4285011550電工與電子技術(shù)課后習(xí)題答案

1、2-2 試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算題圖2-2中3電阻中的電流i 。解：根據(jù)題目的要求，應(yīng)用兩種電源的等效變換法，將題圖2-2所示電路按照解題圖12所示的變換順序，最后化簡為解題圖12(j)所示的電路，電流i為 注意：(1) 一般情況下，與理想電流源串聯(lián)的電阻可視為短路、而與理想電壓源并聯(lián)的電阻可視為開路。故題圖2-2所示電路最左邊支路中的2電阻可視為0；（2）在變換過程中，一定要保留待求電流i的支路不被變換掉；（3）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按照a-b、c-d、e-f的順序化簡，比較合理。2-3 計(jì)算題圖2-3中1電阻上的電壓uab。 解：該題采用兩種電源的等效變換法解題比較簡便。按照解題圖

2、13的順序化簡，將題圖2-3所示的電路最后化簡為解題圖13(e)所示的電路，根據(jù)電阻串聯(lián)電路分壓公式計(jì)算電壓uab為 2-5 應(yīng)用支路電流法計(jì)算題圖2-5所示電路中的各支路電流。解：首先對(duì)于題圖2-5所示電路的三條支路電流分別確定參考方向，如解題圖15所示。然后應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律定律列出下列三個(gè)方程：解之，得 2-6 應(yīng)用支路電流法計(jì)算題圖2-6所示電路中的各支路電流。解：如題圖2-6所示，電路中的四條支路均為并聯(lián)，其中一條支路電流為已知，根據(jù)支路電流法可知，只需列出三個(gè)獨(dú)立方程即可求解。為看圖方便，將電路中4電阻支路改畫到解題圖16所示的地方，應(yīng)用基爾霍夫電流定律對(duì)結(jié)點(diǎn)a

3、列出一個(gè)電流方程，再應(yīng)用基爾霍夫電壓定律對(duì)電路左邊回路和中間回路列出兩個(gè)電壓方程，即 解之，得 2-8 電路如題圖2-8所示，試用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算圖中電阻rl兩端電壓u，并計(jì)算理想電流源的功率。 解：由于計(jì)算負(fù)載電阻rl的電壓u，與理想電流源串聯(lián)的4電阻和與理想電壓源并聯(lián)的8電阻的存在與否無關(guān)，因此，這兩個(gè)電阻的作用可被忽略，如解題圖17所示，那么 然而，在計(jì)算理想電流源的功率時(shí)，理想電流源兩端的電壓值是由與之并聯(lián)的外電路所確定，因此，與理想電流源串聯(lián)的4電阻的作用就不能被忽略。此時(shí)，必須根據(jù)題圖2-8所示電路解題才正確，理想電流源兩端的電壓應(yīng)用電路最外圍大回路計(jì)算比較方便，其功率為 2-9 應(yīng)

4、用疊加定理計(jì)算題圖2-9所示電路中1電阻支路的電流i。解：根據(jù)疊加定理知，題圖2-9電路中的電流i可以看成是由解題圖18(a)和(b)所示兩個(gè)電路的電流和疊加起來的。列電流方程前，先對(duì)上面三幅電路圖設(shè)定電流的參考方向，如圖所示，那么 依據(jù)解題圖18（a）、（b）所示電路，分別求解出和為 于是 2-10 應(yīng)用疊加定理計(jì)算題圖2-10所示電路中的電流i。 解：根據(jù)疊加定理知 依據(jù)解題圖19(a),應(yīng)用分流公式可得 依據(jù)解題圖19(b),應(yīng)用分流公式可得于是 2-11 應(yīng)用疊加定理計(jì)算題圖2-11所示電路中的電流i。解：根據(jù)解題圖20(a)和(b)所示的電路，分別求解出和，得 由此可得 2-12 電

5、路如題圖2-12所示，分別用戴維寧定理和諾頓定理計(jì)算24電阻中的電流i。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-12所示的電路可化為解題圖21(e)所示的等效電路。等效電源的電動(dòng)勢e可由解題圖21(a)、(b)和(c)所示的電路，利用疊加定理求得 依據(jù)解題圖21(b),可求得 再依據(jù)解題圖21(c), 可求得 ， 于是 等效電源的內(nèi)阻（即有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源內(nèi)阻）r0可由解題圖21(d)所示的電路求得。對(duì)于a、b兩端而言，兩個(gè)16的電阻已被短接，只剩8電阻作用，因此 ， 最后依據(jù)解題圖21(e)求出 應(yīng)用諾頓定理，題圖2-12所示的電路可化為解題圖22(e)所示的等效電路。等效電源的電流is可由解題圖22(

6、a)、(b)和(c)所示的電路利用疊加定理求得 依據(jù)解題圖22(c)所示的電路，由于8被短接，2a電流全部流過短路線ab,因此 于是 等效電源的內(nèi)阻r0可依據(jù)解題圖(d)求得 最后依據(jù)解題圖22(e)所示電路，應(yīng)用分流公式求出電流i，即 結(jié)果檢驗(yàn)，根據(jù)一個(gè)電源的兩種電路模型相互間是等效的，由于 和 所以計(jì)算結(jié)果正確。2-13 應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算題圖2-13所示電路中4電阻中的電流i。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-13所示的電路可化為解題圖22(c)所示的等效電路。等效電源的電動(dòng)勢e依據(jù)解題圖22(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖22(b)所示電路求得 于是 2-14 應(yīng)用戴維寧定

7、理計(jì)算題圖2-14所示電路中6電阻兩端的電壓u。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-14所示的電路可化為解題圖23(c)所示的等效電路。等效電源的電動(dòng)勢e依據(jù)解題圖23(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖23(b)所示的電路求得 于是 2-15 在題圖2-15中，已知i = 1 a , 應(yīng)用戴維寧定理求電阻r。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-15所示的電路可化為解題圖24(c)所示的等效電路。因此 根據(jù)題目的要求，可將上式改寫成 依據(jù)解題圖24(a)所示的電路，可求得等效電源的電動(dòng)勢e為 依據(jù)解題圖24(b)所示的電路，可求得等效電源的內(nèi)阻r0為 于是 2-16 應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算題圖2-1

8、6所示電路中的電流i。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-16所示的電路可化為解題圖25(c)所示的等效電路。等效電源的電動(dòng)勢e依據(jù)解題圖25(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖25(b)所示的電路求得,由于a、b間電阻全被短路，因此 于是 2-17 電路如題圖2-17所示，應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算圖中電流i。 解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-17所示的電路可化為解題圖26(c)所示的電路。等效電源的電動(dòng)勢e依據(jù)解題圖26(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖26(b)所示的電路求得,由于求解a、b間無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí)兩理想電流源開路，因此 于是 2-18 用戴維寧定理和諾頓定理

9、分別計(jì)算題圖2-18所示橋式電路中9電阻上的電流i。 解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-18所示的電路可化為解題圖27(c)所示的電路。等效電源的電動(dòng)勢e依據(jù)解題圖27(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖27(b)所示的電路求得,由于求解a、b間無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí)理想電流源開路、理想電壓源短路（將6和4電阻短接），因此 ， 于是 應(yīng)用諾頓定理，題圖2-18所示的電路可化為解題圖28(e)所示的等效電路。等效電源的電流is可由解題圖28(a)、(b)和(c)所示的電路利用疊加定理求得 等效電源的內(nèi)阻r0依據(jù)解題圖28(d)所示的電路求得 于是,利用分流公式 3-4某電路的電流如題圖

10、3-4所示，已知 a， a，求電流i1的有效值。解：根據(jù)基爾霍夫電流定律及圖可知：。 又 的有效值相量分別為 題圖3-4 則 3-5 在題圖3-5所示的各電路中,每一支條路中的電量為同頻率的正弦量,圖中已標(biāo)的數(shù)值為正弦量的有效值,試求電流表a0或電壓表v0的值數(shù)(即有效值)。 （a） （b） （c） （d）題圖3-5解：接直流電源時(shí)，則電感上電壓為0。 r上電壓為20v， 當(dāng)接交流電源時(shí)，則： 此時(shí) 3-6 將一個(gè)電感線圈接到20v直流電源時(shí)，通過的電流為1a，將此線圈改接于1000hz，20v的交流電源時(shí)，電流為0.8a，求線圈的電阻r和電感l(wèi)。解：線圈串聯(lián)連接 電流相同 又功率、電壓額定已

11、知 電爐電阻為： 串聯(lián)后總電阻為： 總阻抗為： 由阻抗三角形有 3-7 已知電阻爐的額定電壓為100v，功率為1000w，串聯(lián)一個(gè)電阻值為4w的線圈后，接于220v、50hz的交流電源上。試求線圈感抗xl，電流i和線圈電壓ul。解：當(dāng)時(shí)，因?yàn)椴⒙?lián)，所以電壓相同 當(dāng)時(shí)，r=100， 3-9 在圖3-9所示電路中，i1=10，i2=a，u=200v，r=5w ，r2=xc，試求i、xc、xl和r2。解：設(shè) 因?yàn)榕c并聯(lián)， 則， 又 作相量圖可知 題圖3-9 則 3-10 某日光燈管與鎮(zhèn)流器串聯(lián)后接到交流電壓上，可等效為r、l串聯(lián)的電路。已知燈管的等效電阻r1=200w ，鎮(zhèn)流器的電阻和電感分別為r2

12、=15w和l=2h，電源電壓為u=220v，頻率f為50hz，試求電路中的電流i0、燈管電壓以及鎮(zhèn)流器兩端電壓的有效值。解： 因?yàn)榇?lián)，則電路阻抗： 為： 有效值燈管電壓為： 鎮(zhèn)流器電阻為： 3-11 有rc串聯(lián)電路，電源電壓為u，兩個(gè)元件上的電壓分別為ur和uc，已知串聯(lián)后的阻抗為1000w，頻率為50hz，并設(shè)電源電壓u與電容uc之間的相位差為30o，試求r和c，并指出uc與u的相位關(guān)系（即超前還是滯后）。解： 串聯(lián)，設(shè) 則 則又 ，即uc滯后u 作相量圖： 所以阻抗三角形與電壓三角形的相似關(guān)系： 則 3-12 在題圖3-12所示的移相電路中，已知電壓u1=100 mv，f=1000 hz

13、，c=0.01 mf，當(dāng)u2的相位比u1超前60時(shí)，求電阻r和電容u2的值。解： 串聯(lián)， 設(shè)： 則 題圖3-12 u2=ir=ucos60=r=50mv3-13 在題圖3-13中，已知u的頻率f=1000hz，r=1000w。若要使uc的相位滯后u的相位45o，求c的值。解：在串聯(lián)電路中設(shè)：，則 又 即： 題圖3-13 3-14 在題圖3-14中，已知正弦電壓的頻率f=50hz，l=0.05h，若要使開關(guān)s閉合或斷開時(shí)，電流表的讀數(shù)不變，求c的數(shù)值。解：并聯(lián)：設(shè) 閉合前： s閉合后： 題圖3-14 有效值相等：（電表讀數(shù)為有效） 即： 3-15已知題圖3-15的正弦交流電路中，u=10v，f=

14、50hz，xl=50w，當(dāng)s閉合前后電流不變時(shí)，求c和電流i各是多少？ 解：設(shè) 當(dāng)s斷開時(shí)： 當(dāng)s閉合時(shí)： 題圖3-15 s閉合時(shí)有效值為： 當(dāng)s閉合前后a0相等，即有效值相等 則： 3-16 在題圖3-16所示電路中，已知r=1w，z2=-j20w，z1=，求， 和。 解： 題圖3-16 3-17 在圖題3-17電路中，已知，z1=jxl。試求在和同相位時(shí)，的值及表達(dá)式。解： 當(dāng)同相位時(shí)有： 題圖3-17 或：3-18 有一rlc串聯(lián)的正弦交流電路，已知，試求電路總電流，有功功p，無功功率q和存在功率s。解： 3-19 電路如圖3-19所示，已知電路有功功率p=60w，電源電壓，功率因素,試

15、求電流i，電阻r及xl。解： 已知 ，由有功功率知： 題圖3-19 3-20 有一日光燈電路如題圖3-20報(bào)示，已知燈管功率為30w，工作時(shí)呈電阻特性；鎮(zhèn)流器功率為4w，與燈管串接于電源電壓為220v，頻率f=50hz的電路中，測得燈管電壓為110v。試求：（1）燈管的等效電阻rl、鎮(zhèn)流器的電阻r和電感l(wèi)； （2）電路的總功率因素； （3）若將功率因素提高到0.9應(yīng)并多大電容c？解：（1） 則： 題圖3-20 而u1=i1rl 又： 則： （2） （3）根據(jù)并聯(lián)電容改善功率因素的方法有總電壓和功率不變： 由公式有：3-21 電路如題圖3-21所示，已知v，w，w，求電路總的有功功率p，無功功率

16、q和視在功率s。解：電路和總阻抗： 題圖3-21 因?yàn)樽杩共⒙?lián)，所以求各電流方便； 3-22 在題圖3-22中，已知v，在兩個(gè)電感性負(fù)載中z1的有功功率p1=2200w，當(dāng)與的相位差為60時(shí)，求z2。解：根據(jù)阻抗與電壓的關(guān)系有： 而 而 其中 感性負(fù)載： 題圖3-22 3-23 已知電感性負(fù)載的有功功率為200 kw，功率因數(shù)為l=0.6，當(dāng)電源電壓為220v， f=50 hz。若要使功率因數(shù)提高到l=0.9時(shí)，求電容器的無功功率和電容c的值。解： 3-24 在題圖3-24的電路中，已知，u=220v，當(dāng)與同相位時(shí)，求i、r、 xc、xl的值。解： 又因并聯(lián)： 題圖3-24 又因?yàn)橥辔唬?設(shè)

17、： 則： 所以由相量相等得： ， ，3-25 一日光燈與白熾燈并聯(lián)的電路如題圖3-25所示，其中r1為燈管等效電阻，r2為白熾燈電阻，xl為鎮(zhèn)流器感抗，不計(jì)鎮(zhèn)流器電阻，當(dāng)u=220v，日光燈功率為40w，功率因數(shù)為0.5，白熾燈功率為100w時(shí)，求i1、i2、i及總的功率因數(shù)。題圖3-25解： 為感性支路 相位超前 設(shè) 總功率因素：3-26 已知一rc高通濾波電路中，c=1000 pf，試求電路的下限截止頻率fl及f=2fl時(shí)，傳遞函數(shù)的幅值和相位角。解：， ，由高通濾波電路的特征頻率有：下限截止頻率為：當(dāng) 時(shí)3-27 已知一rc低通濾波電路中，試求其通頻帶的寬度。解：低通濾波的通帶寬度為 3

18、-28 有一rlc串聯(lián)電路接于100v、50hz的交流電源上，當(dāng)電路諧振時(shí)，電容c為多少？品質(zhì)因素q為多少？此時(shí)的電流i為多少？解：由諧振的特性知，諧振時(shí)： 3-29 有一電感線圈與電容器串聯(lián)接于正弦交流電源中，已知，當(dāng)電源頻率為100hz時(shí)發(fā)生諧振，此時(shí)電流i=3 a，電容電壓uc為電源電壓的10倍。求線圈的電阻r和電感l(wèi)以及電源電壓u的值。解：已知i=3a，c=10mf，f=100hz 由串聯(lián)諧振知： ， ， 3-30 在題圖3-30的電路中，已知， v，求諧振時(shí)的頻率f和最小電流i的值。 解：由圖知并聯(lián)諧振為： 在理想條件下，并聯(lián)諧振阻抗為無窮大 題圖3-30 最小電流4-1 一組星形連

19、接的三相對(duì)稱負(fù)載，每相負(fù)載的電阻為8，感抗為6。電源電壓。（1）畫出電壓電流的相量圖；（2）求各相負(fù)載的電流有效值；（3）寫出各相負(fù)載電流的三角函數(shù)式。解：（1）（2） ， 三相對(duì)稱負(fù)載為星形連接，則 （3） 因?yàn)槿嘭?fù)載對(duì)稱，則其余兩相電流為： ， 4-2 有一組三相對(duì)稱負(fù)載，每相電阻r=3,感抗xl=4，連接成星形，接到線電壓為380v的電源上。試求相電流、線電流及有功功率。解：因負(fù)載對(duì)稱且為星形連接，所以相電壓 相（線）電流 有功功率：4-4 在三相四線制線路上接入三相照明負(fù)載，如題圖4-4所示。已知ra=5，rb =10，rc=10，電源電壓ul=380v，電燈負(fù)載的額定電壓為220v

20、。（1）求各相電流；（2）若c線發(fā)生斷線故障，計(jì)算各相負(fù)載的相電壓、相電流以及中線電流。a相和b 相負(fù)載能否正常工作？題圖4-4解： （1） 根據(jù)電路圖中電流的參考方向，中性線電流：（2）c線發(fā)生斷線故障，即c相開路，a相和b相不受影響，能正常工作。各相負(fù)載的相 電壓仍是對(duì)稱的，其有效值為220v。 ， ， 4-5 在上題中，若無中線，c線斷開后，各負(fù)載的相電壓和相電流是多少？a相和b相負(fù)載能否正常工作？會(huì)有什么結(jié)果？解：c線斷開，無中線，這時(shí)電路已成為單相電路，即a相和b相的負(fù)載串聯(lián)，接在線電壓uab = 380v的電源上，兩相電流相同。至于兩相電壓如何分配，決定于兩相的負(fù)載電阻。，a相和b相負(fù)載都不能正常工作。a相電壓低于其額定電壓，而b相電壓則高于其額定電壓，這是不容許的。4-6 已知三角形連接三相對(duì)稱負(fù)載的總功率為5.5kw，線電流為19.5a，電源線電壓為380v。求每相的電阻和感抗。解：三相對(duì)稱負(fù)載的總功率： 得： 負(fù)載三角形連接，所以u(píng)p = ul =380v 4-7 總功率為10kw、三角形連接的三相對(duì)稱電阻爐與 輸入總功率為12kw、功率因數(shù)為0.707的三相異步電動(dòng)機(jī)接在線電壓為380v的三相電源上。求電爐