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四川省(对口招生)《电工技术基础与技能》
易错题精讲
易错点十九 电阻、电感、电容的串联电路
例1 (24单招,选择题)在RLC串联电路中,若R=XL=XC=25Ω,,则电路的阻抗等于多少。( )
A. B.
C. 75Ω D.25Ω
【错解】B
【错因】对电阻、电感、电容的串联电路阻抗计算未掌握。
【正解】D
【解析】阻抗模的计算公式为:。代入已知条件计算:已知R=25Ω, 代入公式:。电路状态分析:因为,此时电路处于串联谐振状态,电感和电容的电抗相互抵消,电路的阻抗等于纯电阻值,电流与电压同相。
【避错攻略】
一、基本参数与阻抗
设电路电阻、电感、电容串联,接入正弦交流电压,电路中各处电流相同。
1. 电抗
感抗:(电感阻碍交流,频率越高感抗越大)
容抗:(电容阻碍交流,频率越高容抗越小)
2. 复阻抗 & 阻抗模
总电抗:
阻抗模:
阻抗角(电压超前电流的相位差):
二、电压关系(相量形式)
总电压相量:
电阻电压: 与电流同相,
电感电压: 超前电流 90°,
电容电压: 滞后电流 90°,
总电压有效值:
1.在RC串联电路中,假如UR=12V,UC=16V,则总电压U为 ( )
A.4V B.18V C.20V D.28V
【答案】C
【解析】在交流电路的 RC 串联电路中,电阻两端的电压 和电容两端的电压 在相位上是正交的(即相差 )。电阻电压与电流同相,而电容电压滞后电流 。
因此,总电压 不能简单地通过代数相加( )来计算,而应该使用相量(矢量)合成的方法。根据勾股定理,总电压的有效值 计算公式为:
将已知数值代入公式: 结论:总电压 为 20V。正确答案是 C。
2.如图1所示电路,已知V1的读数为30V,V2的读数为20V,而V的读数为50V,则V3的读数为( )
图1
A.0 B.60 V C.80 V D.100 V
【答案】B
【解析】图 1是一个 RLC 串联电路。电压表 、 、 分别测量电阻 、电感 、电容 两端的电压,电压表 测量整个串联电路的总电压。在交流串联电路中,总电压相量 等于各部分电压相量之和:,已知各电压表读数(有效值)为: ,,。总电压的有效值 与各分电压的关系式为: 。将已知数据代入该公式: 。解得: 。电压表 测量的是电容两端的电压。结论: 的读数为 60V。正确答案是 B。
3.如图2所示电路,V1和V2的读数均为10V,则V的读数为 ( )
图2
A.10 V B. 14.14 V C.20V D.28.2V
【答案】B
【解析】图 1-7-5 是一个 RL 串联电路。电压表 并联在电感 两端,测量电感电压 ;电压表 并联在电阻 两端,测量电阻电压 ;电压表 测量整个电路的总电压 。已知 和 的读数均为 10V,即 ,。在交流 RL 串联电路中,电阻电压 与电感电压 相位差为 (电感电压超前电阻电压 )。
因此,总电压 的有效值计算同样遵循勾股定理:。代入已知数据: 。结论: 的读数为 14.14V。正确答案是 B。
1.
一个额定值为“220V,440W”的电炉丝,接到 的电源上,则流过电炉丝的电流的解析式为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由于电炉丝在额定电压下工作,所以额定电流为2A,且电路为纯电阻电路,电流与电压同相。正确选项:B
2.加在感抗XL=10Ω的纯电感线圈两端的电压,则通过它的电流是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】已知纯电感线圈的感抗 ,两端电压为 。
确定电压的幅值:电压表达式为 的形式,其中电压幅值 。
计算电流的幅值:在纯电感电路中,电压幅值与电流幅值的关系遵循欧姆定律: 。
因此,电流幅值 。确定电流的相位:在纯电感电路中,电压超前电流 (即 弧度),或者说电流滞后电压 。已知电压的初相位 。电流的初相位 。写出电流的瞬时值表达式:电流 。对比选项,这与选项 B 一致。答案:B.
3.加在容抗XC=10Ω的纯电容两端的电压V,则通过它的电流是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】已知纯电容的容抗 ,两端电压为 。确定电压的幅值:电压表达式为 的形式,其中电压幅值 。计算电流的幅值:在纯电容电路中,电压幅值与电流幅值的关系为: 。因此,电流幅值 。确定电流的相位:在纯电容电路中,电流超前电压 (即 弧度)。已知电压的初相位 。电流的初相位 。写出电流的瞬时值表达式:电流 。对比选项,这与选项 A 一致。答案:A.
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