第10练 电容电路 浙江省（单独招生考试）《电工电子技术基础与技能》（高教版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电工电子技术基础与技能》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电工电子技术基础与技能》（高教版）一课一练的第10练，内容为：电容串并联、充放电过程、时间常数和电容器安全使用。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电工电子技术基础与技能》（高教版） 第10练 电容电路 一、单项选择题 1. 用数字标志法标示电容量通常用三位整数标示，其单位是（ ） A. 法拉 B. 微法 C. 皮法 D. 焦耳 【答案】C 【解析】电容器采用三位数字标志容量时，前两位表示有效数字，第三位表示后面应加的零的个数，容量单位通常为皮法（pF）。因此选C。 2. 如图所示，电路在开关S断开时谐振频率为fo，在开关闭合后电路的谐振频率为（ ） A. B. C. fo D. 2fo 【答案】D 3. 把某些负载和电灯串联在电压不变、频率分别为50Hz和100Hz的电源上，发现50Hz时电灯要暗些，则该负载为（ ） A. 感性负载 B. 容性负载 C. 纯电感负载 D. 纯电阻负载 【答案】B 【解析】容性负载的容抗为XC=1/(2πfC)。频率从50 Hz升高到100 Hz时，容抗减小，串联电路中的总阻抗减小，电流增大，电灯应变亮。因此在50 Hz时电灯较暗，说明负载为容性负载，选B。 4. 在纯电容正弦交流电路中，电流与电压的相位关系是（ ） A. 电流超前电压 B. 电流滞后电压 C. 电流与电压同相位 D. 电流与电压反相位 【答案】A 【解析】纯电容交流电路中，电流相位超前电压。电流滞后电压是纯电感电路的特征，同相位是纯电阻电路的特征。 二、填空题 5. 用于检测电容器的常见工具是______。 【答案】电表或电容表 【解析】用于检测电容器的常见工具是电表或电容表。 6. 如图所示,交流电路中电阻,电感和电容两端的电压都是 100 V,则电路两端的电压是______。 【答案】100V 7. 在纯电容正弦交流电路中，电流相位超前电压______，电路的有功功率为______。 【答案】；0 【解析】纯电容电路中电流超前电压，功率因数为零，因此电路只交换无功能量，有功功率为零。 三、简答题 8. 某感性负载并联电容器进行无功补偿。简述并联电容器的补偿作用及使用时应注意的事项。 【答案】（1）电容器产生超前的无功电流，用以抵消感性负载所需的部分滞后无功电流。 （2）补偿后电源线路中的无功电流减小，功率因数提高，线路损耗和供电设备容量占用相应减小。 （3）电容器容量应根据负载情况合理选择，避免过补偿；投入或切除电容器时应防止过电压，并在停电后充分放电。 【解析】电容器具有提供超前无功电流的特性，与感性负载的滞后无功电流相互补偿，从而改善功率因数。补偿容量过大可能造成过补偿和电压异常，因此还应重视容量选择、投切操作及停电放电安全。 四、计算题 9. 在24 V直流电源作用下，电容器、串联并充满电。已知为100 μF、额定电压25 V，为200 μF、额定电压16 V。求：（1）、串联后的等效电容；（2）充满电后、两端的电压；（3）电容器组储存的能量，并判断两只电容器的额定电压是否满足要求，写出一项安全使用措施。 【答案】（1）等效电容为66.7 μF。（2）两端电压为16 V；两端电压为8 V。（3）储存能量为0.0192 J。充满电后，两端电压为16 V，两端电压为8 V，均未超过额定电压，满足额定电压要求。安全措施：检修或拆卸前应先通过电阻放电，禁止直接短接放电。 【解析】（1）串联电容的等效电容为 C＝／（＋）＝66.7 μF。（2）串联电容器所带电荷量相同，电压与电容量成反比，因此 两端电压为 ＝24×／（＋）＝16 V，两端电压为 ＝24×／（＋）＝8 V。（3）电容器组储存的能量为 W＝1／2CU2＝0.0192 J。、两端电压均低于各自额定电压，满足要求；使用和检修时应通过电阻放电，禁止直接短接放电。 五、综合应用题 10. 某自动化生产线的24 V直流控制柜中，电源通过限流电阻 给电容储能模块充电。储能模块由 和 串联后，再与 并联组成。各电容初始均不带电， 的额定电压均为25 V， 的额定电压为35 V。（1）求储能模块的等效电容、充电时间常数，并计算充电 时模块两端的电压。（2）充电足够长时间后，求 两端的电压，并判断各电容是否满足额定电压要求。（3）为保证设备停电检修时的安全，说明该电路在充电、放电及维护过程中应采取的改进措施。 【答案】（1）串联支路的等效电容为\[C12=\frac{C1C_2}{C1+C2}=\frac{100\times200}{100+200} μF=66.7 μF\]储能模块的等效电容为\[C=C12+C3=66.7+330=396.7 μF\]充电时间常数为\[τ=RC=2.0\times103\times396.7\times10-6=0.793 s\]充电 时，\[UC=24(1-e-0.50/0.793)\approx11.2 V\]（2）串联支路电荷量为\[Q=C12U=66.7\times10-6\times24=1.60\times10-3 C\]因此\[U1=\frac{Q}{C1}=16 V,\qquadU2=\frac{Q}{C2}=8 V\]并联电容两端电压相等，所以 。三只电容的工作电压均低于额定电压，理论上满足要求。（3）充电时应限制冲击电流；串联电容两端应分别并联均压电阻，防止漏电流差异造成电压分配不均；电源断开后应通过放电电阻充分放电，检修前还要使用万用表确认电压已降至安全值。 【解析】（1）先求串联支路电容，再与并联电容相加，利用 求时间常数，最后代入充电规律计算电压。（2）串联电容电荷量相等，并联电容电压相等，据此求各电容电压并与额定值比较。（3）重点防止冲击电流、串联电压失衡和残余电荷造成触电。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了浙江省（单独招生考试）《电工电子技术基础与技能》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是浙江省（单独招生考试）《电工电子技术基础与技能》（高教版）一课一练的第10练，内容为：电容串并联、充放电过程、时间常数和电容器安全使用。 浙江省（单独招生考试）一课一练 《电工电子技术基础与技能》（高教版） 第10练 电容电路 一、单项选择题 1. 用数字标志法标示电容量通常用三位整数标示，其单位是（ ） A. 法拉 B. 微法 C. 皮法 D. 焦耳 2. 如图所示，电路在开关S断开时谐振频率为fo，在开关闭合后电路的谐振频率为（ ） A. B. C. fo D. 2fo 3. 把某些负载和电灯串联在电压不变、频率分别为50Hz和100Hz的电源上，发现50Hz时电灯要暗些，则该负载为（ ） A. 感性负载 B. 容性负载 C. 纯电感负载 D. 纯电阻负载 4. 在纯电容正弦交流电路中，电流与电压的相位关系是（ ） A. 电流超前电压 B. 电流滞后电压 C. 电流与电压同相位 D. 电流与电压反相位 二、填空题 5. 用于检测电容器的常见工具是______。 6. 如图所示,交流电路中电阻,电感和电容两端的电压都是 100 V,则电路两端的电压是______。 7. 在纯电容正弦交流电路中，电流相位超前电压______，电路的有功功率为______。 三、简答题 8. 某感性负载并联电容器进行无功补偿。简述并联电容器的补偿作用及使用时应注意的事项。 四、计算题 9. 在24 V直流电源作用下，电容器、串联并充满电。已知为100 μF、额定电压25 V，为200 μF、额定电压16 V。求：（1）、串联后的等效电容；（2）充满电后、两端的电压；（3）电容器组储存的能量，并判断两只电容器的额定电压是否满足要求，写出一项安全使用措施。 五、综合应用题 10. 某自动化生产线的24 V直流控制柜中，电源通过限流电阻 给电容储能模块充电。储能模块由 和 串联后，再与 并联组成。各电容初始均不带电， 的额定电压均为25 V， 的额定电压为35 V。（1）求储能模块的等效电容、充电时间常数，并计算充电 时模块两端的电压。（2）充电足够长时间后，求 两端的电压，并判断各电容是否满足额定电压要求。（3）为保证设备停电检修时的安全，说明该电路在充电、放电及维护过程中应采取的改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $