1. 大學電路試題
5、解:用斜體字代表相量。
U=40/√2∠45°=20√2∠45° V,ω=10rad/s。
XL=ωL=10×1=10(Ω),Xc=1/(ωC)=1/(10×0.01)=10(Ω)。
電路總阻抗為:Z=(R+jXL)∥(-jXc)=(10+j10)∥(-j10)=10-j10=10√2∠-45°(Ω)。
(1)I=U/Z=20√2∠45°/10√2∠-45°=2∠90°。
所以:i=2√2cos(10t+90°)(A)。
(2)電路的電壓相位角為45°,電流為90°,所以功率因數角φ=45°-90°=-45°,呈現電容性。功率因數cosφ=cos(-45°)=√2/2=0.707。sinφ=√(1-cos²φ)=√2/2。
有功功率:P=UIcosφ=20√2×2×√2/2=40(W)。
無功功率:Q=UIsinφ=20√2×2×√2/2=40(var)。
2. 大學電路試題(三項電路、無功補償、電容器)
解:P=30kW,cosφ=0.6。
所以視在功率為:S=P/cosφ=30/0.6=50(kVA)。
無功功率為:Q=√(S²-P²)=√(50²-30²)=40(kvar)。
功率因數提高到0.9,即cosφ'=0.9,三相負載的有功功率P=30kW不變。所以:
S'=P/cosφ'=30/0.9=100/3(kVA)。
Q'=√(S'²-P²)=√[(100/3)²-30²]=14.53(kvar)。
因此,無功補償容量為:Qc=Q-Q'=40-14.53=25.47(kvar)。
三相電容器,每相補償容量為:Q'c=Qc/3=25.47/3=8.49(kvar)。
電容器做三角形連接,因此相電壓=線電壓=380V,因此每相電容的容抗為:
Xc=U²/Q'c=380²/(8.49×1000)=17(Ω)。電路的頻率f=50Hz,角頻率為ω=2πf=2π×50=314(rad/s),所以每相的補償電容值為:
C=1/(ωXc)=1/(314×17)=0.000187336(F)=187.336(μF)。
3. 電路試題
三、判斷題(共10分)
1、在直流電路中,電感元件可視作短路;電容看作開路。(R)
2、某電氣元件兩端交流電壓的相位超前與電流,則該元件為感性負載。(R)
3、串聯交流電路的電壓三角形、阻抗三角形、功率三角形都是相似的三角形。(R)
4、電路中的參考點是可以任意選定的,參考點選取的不同,電路中同一點的電位就不同,同時兩點間的電壓也會發生變化。( F)
5、電路中兩點的電位都很高,這兩點間的電壓一定很高。(F)
6、在通路狀態下,負載電阻變大,端電壓就下降。(F)
7、應用基爾霍夫電壓定律時,迴路繞行方向可以任意選擇,但一經選定後就不能中途改變。(R)
8、絕對安全電壓是12V。(R)
9、電容的容抗與頻率成正比,電感的感抗與頻率成反比。(F)
10、電流源兩端的電壓由負載決定。(F)
4. 大學電路理論試題
解:斜體字母表示相量。設Ua=100∠0°V,則Ub=100∠-120°,Uc=100∠120°V。
Za=4+j3=5∠36.87°(Ω),Zb=8+j6=10∠36.87°(Ω),Zc=5∠36.87°Ω。
Ia=Ua/Za=100∠0°/5∠36.87°=20∠-36.87°=16-j12(A),即Ia=20A。
Ib=Ub/Zb=100∠-120°/10∠36.87°=10∠-156.87°=-9.196-j3.928(A),即Ib=10A。
Ic=Uc/Zc=100∠120°/5∠36.87°=20∠83.13°=2.392+j19.856(A),即Ic=20A。
中線電流:I=Ia+Ib+Ic=16-j12-9.196-j3.928+2.392+j19.856=9.196+j3.928=10∠23.13°(A),即中線電流:I=10A。
A相有功功率:Pa=Ua×Ia×cosφa=100×20×cos(0°+36.87°)=1600(W);
B相有功功率:Pb=Ub×Ib×cosφb=100×10×cos(-120°+156.87°)=800(W);
C相有功功率:Pc=Uc×Ic×cosφc=100×20×cos(120°-83.13°)=1600(W)。
電路總的有功功率:P=Pa+Pb+Pc=1600+800+1600=4000(W)。
或者:P=Pa+Pb+Pc=Ia²×Re(Za)+Ib²×Re(Zb)+Ic²×Re(Zc)=20²×4+10²×8+20²×4=1600+800+1600=4000(W)。
若中線斷開,中性點電位不再為零。
Ya=1/Za=0.2∠-36.87°=0.16-j0.12(S),Yb=0.1∠-36.87°=0.08-j0.06(S),Yc=0.2∠-36.87°=0.16-j0.12(S)。
中性點電位:U'o=(Ua×Ya+Ub×Yb+Uc×Yc)/(Ya+Yb+Yc)=(100∠0°×0.2∠-36.87°+100∠-120°×0.1∠-36.87°+100∠120°×0.2∠-36.87°)/(0.16-j0.12+0.08-j0.06+0.16-j0.12)=(20∠-36.87°+10∠-156.87°+20∠83.13°)/(0.4-j0.3)=(16-j12-9.196-j3.928+2.392+j19.856)/0.5∠-36.87°=(9.196+j3.928)/0.5∠-36.87°=10∠23.13°/0.5∠-36.87°=20∠60°=10+j17.32(V)。
B相負載電壓:U'bo=Ub-U'o=100∠-120°-20∠60°=-50-j86.6-10-j17.32=-60-j103.92=120∠-120°(V)。
B相負載的電壓升高(由100V升高到120V),所以B相電流增大。
5. 大學電路原理考試題
一、1、D,2、C,3、T=L/(R1+R2//R3)(答案都不對),
4、A,5、C=D,6、C,
二、1、3個,3個,
2、1歐,
3、3u1-2u2=8,5u2-2u1=-9,
4、電阻,5歐,
5、u=30根號2cos(314t-60度)V,
6、2A,