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《电工学》(秦曾煌主编第六版)第四章__正弦交流电路(完整版)





, 4.5.8 解 求图 4.15 所示电路的阻抗 Zab。 对图 4.15(a)所示电路
对图 4.15(b)所示电路 ,
4.5.9 解
求图 4.16 两图中的电流 。
用分流比法求解。
对图 4.16(a)所示电路
对图 3.18(b)所示电路
4.5.10 解
计算上题中理想电流源两端的电压。
对图 4.16(a)所示电路
线圈电感 43.3 H,试求线圈电流及功率因数。 解
, 4.4.5 日光灯管与镇流器串联接到交流电压上,可看作为
1=280Ω
, 串联电路。
2=20Ω
如已知某灯管的等效电阻 =1.65H,电源电压
,镇流器的电阻和电感分别为

=220V,试求电路中的电流和灯管两端与镇流器上的电压。
这两个电压加起来是否等于 220V?电源频率为 50HZ。 解 日光灯电路的等效电路见图 T4.4.5。
根据题意画出等效电路图 T4.4.2
4.4.3
一个线圈接在
=120V 的直流电源上, =20A;若接在 f=50HZ, 及电感 。
=220V 的交流电源上,则 =28.2A。试求线圈的电阻 解 线圈加直流电源,电感 看作短路,电阻
。 。
线圈加交流电源,等效阻抗 感抗 ∴
4.4.4
有一 JZ7 型中间继电器,其线圈数据为 380V 50HZ,线圈电阻 2KΩ ,
,试求电容值。同上题比较,u2
画出相量图 T4.4.9 ,由相量图知 u2 滞后 u1
, u1 滞后 i

4.4.10
图 4.07 所示的是桥式移相电路。当改变电阻
时,可改变控制电
压 ug 与电源电压 u 之间的相位差 ,但电压 ug 的有效值是不变的,试证明之。 图中的 Tr 是一变压器。 证 ,设 ,则
图 4.21(b)是一高通滤波电路,其中 解 (a)传递函数
当 <
时,
变化不大,接近等于 1。当 >
时,
明显下降,
这表明图 4.21(a)是一低通滤波电路,具有使低频信号较易通过的作用。
(b) 可见,图 4.21(b)是一高通滤波电路,具有使高频信号较易通过而抑制低 频信号的作用。 4.7.2 某收音机输入电路的电感约为 0.3mH, 可变电容器的调节范围为 25 ~

,则
∴ 4.4.6
= 0.368 A,


无源二端网络(图 4.04)输入端的电压和电流为 u = 220 , i = 4.4
试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的参数值,并求二 端网络的功率因数及输入的有功功率和无功功率。 解 (1) ,

= 30 Ω ,
L=
40 Ω ,
等效电路如图 T4.4.6 所示。 (2) , W Var 4.4.7 有一 RC 串联电路,电源电压为 u,电阻和电容上的电压分别为 uR 和
4.5.3 在图 4.10 中, 求 ,
C, L及
1=10A,
2=10
A,
=200V,
=5Ω ,
2=
L,试
2。
解 设
,相量图如图 T4.5.3 所示。

同相,
C=
-
= 200-10
5 =150 V


4.5.4 在图 4.11 中, 试求 , , 解 以
C及
1= L。
2=10A,
=100V,u 与 i 同相,
4.2.1
图 4.01 所示的是时间 t=0 时电压和电流的相量图,并已知
2=5
=220V,
I1=10A,
A,试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。
解 (1)复数式 V, (2)三角函数式 u=220 4.2.2 已知正弦量 , i1 =10 和 , i2 =10 =-4-j3A,试分别用三角函数式、正弦波 A, A
(a) (b) (c) (d)
0= 1

2
= 5-3 = 2 A
(e)设
V,则


0=
10 A,
4.5.2 在图 4.09 中, 电流表 A1 和 A2 的读数分别为
2=-j C,则电流表
(1) 设 1=3A, 2=4A。
1=
1=R,
A0 的读数应为多少?(2)设
,问
1=j
2 为何种参数才 2 为何种
开路电压
等效阻抗

*4.6.2
分 别 用 结 点 电 压 法 和 叠 加 定 理 计 算 图 4.6.1 ( , ,
, )中的电流

解 (1)用结点法计算
(2)用叠加原理计算
*4.6.3
1 1= 2
图 4.20 所示的是在电子仪器中常用的电容分压电路。试证明当满足
2时
证 :



4.7.1
试证明图 4.21(a)是一低通滤波电路, 。
4.5.6 在图 4.13 中,已知
2=20Ω
=220V,
1=10Ω

1=10

,试求各个电流和平均功率。 ,则


W 4.5.7 i2 = , 和 解 。 根据已知条件有: 在图 4.14 中,已知 u = ,i1= A,
A。试求各仪表读数及电路参数
则 故 V 的读数为 20V, 的读数为 , 和 A 的读数均为 11A。
图 4.05 是一移相电路。如果
=0.01 F,输入电压 u1 ,问应配多
,今欲使输出电压 u2 在相位上前移
2 等于多少?
大的电阻 ?此时输出电压的有效值 解
画出相量图 T4.4.8,由相量图知 :

∴ 4.4.9 图 4.06 是一移相电路。已知 =100Ω ,输入信号频率为 500 HZ,如
要求输出电压 u2 与输入电压 u1 间的相位差为 与 u1 在相位上(滞后和超前)有何不同? 解
(1)电源为 220V 直流电压,则
开关 S 断开时:
= 0,
R=
L=
0,
C=
= 220 V ,
开关 S 闭合时: , (2)电源为正弦交流电压,此时 , 开关 S 断开时: , 开关 S 闭合时:

4.4.2 电阻 1.6 解
有一 CJ0-10A 交流接触器,其线圈数据为 380V 30mA 50HZ,线圈 ,试求线圈电感。
标出它们在该瞬间的实际方向,同时用正弦波表示出三者之间的关系。 解 ∵ i =10
∴ u=
u,i,e 三者的正弦波形见图 T4.3.1(a) 。 t= 时, i =10 10
各量的实际方向见图 T4.3.1(b) 。 t= 时, i =10 10 , 各量的实际方向见图 T4.3.1(c) 。 t= 时, i =10 10
串联或并联,问如何选择元件和联接方式才能得到: ( 1)20Ω , (2)10 (3) Ω, (4)5Ω , (5)0Ω , (6) 的阻抗模。
解 (1)两个同类元件串联,总阻抗为 20Ω 。 (2) +j (3) 与电感 (或电容
L=10+j10
)串联,总阻抗为 , 或 -j

C=10-j10
与电感 (或电容
为最小,并此时测得: 率 =1140W。求阻抗 解 设 。
2=6A,
Z=113V,电路总功
V,电容支路电流 , 与
超前

滞后
。总电流
同相时 最小,所以
相量图如图 T4.7.5 所示。由相量图知:

,则
, 即
又 ∴ 4.7.6 f=50HZ, 解 电路如图 4.23 所示,已知 =
1= 2=10Ω
, =31.8mH, =318 F, , , 及 cos 。
对图 4.16(b)所示电路
4.5.11
在图 4.17 所示的电路中,已知
V,求


4.5.12
ab= 1+j
在图 4.18 所示的电路中,已知
L。试求
ab=
bc,
=10Ω ,
C=
=10Ω ,
和 同相时
ab 等于多少?

,若
、 同相,则
ac 的虚部为
0,即
, 又 即
ab= bc,
故 , ,
∴ 4.5.13 设有 , 和 元件若干个,每一元件均为 10Ω 。每次选两个元件 Ω,
各量的实际方向见图 T4.3.1(d) 。 4.3.2 在电容为 64 F 的电容器两端加一正弦电压 u =220 ,设
电压和电流的参考方向如图 4.03 所示,试计算在 t = 流和电压的大小。
,t =
和t =
瞬间的电

i=
T=
时, i= 3.13 A
T=
时, i= =0
T=
时, i= =
4.4.1 有一由
(2)求串联电感 L
, (3)第(1)问中,效率 , ;第(2)问中, ,电炉
的电阻
, =28 )也可以,
,从节约电能的角度看应采用后一种方法。串电容 ( 仍有
,与串电感 不同的是可提高电网的功率因数。
4.5.1 在图 4.08 所示的各电路图中,除 A0 和 V0 外,其余电流表和电压表的读 数在图上都已标出(都是正弦量的有效值) ,试求电流表 A0 或电压表 V0 的读数。 解 对应于图 4.08 各电路的相量图如图 T4.5.1 所示。
C;
(3)谐振时磁场中和电场中所储的最大能量。 解 (1)求 ,和 的值
谐振时: 联立①、②求解,得
, =105 mH,
, =0.24 μ F。
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