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建筑知识
图示电路中,N 为无源网络,u = 50cos(t- 45°)十50cos2t+ 20cos(3t+ 45°)V,i=80cos(t+15°)+20cos(3t -15)A,网络N消耗的平均功率为()
图示电路中,N 为无源网络,u = 50cos(t- 45°)十50cos2t+ 20cos(3t+ 45°)V,i=80cos(t+15°)+20cos(3t -15)A,网络N消耗的平均功率为()。
A 、1100W
B 、2200W
C 、3300W
D 、4400W
【正确答案:A】
根据平均功率的公式:
解:根据理想变压器原理:U1(相量)=10IU2(相量),I1(相量)=I2(相量)/10。
因此:U1(相量)/I1(相量)=10×10×[U2(相量)/I2(相量)]=100Z。
即,副边的负载Z折算到原边,等效阻抗为:Z'=U1(相量)/I1(相量)=100Z=800+j600(Ω)。等效电路为:
设Us(相量)=100∠0°V。
根据KCL:I(相量)=I1(相量)-0.002U2(相量)。
KVL:
1、000×I(相量)+U1(相量)=Us(相量)=100∠0°。
也就是:
1、000I1(相量)-2U2(相量)+10U2(相量)=100∠0°。
而:I1(相量)=U1(相量)/Z'=10U2(相量)/(800+j600)=U2(相量)/100∠36.87°=0.01U2(相量)∠-36.87°=(0.008-j0.006)U2(相量)。
所以:(8-j6)U2(相量)-2U2(相量)+10U2(相量)=100∠0°。
U2(相量)=100∠0°/(16-j6)=50∠0°/8.544∠-20.56°=5.852∠20.56°(V)。
因此:I2(相量)=U2(相量)/Z=5.852∠20.56°/(8+j6)=5.852∠20.56°/10∠36.87°=0.5852∠-16.31°(A)。
因此:U2=5.852V,I2=0.5852A,cosφ=cos(φu-φi)=cos(20.56°+16.31°)=cos36.87°=0.8。
所以负载吸收的功率为:P=U2×I2×cosφ=5.852×0.5852×0.8=2.74(W)。
解:
1、Us=10V,Is=2A时,10Ω电阻的功率P1=250W,则10Ω电阻的电流由:P=I²R得到:I1=√(P1/R)=√(250/10)=5(A)。设Us=10V单独作用时,10Ω电阻的电流为I1';Is=2A单独作用时,10Ω电阻的电流为I1"。则:I1'+I1"=5(A)。
2、同理,Us=20V、Is=1A时,10Ω电阻的电流为:I2=√(640/10)=8(A)。同样,20V电压源单独作用的10Ω电流为I2',1A电流源单独作用10Ω电阻的电流为I2",则:I2'+I2"=8A。
3、Us=30V电压源单独作用时,相当于一个20V电压源作用、然后再叠加一个10V电压源作用。因此,此时10Ω电阻的电流为:I1'+I2';同样,Is=3A电流源单独作用时,相当于一个2A电流源作用、然后再叠加一个1A电流源作用。因此,此时10Ω电阻的电流为:I1"+I2"。
4、根据叠加定理,Us=30V、Is=3A时,10Ω电阻的电流为:I=(I1'+I2')+(I1"+I2")=(I1'+I1")+(I2'+I2")=5+8=13(A)。所以,10Ω电阻消耗的功率为:P=I²R=13²×10=1690(W)。————注意,这里是首先反向运用叠加定理,得到各种情况下的电流;然后正向使用叠加定理,得到所求条件下的电流值,最后求出功率。另外,功率是一个非线性的物理量,不能直接相加来求出功率值。
先把电压与电流表达式化为同名函数,然后计算相位差,即可知No的性质。
u=100cos(2t+45º)
=100sin(2t+45º+90º)
=100sin(2t+135º)
相位差φu-φi=135º-45º=90º,即电压超前电流90º,因此可知No是纯电感。