A。选(D) 6.图示电路中的电阻 R 阻值可变,R 为下列哪项数值时可获得最大功率? (A)12Ω (B)15Ω (C)10Ω (D)6Ω
R12
=
R1R2 R1 + R2 + R3
=
90 W 13
R13
=
R1R3 R1 + R2 + R3
=
60 W 13
R23
=
R1
R2 R3 + R2 +
R3
=
120 W 13
I
=
R12
+
éë( R13
+
US
R4 )
/
/ ( R23
+
R5 )ùû
I=
15
A
90 13
+
éæ êëçè
60 13
+
8
ö ÷ø
~
S =P1+jQ=(40+j13.147)VA
~~
~
并联电容支路: S C= S - S 1=-j65.25var
~
并联电容
C
为: C
=
SC 2πf U2
=
65.25 314´ 2202
F
=
0.000004293F
= 4.29uF
选(A)
9.在图示正弦交流电路中,已知 Z=10+j50Ω,Z1=400+j1000Ω。当 b 为下列哪项数值时,
22
22
+
10 2
´
2.5 2
cos
éë10o
-
(-60.8o )ùûW
=30W+4.79W+89.657W+4.11W =128.56W 选(B) 12.图示 RLC 串联电路中,已知 R=10Ω,L=0.05H,C=50UF,电源电压为:
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