电工学试题库和试题及答案-.doc

一、 填空题：1。 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3个基本部分组成.具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件，由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ;对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容 元件，它们都是无源 二端 元件.3。 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流、端电压U0时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。4。从耗能的观点来讲,电阻元件为 耗能 元件;电感和电容元件为 储能 元件。5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向.二、 判断题：1。 理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。 （错)2。 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量. （错）3。 电压是产生电流的根本原因.因此电路中有电压必有电流。 （错）4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。 (错)三、选择题：(每小题2分,共30分）1。 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件(B）功率。A、吸收； B、发出。2。 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时,是指（ C ）A、负载电阻增大； B、负载电阻减小； C、电源输出的电流增大.3. 当电流源开路时，该电流源内部（ C ）A、有电流,有功率损耗； B、无电流，无功率损耗； C、有电流,无功率损耗.4。 某电阻元件的额定数据为“1K、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。四、计算题1。1已知电路如题1。1所示,试计算a、b两端的电阻.解： (1)在求解电阻网络的等效电阻时，应先将电路化简并转化为常规的直流电路。该电路可等效化为：（b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。 就本题而言,仔细分析发现25和5电阻被短路，则原图可化为:1.2 根据基尔霍夫定律，求图1.2所示电路中的电流I1和I2；解：本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用,对电路中的任何封闭面也适用.本题就是KCL对封闭面的应用。对于节点a有：I1+2-7=0对封闭面有:I1+I2+2=0解得： I1=7-2=5（A） ， I2=-5-2=7（A） 1。3 有一盏“220V 60W”的电灯接到。（1)试求电灯的电阻；（2)当接到220V电压下工作时的电流；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按30天计算)用多少电？解: 由题意：根据 R=U2/P 得：电灯电阻 R=U2/P=2202/60=807(）根据 I=U/R或P=UI得：I=P/U=60/220=0。273（A)由 W=PT 得W=606060330 =1.944102 （J）在实际生活中，电量常以“度”为单位，即“千瓦时”。对60W的电灯，每天使用3小时，一个月(30天）的用电量为：W=60/1000330=5。4（KWH)1。4 根据基尔霍夫定律求图1。3图所示电路中的电压U1、U2和U3。解:根据基尔霍夫电压定律,沿任意回路绕行一周,回路中各元件上电压的代数和等于零。则对abcka回路： 2-U2-2=0U2=0对cdpkc回路：4U1+U2=0U1=-4（V)对 eghce回路：-U310+5+U2=0 U3=5（V)1.5 已知电路如图1。4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5，R2=R3=10。试用支路电流法求R1、R2和R3三个电阻上的电压。解：在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,选取绕行方向。应用KCL和KVL列方程如下代入已知数据得解方程可得I1=-7/4（A），I233/8(A），I319/8（A）。三个电阻上的电压电流方向选取一至,则三个电阻上的电压分别为：U1=I1R1=-35/4（V）U2=I2R2=165/4（V）U3=I3R3=38/4（V）1.6 试用支路电流法，求图1.5所示电路中的电流I1、I2、 I3、I4和I5。（只列方程不求解）解：在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示，三回路均选取顺时针绕行方向。应用KCL和KVL列方程如下如给定参数，代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流.1。7 试用支路电流法,求图1。6电路中的电流I3。解:此图中有3支路，2节点,但有一支路为已知，所以只需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向.应用KCL和KVL列方程如下I2=5（A)所以：I1=-2（A)，I3=3（A）1.8 应用等效电源的变换，化简图1.7所示的各电路。解：1。9 试用电源等效变换的方法,求图1。8所示电路中的电流I。解:利用电源等效变换解题过程如下：由分流公式可得：I=5（A)1。10 试计算题1.9图中的电流I。解： 由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。(1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。(A)UOC=-2+12-62/3=6(V)（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。(）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(A）1.11 已知电路如图1.10所示.试应用叠加原理计算支路电流I和电流源的电压U.解：（1）先计算18V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。(A)(V）(2)再计算6A电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。(A）（V）(3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加.（A）(V)1。12 电路图1.11所示，试应用叠加原理,求电路中的电流I1、I2及36电阻消耗的电功率P。解：（1）先计算90V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。（A）（A)(A）（2）再计算60V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。（A)（A）（A）（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。（A)（A）（A） （4)36电阻消耗的电功率为（W）1。13 电路如图1.8所示，试应用戴维南定理,求图中的电流I解：(1)先计算开路电压，并将12A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由KCL和KVL得：解得：I1=8/9（A)，I24/9（A)，I34/3（A）（V）(2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。（）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源,如图。（A）1。14 电路如图1。12所示,试应用戴维南定理，求图中的电流I。解：(1)先计算开路电压,并将3A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示.由KCL和KVL得：解得:I1=4/3(A)，I21/2(A），I35/6(A）（V)（2）再求等效电阻Rab将恒压源除去，得电路如图。Rab=4612=2(）(3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(A)1.15 电路如图1.11所示，试应用戴维南定理,求图中的电压U。解:（1)先计算开路电压，如下图.UOC=-116+1=15（V)(2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去,得电路如图。Rab=1（)(3）由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源，如图。（A)U=4I=4(）=-12（V）1。16 电路如图1。11所示，如果I3=1A，试应用戴维南定理，求图中的电阻R3。解:（1）先计算开路电压，如下图。(A）(V)（2）再求等效电阻RAB将恒压源除去，得电路如图。(）（3）由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源，如图。当I3=1A时，则所以 R3=80-4=76(）1。17 电路如图1。14所示，已知15欧电阻的电压降为30V,极性如图1.14所示.试计算电路中R的大小和B点的电位。解:设R电阻上的电压和电流如图所示.由KCL可知I2=2+5=7（A） ,I=I223=2(A)， （A)由KVL得，（绕行方向选顺时针方向）U100+30+5I2=0U=100-3035=35 (V）(）1。18 试计算图1。15中的A点的电位:（1）开关S打开；（2）开关S闭合。解：(1)当开关S打开时，将电位标注的电路复原为一般电路,如图（a）所示。由KVL得（3+3。9+20）I=12+12I=0。892(mA)UA=20I+12=5.84(V）（2）当开关S闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。由KVL得（3。9+20)I=12I=0.502(mA）UA=-20I+12=1。96(V)第二章 正弦交流电路 习题参考答案一、填空题:1。 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率 ；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 .2。 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ；电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 ;电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为。由上述三个关系式可得， 电阻 元件为即时元件; 电感 和 电容 元件为动态元件.3。 在RLC串联电路中,已知电流为5A，电阻为30，感抗为40,容抗为80，那么电路的阻抗为 50 ,该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ,吸收的无功功率又为 600var 。二、 判断题:1. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 (错)2。 电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。 （对）3. 因为正弦量可以用相量来表示，所以说相量就是正弦量。 （错）4。 电压三角形是相量图,阻抗三角形也是相量图。 （错)5. 正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和. （错)6。 一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性. （错)7。 串接在正弦交流电路中的功率表,测量的是交流电路的有功功率。 （错）8. 正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。 （错）三、选择题：1. 某正弦电压有效值为380V，频率为50Hz,计时始数值等于380V,其瞬时值表达式为（ B )A、V；B、V；C、V。2. 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（ D ）A、7。07V； B、5V; C、14V； D、10V。3. 提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（ D ）A、减少了用电设备中无用的无功功率； B、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量;C、可以节省电能； D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。4. 已知A，A,则（ C ）A、i1超前i260； B、i1滞后i260； C、相位差无法判断。5。 电容元件的正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将（ A ）A、增大； B、减小； C、不变.6。 在RL串联电路中，UR=16V，UL=12V，则总电压为（ B )A、28V； B、20V； C、2V。7。 RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0时，电路性质呈（ B ）A、电阻性; B、电感性； C、电容性。8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的（ A ）A、电压有效值与电流有效值乘积； B、平均功率； C、瞬时功率最大值。四、计算题2。1 把下列正弦量的时间函数用相量表示:(1） u10sin314t伏 (2） i5sin（314t60)安解:(1）=10/0 （V） （2）=5/60 =5/18060=5/120 （A）2。2 已知工频正弦电压uab的最大值为311V，初相位为60，其有效值为多少？写出其瞬时值表达式；当t=0.0025S时,Uab的值为多少?解： 有效值（V) 瞬时值表达式为 （V）当t=0。0025S时,（V)2.3 用下列各式表示RC串联电路中的电压、电流，哪些是对的，哪些是错的?（1） i= （2） I= （3） = （4） I=（5） U=UR+UC （6） =+ （7）=j （8）= j解：在R、C串联电路中，总阻抗而 所以 (1)、（2）、(3)、（5）、(7）、（8）均是错的,（4)、（6）是对的。2.4 图2.1中,U1=40V，U2=30V，i=10sin314t A，则U为多少？并写出其瞬时值表达式。解:由电路图可知，电压u1与电流i同方向，而电压u2超前电流i90，所以（V)电压u超前电流i的电度角（V)2。5 图2。2所示电路中,已知u100sin（314t+30）伏,i22.36sin（314t+19.7)安， i210sin（314t+83.13)安,试求: i1、Z1、Z2并说明Z1、Z2的性质，绘出相量图。解：由题知，（A） （A） （V） 所以(A）即(A)(）（）Z1为感性负载，Z2为容性负载。2。6 图2。3所示电路中,XC=XL=R,并已知电流表A1的读数为3A,试问A2和A3的读数为多少？解:由图可以看出，电容与电感并联连接，由于电容电流落后两端电压900，而电感电流超前两端电压900,因为XC=XL，所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等，方向相反，故而电流表A2的读数为0A。由上分析可知,电压u的有效值为3R，故电感两端电压亦为3R。因为XL=R，所以电流表A3的读数为3A。2。7 有一R、L、C串联的交流电路，已知R=XL=XC=10,I=1A，试求电压U、UR、UL、UC和电路总阻抗。解: (V） （V） (V）()(V)2。8 电路如图2.4所示，已知=2rad/s，求电路的总阻抗Zab。解：=2rad/s () (）(）2。9 电路如图2.5所示，已知R=20，=10/0A,XL=10，的有效值为200V,求XC。解: 由题意可知: （V） (A）（A） （V) （V） 又因U1=200故有 则得: XC=5。36(），或XC=74。6()2.10 图2.6所示电路中，uS=10sin314tV，R1=2，R2=1，L=637mH，C=637F,求电流i1， i2和电压uc。解：=314rad/s （)()(）（）(A)（V）（A)则 i1=1.816sin（314t+68。7）(A）i2=1.86sin(314t+68.7）（A）uc=9。32sin(314t-21.3)（V）2.11 图2.7所示电路中，已知电源电压U=12V，=2000rad/s，求电流I、I1。解：当=2000rad/时s(）（）(）（)(A)（V)(A）2。12 图2。8所示电路中，已知R140,XL=30，R260，Xc60，接至220V的电源上试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。解：设(V） 则 (A） 同理 （A） (A）（KW)（Var）2.13 图2.9所示电路中，求：(1）AB间的等效阻抗ZAB;（2)电压相量AF和DF；（3)整个电路的有功功率和无功功率。解：(A)(V)(V）(A)(V）（W)（Var)2。14 今有一个40W的日光灯,使用时灯管与镇流器(可近似把镇流器看作纯电感）串联在电压为220V，频率为50Hz的电源上.已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？解:P=40W UR=110（V) =314rad/s（A）(V）()（H)由于灯管与镇流器是串联的，所以第3章 三相交流电路习题参考答案三、 填空题：1。 对称三相负载作Y接，接在380V的三相四线制电源上.此时负载端的相电压等于 倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ;视在功率为 6600VA 。假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6 ;等效电感量为(工频下) 42mH .四、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y接负载的端电压保持对称。 (对 ）2。 三相电路的有功功率,在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量. （错 )3。 三相负载作三角形联接时，总有成立。 （错 ）4。 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。 (对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。 （对)6。 中线不允许断开.因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。(错）三、选择题：1。 三相对称电路是指（ C ）A、 三相电源对称的电路； B、三相负载对称的电路； C、三相电源和三相负载均对称的电路。2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U相为纯电阻，V相为纯电感，W相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A、30安； B、10安； C、27.32安。3. 有“220V、100W”“220V、25W白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源，其亮度情况是（ B )A、100W灯泡最亮; B、25W灯泡最亮； C、两只灯泡一样亮。四、计算题31一台三相交流电动机,定子绕组星形连接于UL=380V的对称三相电源上,其线电流IL=2.2A，cos=0.8，试求每相绕组的阻抗Z。解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。因三相交流电动机是对称负载，因此可选一相进行计算。三相负载作星接时由于UL=380（V)，IL=2。2(A）则 UP=220(V）, Ip=2。2（A)， (）由阻抗三角形得（）()所以 Z=80+j60（）32已知对称三相交流电路,每相负载的电阻为R=8,感抗为XL=6.（1)设电源电压为UL=380V，求负载星形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图；(2）设电源电压为UL=220V，求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图；（3）设电源电压为UL=380V，求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流，并画相量图。解：由题意:(1)负载作星接时因V，则（V）设(V）因相电流即线电流，其大小为： （A) （A） (A）此时的相量图略。 （2）负载作三角形连接时因V，则（V）设则相电流 （A） （A）（A）线电流 （A） （A）（A)此时的相量图略。(3）负载作三角形连接时因V，则(V）设则相电流 （A） （A)（A)线电流 (A） （A）（A)此时的相量图略.33已知电路如下图所示。电源电压UL=380V，每相负载的阻抗为RXLXC10。（1)该三相负载能否称为对称负载？为什么？(2）计算中线电流和各相电流,画出相量图；（3）求三相总功率。解：（1）三相负载不能称为对称负载,因为三相负载的阻抗性质不同，其阻抗角也不相同。故不能称为对称负载.（2） （V） 则 （V)设(V）则(V），（V） （A） (A） (A)所以： =（A) (3）由于B相负载为电容,C相负载为电感，其有功功率为 0， 故三相总功率即 A相电阻性负载的有功功率。 即 （W）=4.84(KW)3-4. 电路如图3。2所示的三相四线制电路，三相负载连接成星形，已知电源线电压380V，负载电阻Ra11，Rb=Rc=22，试求:（1)负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率；（2）中线断开，A相又短路时的各相电流和线电流；(3）中线断开，A相断开时的各线电流和相电流。解：（1）（V) 则 （V）设（V）则(V)，（V） （A) （A） （A）所以： =（A）（2）中线断开，A相又短路时的电路如图所示；此时RB、RC上的电压为电源线电压，（A）（A）（3）中线断开，A相断开时的电路如图所示，此时RB、RC二负载串联后的电压为电源线电压，（A)3-5. 三相对称负载三角形连接，其线电流为IL=5。5A，有功功率为P=7760W，功率因数cos=0。8，求电源的线电压UL、电路的无功功率Q和每相阻抗Z。解：由于所以(V)（Var)(V),()Z=320.19/36。93-6. 电路如图3。3所示，已知Z12+j16，IL32.9A，求UL。解:由于三角形联接时,所以(A）（V）37. 对称三相负载星形连接，已知每相阻抗为Z=31+j22,电源线电压为380V,求三相交流电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。解：,（A）功率因数：有功功率：(W）无功功率：（Var） 视在功率： (VA)38. 在线电压为380V的三相电源上，接有两组电阻性对称负载，如图3.4所示。试求线路上的总线电流I和所有负载的有功功率。解:由于两组对称负载都是电阻性，所以计算较简单。(A)(A）(A）也可以用相量法进行求解。由于三相负载对称,所以可以选用一相进行计算.设（V）则（V）星接时的线电流和相电流相等,则（A）三角接时的线电压和相电压相等,则（A)由角接时线电流和相电流的关系知，（A）所以(A）即 IL=39.32（A）39。 对称三相电阻炉作三角形连接，每相电阻为38，接于线电压为380V的对称三相电源上,试求负载相电流IP、线电流IL和三相有功功率P，并绘出各电压电流的相量图。解：由于三角形联接时所以（A）（A)（W）310。 对称三相电源，线电压UL=380V，对称三相感性负载作三角形连接，若测得线电流IL=17.3A,三相功率P=9.12KW,求每相负载的电阻和感抗.解：由于对称三相感性负载作三角形连接时，则,因所以（A）(）（）(）Z=30。4+j22.8（)3-11。 对称三相电源,线电压UL=380V，对称三相感性负载作星形连接，若测得线电流IL=17。3A，三相功率P=9.12KW,求每相负载的电阻和感抗。解：由于对称三相感性负载作星形连接时，则，因所以（V），（A）()（）(）Z=10。2+j7.57()312. 三相异步电动机的三个阻抗相同的绕组连接成三角形，接于线电压UL=380V的对称三相电源上，若每相阻抗Z=8+j6,试求此电动机工作时的相电流IP、线电流IL和三相电功率P.解：由于对称三相感性负载作三角形连接时，则，则只选一相进行计算。所以（A）（A)（W）