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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