精品非正弦周期交流电路.docx
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精品非正弦周期交流电路
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第7章非正弦周期交流电路
7.1非正弦周期交流电路习题
一、填空题
1.非正弦周期信号可以分解成________________________________________________,用数学中的——————————————————级数表示。
2.非正弦周期信号的谐波成分可能有直流分量(零次谐波)、奇次谐波及——————谐波。
3.电话中使用的电信号是——————(填正弦或非正弦)周期信号。
4.非正弦周期信号频谱的含义是——————————————————————————。
5.非正弦周期信号的频谱有————————————————————————————等特点。
6.频谱知识在——————————————————————领域中要用到频谱可以用仪器来测量,该仪器的名称叫———————————————————————。
7.请画出半波整流波形的频谱————————————————————————————。
8、非正弦周期交流电的有效值与它的各次谐波有效值之间的关系是——————————。
9、非正弦周期交流电的平均值指的是——————————(填写数学平均值还是绝对平均值)。
10、非正弦周期交流电的有效值和平均值————————(填写是或不)相同的。
11、非正弦周期交流电的最大值指的是——————————————,最大值与有效值之间——————(填写有或者没有)倍关系。
12、线性非正弦周期电路的分析计算方法叫————————,它的依据是————————。
13.用谐波分析法求出电路中的各次谐波的电流分量后,应将电流分量的——————值(填写瞬时、有效或者相量)进行叠加求电路的非正弦电流。
14.若三次谐波的=9、=6,则一次谐波的——————,——————。
15.非正弦周期交流电的平均功率的公式是————————,同次谐波的电流、电压之间——————(填写:
能或不能)产生平均功率。
16、若流过R=10电阻的电流它的依据是——————————。
17.有一负载线圈
=(2十如时)A,则电阻R两端电压的有效
其对五次谐波的复阻抗乙
,其对基波的复阻抗Zl=30+j20n,则其对三次谐波的复
为O
XLI
18.已知某非正弦周期交流电压作甭石几
.025,R=12n,L=1mH,C=314
、C串联电路,非正弦周期交流电压的周期
Xcl
拌F,则电压的基波单独作用于电路时,R
=_,五次谐波单独作用于电路时,RS=_,X二
,肠‘
判断题
叠鹜竺竺奎艺梦正弦周期信号的频率。
份坐以口”用烈竿为100rad/s,则五次谐波的角频率为500rad/s。
将两个不同频率的正弦波形进行叠加,其结果为非正弦波。
!
二(''76
非正弦周期信号频谱的特点是收敛性、
对称于原点的波形,
离散性以及相邻谱线之间等间隔。
其谐波成份中只含正弦项。
若波形即与原点对称,又与横轴对称,则其谐波成份中含有偶次余弦
全波整流波形中可能含有各种谐波成份。
振幅频谱中的每一条谱线,分别代表相应谐波的振幅值的大小。
任何非正弦信号都可以用傅里叶级数表示。
J研屯J乙U7只}
、.声、‘声苦、J,、,了、声
了)9.
、计算题
((((((三
1.已知非正弦电压、二[5o+63·7sin以+21·Zsin3以+12.7sin5以」v,求:
电压的有效值。
块‘1·、省。
办2
不
2.求非正弦周期量i=[22拒51心14t+60涯sin(942t+10。
)+14.14sin(157ot一5·)」A
的有效值。
3.如图1一7一1所示的R、L串联电路,接在非正弦电压u上,已知:
R二20n,L=20n妇,
u=「50+40扼sin(1000t+30')]v犷{
求:
(1)电路电流i;
(2)电流有效值;(3)电路的平均功率。
--一一~~~~~~~口卜左
图1一7一13题图
4·如图1一7一2所示的*、:
、c串联电路,*一6",、一2。
,击一6。
,电源电压U一:
20+
8在如(以十30。
)]v,求:
(1)电流i及电流有效值;
(2)电感两端电压。
L;(3)电路的平均功率。
RL
月口翻绷月1,
效
有
波
基
诬傀钾川』月、望
5.如图l一7一3所示的电路,已知R=Zon,C=100拜F,ul中直流分量为25ov,
值为loov,基波频率为looHz。
求:
电压uZ和电流i。
图1一7一35题图
6.如图1一7一4所示尺、c并联电路,已知电压u二[60+40扼sinl000t]v,尺=30。
,c=
100口,求:
电路的总电流i及电路的平均功率。
14.14cos时+7.07cos2时〕A,求:
(1)电阻
,翻习习,节―川
图1一7一46题图
7.流过R二10几电阻元件的电流为i二〔5+
两端的电压u及U;
(2)电阻上的功率。
洲之成
11福1
'C、
}l'
&流过c二1000叮电容元件的电流为
容两端的电压u及U;
(2)电路的平均功率。
£=[14.14sinl00t+7.07sinZOOt]A,求:
(1)电
9.流过L=
电感两端的电压
loomH电感元件的电流为i=[5+14.14sinloot+7.0751心oot」A,求:
(1)
u及U;
(2)电路的平均功率。
7.2检测试卷
一、填空题
1.指出下列波形的名称,并说明它们是否为正弦波形。
月-.]几妇飞土
)
_c)_
少飞尸几
O
川』业人水玉阿丫丫协
分别鬓指出老一’O’梦’7sin"'2,…’sin3"”护心困!
v竿有仁”谐波成”,它们
3.若三次谐波的Xu=3n、X。
=Zn,则一次谐波的Xu,XQ
4.非正弦周期交流电的有效值等于它的各次谐波有效值的平方和_方。
5.基波的频率与非正弦周期信号的频率―。
若基波的角频率城100rad/s,贝”五次
谐波的角频率为rad/s。
7.用谐波分析法求非正弦电路中的电流时,
将两个不同频率的正弦波形进行叠加,其结果为
二、计算题
1.流过L=50nUI电感元件的电流为
两端的电压u及u;
(2)电路的平均功率。
i=5+10拒sin100t+5拒sin200tA,求:
(1)电感
(要求画出电路图,然后再计算)
2.流过R=loon电阻元件的电流为
阻两端的电压u及u;
(2)电阻上的功率。
i=[5+20泛cosot+10拒co盆耐1InA,求:
(l)电
(要求画出电路图)
3.流过C=2000口电容元件的电流为i
电容两端的电压u及U;
(2)电路的平均功率。
=[100福sinloot+50拒sinZoot〕rnA,求:
(1)
(要求画出电路图)
在如图1一7一5所示的R、L、C串联电路中,R=10n,说
_,八1
一斗人去,一甲又
一田C
=20n,
u=仁20+8拒sin(。
t+30'
的平均功率。
)」v,求:
(1)电流i及电流有效值;
(2)电容两端电压uc
电源电压
;(3)电路
RL
口
蜒
却升够
.该仪表的名称是
洽垫竺装黔洲辞黯便。
电压参考方向可以用
若UAB
=10V,则U队=_V,
说明UAB与UBA的关系为
。
当用直流电压表测量这两个电压时,操作时有什么不同_
汤口户尸
一一一-一一一一一一一一一一一~―一―
4.电位与电压的区别是_,
当电位的参考点变动时,同一电路中各点的电位
变化,任意两点间的电压_变动。
5.在实际电路中
量电压时了与测量电住
,用电压表或万用表测量电位时,应如何操作_,测
右翩不同
的电
其国际单位是_
。
手机中用
:
使用的市电是立剧.--一-电。
母表示,其国际单位是_,电能用_字母表示,
。
家庭中使用的电能表(又称电度表)测量的是_(选电能或
电功率),单位是_(俗称“度”)。
1度等于_
kw·h。
电视机外壳后面标有下列字
样:
(如康佳长991HI)“一22oV50Hz15ow",其中150w表示_。
8.在电压电流参考方向关联时,直流电路功率的计算公式为_,若电压电
流的参考方向非关联,功率的计算公式应为_。
二、判断题
(喊叭.电压和电流都是既有大小又有方向的物理量,所以它们都是矢量。
(丫)2·电路中所标的电压电流方向一般都是参考方向。
(沪3.当用电流表测量直流电流时,若电流表指针反向偏转,表示电路中电流的实际
方向为从电流表的负极流向正极侧。
说明电流表正负极接反了,有可能损坏仪表。
(J)4.电路中A点的电位,就是A点与参考点之间的电压。
所以电位是特殊的电压。
(J)5.电压电流的参考方向是为了分析计算方便而假设的方向,实际电路中只有电压
电流的实际方向。
(义)6·当尸>0时,为吸收功率,表示将电能转换成热能消耗掉(如负载);当尸<0时,
为输出功率,表示向外界提供电能(如电源)。
三、计算题
1.已知在2秒内从A到B通过某导线横截面的电荷量为0.5库仑。
请分别对电荷为正
和负两种情况求IAB和IBA。
A
2.在如图,一1一1所示的电路中,已,。
一00V,请写。
。
AB、…弓
嘛呱“{甲j
Uessewe一--习
图卜l_12题图
3.在图1一1一2的电路中,若以“O'’点为参考点时,vA二Zlv,vB=巧v,v。
=sv。
现重
c点为参考点,求vo、vA、v。
,并计算两种情况下的uAB和u。
。
选
口卿户户件冈0户产
图1一123题图
4.在如图1一1一3所示的三个元件中,
(1)元件A处于耗能状态,且功率为10w,电流几=
IA,求uA;
(2)元件B处于供能状态,且功率为10W,求几并标出方向;(3)元件c上u。
=
10mV,Ic=211认,且处于耗能状态,请标出Ic的方向并求尸c=?
I^几lc
b)c)
图1一1一34题图
5.在如图1一1一4所示的电路中,方框代表某个元件,已知ab段所在的元件的电功率为
500w,且处于供能状态,供电电流为ZA,其余三个元件处于耗能状态,电功率分别为50w、
400w和50w。
(1)求Uab、Ued、U小Ugh;
(2)由题意可知,电路提供的电能恰与其消耗的电
能相等,这符合能量守恒定律。
试根据
(1)中计算的结果观察这一定律反映在整个电路的电压
上有什么规律?
500W
赢认
图1一1一45题图
3电阻元件及其伏安特性
一、填空题
1.电阻元件是一种对电流表现“阻碍”作用的
表示,单位为
一迹怜主要参”是电阻,用字母
2醚非醚麒二区别’
R值为广目Z哎。
,线性电阻元件的电
肠承尺仁的电流、电压的参考方向为非关联,则u=_
冬们用电阻丝倒瞥即所谓“专量”(G)来表示材料的一种电气特性。
则电导的
。
妙?
?
。
邸。
夕
3如果
4.有时
物理意义脚
勺
]长的参考方向关J明
4确口---‘假设电流电服
5.表示电阻器限洁角青妹丈
杂导来表示电阻元件的伏安特性的表达式
种,色环表示法中,颜色是黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、
、白,分别对应于数字_
.电阻器有固定电阻和可变电阻,可变电阻又有滑线电阻器
和可变电位器等。
请你说一说如何连接可变电阻的端子才能使
电阻的阻值可变。
请画图说明:
7.测量电阻的阻值有哪些仪表,分别是
仪表。
用万用表电阻档测量电阻时,能否带电测量
_。
在下图1一l一5中,若要测量电阻R3,应如何进
行操作
8.llOOMO=ko=00
二、计算题
、汗及
七少吮
J灰6
图11一57题图
1.有一只碳膜电阻为100几、50w。
求它的最大工作电压UM.若将该电阻误接到100v
的直流电源上会产生什么后果?
2.一只白炽灯额定值为220V,loow,求它的电阻R,额定电流
11OV电路中,它的实际功率是多少?
若将这只灯泡接到
。
「。
压
电
或
流
电
的
中
了O
卜
L
图
出
求
dUJ
呈刀
分
3.
图卜t63题图
4一根SA的熔伙,电阻为0.015。
,求其熔断时,两端的电压是多少?
口
少几
合将一开路时端电压为’·”V,内阻为”·Zn的干电池与4题中的熔丝相连,能否将熔
丝蜘?
4电容元件及其伏安关系
一、填空题
1.电容器的图形符号为
,其国际单位是玉卜一,单位符号为壬一一,另外
蔗熬燃点霭
的金属极板和极板之间的
中也有电容器;电视机、手
4.电容元件的伏安关系表达式
向二玉比。
犷飞解.---
机、电脑、收音机等电器设备中均含有
,其使用条件为电压电流的参考方
5.填写下列单位换算关系:
IF一胆与F,200。
F-
洲断题耐称功丁
人)L当电答元件两端没有电压时,极板上就没有电荷
手)2.如果电容元件上的电流、电压的参考方向不一致
一一((
一c瓮。
(灯)3.电容元件具有储存电场能量的作用。
(口)4.电容元件具有“通交隔直”的作用,即通过交流电,隔断直流电的作用。
_(心)5.假设加在电容元件C两端的电压按照正弦规律二一10sin(。
t十30。
)V变化,那
么通过该元件的电流的变化规律也是正弦交流。
)6.电容器的电容量可以用万用表进行测量,也可以用电容表进行测量。
)7.电容器可分为固定电容、可变电容和电解电容。
其中电解电容有正负极之分。
)8.收音机的调台是通过调节电容器的电容量来实现的。
叮)9·电容器的体积有大有小
板等设备中的贴片电容元件。
,比较小的可视电容器的例子如在手机主板、计算机主
以曰咖“
三、计算题
卜两个电容器并联的总电容为10拜F,串联后总电容为2.1"F,求每个电容器的电容量。
将1拜F的电容器充电至ZV,将2卢的电容器充电至IV,然后将极性相同的端连接
,问并联后的电压是多少?
口必户已
阵一起
1.
外还有
2.
电感元件及其伏安关系
、填空题
电感元件的图形符号为,其国际单位是,单位符号为
等小单位。
线性电感元件是指电感量
用于储存磁场能量的器件
日光灯上的镇流器就是由铁心和
结构由导线绕制的线圈和铁心组成。
;器组成;洗衣机中的电动机主要由电
感线圈组成;电视机、手机、电脑、收音机等电器设备中均含有电感器。
4.电感元件的伏安关系表达式为,其使用条件为电压电流的参考方
向
5.填写下列单位换算关系:
IH二_mH,400拌H=__H。
二..,'J断题
(一)1.电感元件具有“通直阻交”的作用。
一介.假设通过电感元件L的电流按照正弦规律i=10sin(。
:
+300)A在变化,那么
该元件两端的电压u也是按正弦规律变化的
(口)3.如果电感元件上的电流、电压的参考方向一致,则其伏安关系的表达式应为
di
=L岑。
上.、飞
一dt01.,纬、、.
(")4.电感元件具有储存磁场能量的作用。
储存磁场能量的大小与电感L成正比。
)乡
5.电感器的电感量可以用万用表进行测量。
6.电感器可分为固定电感、可变电感。
7.电感器的体积有大有小,比较小的电感器如安装在手机主板、计算机主板等设
备中的贴片元件。
(训“·电感量的大小与线圈的几何尺寸·线圈中是否有铁心有关。
6理想电源
以看盆氢黑豁黔电源内部未损耗”电源;实际电源电
以看认默黯黯旨电源内部五“”的电源;实际电”电
准趣逸一
一卿擎--
3.直流理想电压源的伏安特性曲线的形状为_(画图),其含义可解释为―
一--一---一一-~一一-一_
4.直流理想电流源伏安特性曲线的形状为__,其含义可解释为
5.直流理想电压源的电路符号为
6.直流理想电流源的电路符号为
一必户对障口户
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