在一个由R、L和C三个元件相牢联的电路中,若总电压U、电容电压Uc及RL两端的电压URL均为100V,且R=10Ω,则电流I为()。
A 、10A
B 、5A
C 、8. 66A
D 、5. 77A
【正确答案:C】
根据题意,总电压U、电感电压Uc以及RL两堵电压 URL均相等,且为100V,再由于各电压相对于同一电流(RLC串联 电路电流相等,设I的相量为0°)的相量关系,可绘制电压关系如 解图所示。
解:电路如上图。已知Ur、UL和Uc,要求U。
由于为RLC串联电路,所以可以设电路电流为:I(相量)=I∠0°A。
于是有:Ur(相量)=Ur∠0°,UL(相量)=UL∠90°=jUL,Uc(相量)=Uc∠-90°=-jUc。
根据KVL:U(相量)=Ur(相量)+UL(相量)+Uc(相量)=Ur+j(UL-Uc)。
所以:U=|U(相量)|=√[Ur²+(UL-Uc)²]。
在具有R、L、C元件的正弦交流电路中,电路两端的电压与电流一般是不同相的。如果改变电路元件的参数值或调节电源的频率,可使电路的电压与电流同相,使电路的阻抗呈现电阻的性质,处在这种状态下的电路称为谐振。根据电路的不同连接形式,谐振现象可分为串联谐振和并联谐振。在R、L、C串联电路中,当电路中的XL=XC时,阻抗角∮=0,即电源电压 和电流 同相,这种现象称为串联谐振。串联谐振的特点:
(1).谐振发生时,因感抗XL等于容抗XC,所以,阻抗达到最小值,电路呈电阻性。
(2).在电压U不变的情况下,电路中的电流I达到最大值。
(3).由于谐振时XL=XC,所以UL=UC,而UL和Uc的相位相反,相加时互相抵消,所以电阻上的电压等于电源电压。串联电路谐振时具有某些特点,了解谐振现象可以利用这些特点,又可防止某些特点所带来的危害。LC谐波滤除装置就是利用串联谐振的特点,分别虑除主要各次谐波。在普通无功补偿装置中应避免串联谐振,这是因为,当串联谐振发生时,电容元件上的电压将增高,可能导致电容器绝缘层被击穿。但在无线电工程中,利用串联谐振现象的选择性和所获得的较高电压,可将所需要接收的信号提取出来。
(1):XL=wL=314X318X10^(-3)=314X0.318=99.85
XC=1/(WC)=1/(314X160X10^(-6))=1/(314X0.00016)=19.90
Z=√R^(2)+(XL-Xc)^(2)=√60^(2)+(99.85-19.90)^(2)=99.96
(2):I=U/Z=(311/√2)/99.96=2.20 (A)
UR=IXR=2.20X60=132
UL=IxXL=2.20X99.85=219.67
UC=IxXC=2.20X19.90=43.78
(3):φ=arctan( XL-XC)/R=53 (度) cosφ= cos53=0.6
P=UIcosφ=(311/√2)x2.20xcos53=290.32
Q=UIsinφ=(311/√2)x2.20xsin53=387.09
s=UI=(311/√2)x2.20=483.87