电工学试题库和试题及答案
电工电子学考试大纲
一、课程名称：电工电子学（II）（双语）
二、课程代码：15011550
三、课程性质：必修课程
四、考核内容：
1) 电路部分
a. 电路的基本概念和分析方法：基尔霍夫定律，受控电源，采用戴维宁定理、电源的等效变换、叠加定理等方法分析直流电路，最大功率传输。
b. 电路的暂态分析：电感与电容的伏安特性以及串并联等效，电路的暂态、稳态以及时间常数的概念，初始值的求解，一阶线性电路暂态分析的三要素法。
c. 正弦稳态分析及频率特性：正弦量的相量表示法，电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图，用相量法计算简单正弦交流电流电路的方法，有功功率、功率因数的概念和计算方法，无功功率、视在功率的概念和提高功率因数的经济意义，正弦交流电路的戴维宁等效电路以及最大功率传输的条件，三相交流电路电源和负载的联接方式，相序的概念，对称三相电路的分析计算，滤波器和转移函数的概念，滤波器的分类与工作原理，交流电路串联谐振和并联谐振的条件、特征和频率特性。
2) 数字逻辑电路部分
a. 组合逻辑电路：与门、或门、非门、与非门、异或门等逻辑门电路的逻辑功能，逻辑代数的基本运算法则，简单组合逻辑电路的分析和设计以及用卡诺图化简逻辑函数的方法。
b. 时序逻辑电路：R-S触发器、J-K触发器、D触发器的逻辑功能，寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理。
3) 模拟电路部分
a. 二极管：二极管、稳压管的工作原理和特性曲线，理想二极管电路的分析与计算，单相整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理
b. 放大电路的分类与外特性：放大电路的分类与特性参数，各种放大电路之间的转换，多级放大的概念，各种理想放大电路的特性，差动放大电路的工作原理，差模信号和共模信号的概念。
c. 场效应管：MOS场效应管的基本结构、3个工作区域以及特性方程，共源极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，源极输出器的结构与基本特点。
d. 双极结型晶体管：共射极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，射极输出器的结构与基本特点。
e. 运算放大电路：理想运算放大器的特性，“虚断”与“虚断”的概念，由理想运算放大器构成的反相输入、同相输入和差动输入三种组态电路。
第1章 直流电路 习题参考答案
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0
R U I S
、端电压U ＝0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 Ω、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25Ω和5Ω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:
①根据 R=U2/P 得：
电灯电阻 R=U2/P=2202/60=807(Ω)
②根据 I=U/R或P=UI得:
I=P/U=60/220=0.273(A)
③由 W=PT 得
W=60×60×60×3×30
=1.944×102 (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=60/1000×3×30=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U
1、U
2
和U
3
。
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-U
2
-2=0
U
2
=0
对cdpkc回路：
-4-U
1+U
2
=0
U
1
=-4(V) 对 eghce回路：
-U
3-10+5+U
2
=0
U
3
=-5(V)
1.5 已知电路如图1.4所示，其中E 1=15V ，E 2=65V ，R 1=5Ω，R 2=R 3=10Ω。试用支路电流法求R 1、R 2和R 3三个电阻上的电压。
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
0321=-+I I I
13311E R I R I =+ 23322E R I R I =+
代入已知数据得
0321=-+I I I
1510531=+I I
65101032=+I I
解方程可得
I 1=-7/4（A ），I 2＝33/8（A ），I 3＝19/8（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：
U 1=I 1R 1=-5
47?=-35/4（V ）
U 2=I 2R 2=10
833?=165/4（V ）
U 3=I 3R 3=10819?=38/4（V ）
1.6 试用支路电流法，求图1.5所示电路中的电流I 1、I 2、 I 3、I 4和I 5。（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
0321=--I I I 0542=-+I I I 11315E R I I =+
0133522=-+R I R I R I 243515E I R I -=--
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I 3。
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
0321=-+I I I 2412631=+I I
I 2=5（A ）所以：I 1=-2（A ），I 3=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?
86
.2
1
3
4
3
4
=
+
(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。
32
63612=
+-=
I (A)
U OC =-2+12-6×2/3=6(V) （2）再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去，得电路如图。
4
116363=+++?=ab R (Ω)
（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。
1
246=+=I (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。
6
1218=+='I (A) 661=?='U (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。
2
6121=?+=''I (A)
1622636
36=?++??
=''U (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。 426=-=''-'=I I I (A) 22166=+=''+'=U U U (V)
1.12 电路图1.11所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I 1、I 2及36Ω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。
6
1590
361236126901==+?+
='I （A ）
5
.4361236
62=+?='I （A ） 5
.1361212
63=+?='I （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。 5
.33663661260
2=+?+
=''I （A ） 3
36636
5.31=+?=''I （A ） 5
.03666
5.33=+?=''I （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。
3361
11=-=''-'=I I I （A ） 135.32
2-=+-=''+'-=I I I （A ） 25.05.13
3=-=''+'=I I I （A ）
（4）36Ω电阻消耗的电功率为
1443622323=?==R I P （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 、6Ω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：
0321=++I I I 012126321=-=-I I 84124632=-=-I I
解得：I 1=8/9（A ），I 2＝4/9（A ），I 3＝-4/3（A ）
320
)34(24243=
-?-=-=I U OC （V ）
（2）再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去，得电路如图。
)26363(++?=ab R ∥
342=
（Ω）
（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。
86
.2720
134320
==+=I (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 、6Ω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：
0321=-+I I I 108184621=-=-I I
812432=+I I
解得：I 1=4/3（A ），I 2＝-1/2（A ），I 3＝5/6（A ）
2
)21
(442-=-?==I U OC （V ）
（2）再求等效电阻R ab
将恒压源除去，得电路如图。
R ab =4∥6∥12=2(Ω)
（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。
4
.0322-=+-=I (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。
U OC =-1×16+1=-15(V)
（2）再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去，得电路如图。
R ab =1(Ω)
（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。
3
5154115-=-=+-=I (A) U =4I =4×(3-)=-12(V)
1.16 电路如图1.11所示，如果I 3=1A ，试应用戴维南定理，求图中的电阻R 3。
解：（1）先计算开路电压，如下图。
35
126609021=
+-=-=I I (A)
80
35
6906901=?-=-=I U OC
(V)
（2）再求等效电阻R AB
将恒压源除去，得电路如图。
4
121612
6=+?=
ab R (Ω)
（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I 3=1A 时，则1
480
3=+R
所以 R 3=80-4=76（Ω）
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
I 2=2+5=7(A) ，I=I 2-2-3=2（A ）， (A)
由KVL 得，（绕行方向选顺时针方向）
U -100+30+5I 2=0
U =100-30-35=35 (V)
5
.17235===I U R （Ω）
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+12
I =0.892(mA) U A =-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 =12 I =0.502(mA) U A =-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ω ；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
dt
di L
u =L ；电容元件上任一瞬间的电压电流
关系可以表示为dt
du C
i C C =。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30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，那么电路的阻抗为 50Ω ，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 、t u 314sin 380=V ；
B 、)45314sin(537?+=t u V ；
C 、
)90314sin(380?+=t u 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)90314sin(101?+=t i A ，210sin(62830)i t =+?A ，则（ C ） A 、i 1超前i 260°； B 、i 1滞后i 260°； 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，U R =16V ，U L =12V ，则总电压为（ B ） A 、28V ； B 、20V ； C 、2V 。
7. RLC 串联电路在f 0时发生谐振，当频率增加到2f 0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) u ＝102sin314t 伏 (2) i ＝－5sin(314t －60o)安
解：(1)U
=10/0o (V) (2)m I =－5/－60o =5/180o－60o=5/120o (A) 2.2 已知工频正弦电压u ab 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，U ab 的值为多少？
解：∵U U ab abm 2=
∴有效值
22031121
21=?==
U U abm
ab (V)
瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V)
当t =0.0025S 时
，
5
.80)12sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ??
-??=πππU ab (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 =Z u （2） I=C X R U + （3） I = C j R U
ω- （4） I=Z U
（5） U=U R +U C （6） U =R U +C U （7）I =－j C U ω （8）I = j C U
ω
解：在R 、C 串联电路中，总阻抗
c j
R X j R Z C ω1
-=-=
而 X R Z C 22+= Z U I = R I U R = C U jI X =-
C R U U U += U U U C R 222+=
所以 （1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）均是错的，（4）、（6）是对的。
2.4 图2.1中，U 1=40V ，U 2=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u 1与电流i 同方向，而电压u 2超前电流i 90o
，所以
504030222
221=+=+=U U U (V)
∵电压u 超前电流i 的电度角
213
arctan
arctan 36.94U U ?===?
∴)9.364.31sin(250?+=t u (V)
2.5 图2.2所示电路中，已知u ＝100sin(314t +30o)伏，i ＝
22.36sin(314t +19.7o)安， i 2＝10sin(314t +83.13o)安，试求： i 1、Z 1、Z 2并说明Z 1、Z 2的性质，绘出相量图。
解：由题知，?=7.19/36.22m I (A) ?=13.83/102m I
(A)
?=30/100m U (V)
所以?-=-=87.6/2021m m m I I I
(A)
即()?-=87.6314sin 201t i (A)
∵?=?-?==67.38/5067.8/230/10011m m I U Z (Ω) ?-=??=
=13.53/1013.83/1030/10022m m
I U Z (Ω)
∴Z 1为感性负载，Z 2为容性负载。
2.6 图2.3所示电路中，X C =X L =R ，并已知电流表A 1的读数为3A ，试问A 2和A 3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X C =X L ，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A 2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X L =R ，所以电流表A 3的读数为3A 。
2.7 有一R 、L 、C 串联的交流电路，已知R=X L =X C =10Ω，I=1A ，试求电压U 、U R
、U L
、U C
和电路总阻抗Z 。
解： 10110=?==RI U R (V) 10110=?==I X j U L L (V) 10110=?=-=I X j U C C (V) ∵10==-+=R X j X j R Z C L (Ω)
∴10110=?==I Z U (V)
2.8 电路如图2.4所示，已知ω=2rad/s ，求电路的总阻抗Z ab 。
解：∵ω=2rad/s
∴2==L X L ω(Ω) 2ω1
==C X C (Ω)
∴
()j j j j j j j j j X j X j Z C
L ab +=+-+-++=--++=-++=3)22)(22()
22(42222422//22(Ω
)
2.9 电路如图2.5所示，已知R =20Ω，R I =10/0oA ，X L =10Ω，1U
的有效值为200V ，求X C 。
解： 由题意可知：
?==0/20022I R U (V)
C C C X jX U I ?=
-=90/2002 (A) ∴?+?=+=0/1090/200C
R
C L X I I I (A)
?+?=?+??=?=90/100180/2000)0/1090/200(10C
C L
L L X X j I jX U (V)
10020002000/20090/100180/20002
1j X X U U U C
C L +-=?+?+?=+= (V)
又因U 1=200
故有
22100)2000200(200+-
=C X 221002002000
200-±=-C
X
2.1732002000±=C X
2.1732002000±=C
X 则得： X C =5.36(Ω)，或X C =74.6(Ω)
2.10 图 2.6所示电路中，u S =10sin314t V ，R 1=2Ω，R 2=1Ω，L =637mH ，C =637μF ，求电流i 1， i 2和电压u c 。
解：ω=314rad/s
200637314=?==L X L ω（Ω）
5106373141ω16=??==
-C X C （Ω） 13
.5195151000))((221j j j jX jX R jX jX R Z C L C L -=+-=-+-+=（Ω）
13.5211j Z R Z -=+=（Ω）
?
=-?==7.68/816.113.520/101j Z U I Sm m (A)
?-=-??=?=3.21/32.9)13.5(7.68/816.111j Z I U m Cm (V)
?=-?-=-=7.68/86.153.21/32.92j jX U I C Cm m (A)
则 i 1=1.816sin(314t +68.7°)(A) i 2=1.86sin(314t +68.7°)(A) u c =9.32sin(314t -21.3°)(V)
2.11 图2.7所示电路中，已知电源电压U =12V ，ω=2000rad/s ，求电流I 、I 1。
解：当ω=2000rad/时s
1105.020003=??==-L X L ω（Ω）
21025020001ω16=??==
-C X C （Ω）
j
j j jX R jX R Z C C -=--=--=
1224
)(221（Ω） 21111=-++=++=j j Z jX R Z L （Ω） 1262
U I Z =
==
(A)
168.49C U I Z =?==(V)
128.49
4.292C U I R =
==(A)
2.12 图2.8所示电路中，已知R 1＝40Ω，X L =30Ω，R 2＝60Ω，X c ＝60Ω，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?=0/220.
U (V)
则?-=+?=+=9.36/4.430400/22011j X j R U I L (A) 同理
?
=-?
=-=45/59.260600/22022
j X j R U I C (A)
∵ ?-=?+?-=+=61.8/41.545/59.29.36/4.421I I I
(A) ∴18.161.8cos 41.5220cos =???==?UI P (KW) 2.17861.8sin 41.5220sin =???==?UI Q (Var)
cos cos[0(8.61)]0.99λ?==--=
2.13 图2.9所示电路中，求：(1)AB 间的等效阻抗Z AB ；(2)电压相量U AF
和U DF
；(3)整个电路的有功功率和无功功率。 解：4
38866)
886(64j j j j j j Z AB +=-++-+?+=
?
-=+?==1.53/2430/10j Z U I AB (A) ?=??-==9.36/841.53/21
j jX I U
L AF
(V)
?-=??-==1.53/631.53/2FB FB Z I U (V)
?
-=?-=-+=1.53/161.53/6886j j U I FB
FD (A)
?-=+??--=+-=180/10)86(1.53/1)8(2j j R I U FD DF
(V)
∴121.53cos 210cos =???==?UI P (W) 161.53sin 210sin =???==?UI Q (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 U R =110(V) ω=314rad/s
∴36
.011040
====R L R U P I I (A)
∵
U U U L R 2
22+= ∴
5.1901102202
222=-=-=U U U R L (V) ∴52936.05.190===I U X L L L
(Ω) 69
.1314529
===ωX L L (H)
由于灯管与镇流器是串联的，所以5
.0220110
cos ===U U R ?
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
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22Ω，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 6600V A 。假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；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P 3I I l =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
3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=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
L p U =
由于U L =380(V)，I L =2.2(A)
则 U P =220(V), I p =2.2(A),
220100
2.2p p U Z I ===（Ω） 由阻抗三角形得
808.0100=?==?COS Z R （Ω）
60
801002222
=-=-=
R Z X L （Ω）
所以 Z=80+j60（Ω）
3-2已知对称三相交流电路，每相负载的电阻为R=8Ω，感抗为X L =6Ω。
（1）设电源电压为U L =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U L =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U L =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
p l U U 3=
因380=l U V ，则
220
3380==
==c b a U U U （V ）
设?=0/220a U （V ）
因相电流即线电流，其大小为：
?
-=+?=9.36/22680/220.j I A (A) 9.156/22.
-=B I (A) ?=1.83/22.C I
(A)