电工电子技术课后 答案第二版 (徐淑华 著)34

习 题 三

2-1 已知：正弦交流电压u，电流i1，i2的相量图如图2.35所示，试分别用三角函数式，复数式，波形图表示。

解：

Uu sin ti1 1sin( t 90 )i2 2sin( t 45)U U 0VI1 I1 90 AI2 I2 45A

2-2 已知正弦量的相量式如下：

I1 5 j5A,I2 5 j5AI3 5 j5A,I4 5 j5A

图 2.35 习题2-1的电路

i/A, u/v

t

试分别写出正弦量的瞬时值表达式，画出它们的相量图。

I1 解：

I

I2

I3 I4 2

5I4

1 arctg 45 i1 10sin( t 45)

5 5

2 arctg() 45 i2 10sin( t 45 )

5

3 180 45 135 i3 10sin( t 135 ) 4 135 i4 10sin( t 135 )

2-3 已知： U1 6 30 V,U2 8 120 V,I1 10 30A,I2 10 60oA,试用相量图求： （1）U U1 U2, 并写出电压u的瞬时值表达式； （2）I I1 I2，并写出电流i的瞬时值表达式。

o

U2

解：U 30 arctg

10V

8

30 53 83

6

U 10 83 Vu t 83)

I (30 45 ) 75 I 75 Ai 20sin( t 75 )

2-4 已知：L=100mH，f=50Hz。

（1）iL 72sin tA时，求两端电压uL ?

（2）UL 127 30 V时，求IL ?并画相量图。 解：（1）XL 2 fL 2 3.14 50 0.1 31.4

UL ILXL 7 3.14 219.8V

uL t 90)v 311sin( t 90)

（2）

UL

IL

jXL

UL127 3 0

IL 4 120

jXL31. 490

2-5 已知：C 4μF，f = 50Hz。

（1）uC 2sin tV时，求电流iC ? （2）IC 0.1 60 V时，求UC ?并画相量图。 解：XC

111 796 c2 fc2 3.14 50 4 10 6

IC

UC220

0.276AXC796

ic t 90) 0.39sin( t 90)

UC jXCI 90 796 0.1 60 79.6 150

1106

2-6 已知R, L, C串联的电路中，R 10H,C μF。在电容元件的两Ω，L

31.43140

端并联一开关S。求：（1）当电源电压为220V的直流电压时，试分别计算在短路开关闭合

和断开时两种情况下的电流I及UR，UL，UC。

（2）当电源电压为u 2sin(314t 60 )V时，试分别计算在上述两种情况下的电流I及

UR，UL，UC。

解：（1）开关闭合 I

220

22A UR 220V UL 0 UC 0 10

开关断开 I UR UL UC 0

（2）开关闭合

1

10 31.4

11XC 10 6

10 C

314 10 6

3140

I 15.56A

XL L 314 UR IR 155.6VUL XLI 155.6V

UC 0

开关断开：I

U200

20A R10

UR IR 220V

UL XLI 220V

UC XCI 220V

2-7 图2.36所示电路中，试画出各电压电流相量图，并计算未知电压和电流。

（a）UR UL 10V,U ? （b）U 100V,UR 60V,UC ? （c）UL 200V,UC 100V,U ? （d）I 5A,IR 4A,IL ? （e）IR IC 5A,I ? （f）I 10A,IC 8A,IL ?

+

UL

C

- + -

（a） UR

（b） R

（C） C

L

L

（d）

（e）

（f）

图 2.36 习题2-7的电路

解：(a)

U

(b)

UC 80V

(c) U UL UC 100V

I

UR

U

I

U

(d)

IL 3A

(e) I

IL

IC

(f) I IL IC IL 18A

IR

U

I

IL

2-8 在图2.37所示电路中，Z1，Z2上的电压分别为U1 6V，U2 8V

(1) 设Z1 R，Z2 jXL，U ?

(2) 若Z2 jXL，Z1为何种元件时，U最大，是多少？Z1为何种元件时，U最小，

是多少？

解：(1)

U 10V

(2) Z1为电感 U最大 14V

+

U1

- -

U2

Z1为电容 U最小 2V

图 2.37 习题2-8的电路

2-9 测得图2.38（a）所示无源网络N的电压电流波形如图2.40（b）所示。

(1) 用瞬时值表达式、相量图、相量式表示电压和电流；（ f =50Hz） (2) 画出N的串联等效电路，并求元件参数；

(3) 计算该网络的P, Q, S。

t

(a)

图2.38 习题2-9的电路

解：

(1) u t 30 ) t 30 )V

i t 30 ) t 30 )A

U 220 30V

I 10 30 A

220 30

(2) Z 22 60

I10 30

U

串联等效电路为： (3)

u l 60

1100

5.2var190

P UIcos 22 010s in 60

Q UIsin 22 010s in 60

S UI 220 10 2200 VA

2-10 一线圈的电阻为1.6kΩ，接入U=380V， f=50HZ的交流电源，测得线圈电流I=30mA，求线圈电感L。

解：Z

U380 12666.7 3I30 10

Z

L 40H

2-11 RC串联电路，输入电压为U，阻抗值 |Z |=2000Ω， f=1000Hz，若从电容两端输出U2，通过相量图说明输出电压与输入电压的相位关系，若两者之间的相位差为30 ，计算R和C。若从电阻两端输出呢？

解：从电容两端输出：

Z

60 arctg

XC 1.732R

XCR

所以：2000

12 fc

R 1000

XC 1732

C 0.1 F

从电阻两端输出：

Z 30 arctg

XC 0.577R

2000

XCR

2000

1732 1.155

1

XC 999

2 fcC 0.16 FR

2-12 有R, L, C串联的交流电路，已知R XC XL 10 ,，I=1A，试求其两端的电压U。

解：Z

10

Z

U

U

10V I

图2.39 习题2-13的图

2-13 在图2.39所示电路中，已知：u 2sin(1000 t 20 )V。试求iR，iL，iC，i。解：IR

U100

0.33A R300

iR 0.467sin(1 0t 000）2

IL

U100100

0.25AXL101000 0.4

U

100 c 100 1000 2 10 16 0.2AXC

iL 0.354sin(1000t 70 )AIC

ic 0.283sin(1000t 110

)A

I 0.334A

i arctg

IC IL0.2 0.25

arctg 8.6

IR0.33

i 0.48sin(1000t 20 8.6 ) 0.48sin(1000t 11.4 )A

2-14 在图2.40所示电 …… 此处隐藏：5870字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……