電工與電子技術(shù)第二版陶桓齊課后習(xí)題答案

1、第1章電路的基本概念與定律練習(xí)題解答(6)1-3 一只額定電壓為220V,功率為100W勺白熾燈，在額定狀態(tài)下工作時(shí)的電阻和電流各為多少解：根據(jù)功率表達(dá)式2P RLI2 UI則此時(shí)流過白熾燈的電流和白熾燈中的電阻分別為Rl1002200.45AP 10022I0.4524841-5 某一直流電源，其輸出額定功率Pn = 200W,額定電壓UN = 50V,內(nèi)阻R)= Q,負(fù)載電阻以調(diào)節(jié)，其電路如圖 1-15所示。試求：(1)額定工作狀態(tài)下的電流及負(fù)載電阻；(2)開路狀態(tài)下的電源端電壓；(3)電源短路狀態(tài)下的電流。解：(1)電路如解題圖3所示，當(dāng)S閉合時(shí)，根據(jù)額定功率表達(dá)式解題圖3UnIn,Pn

2、200I N Un 50又根據(jù)額定電壓表達(dá)式4AUn RnIn 那么RnUn50412.5(2)根據(jù)全電路歐姆定律和開路狀態(tài)下電源端電壓等于電動(dòng)勢(shì)電壓，所以U0 E Un R°In50 0.5 4 52V(3)電源電路短路時(shí)負(fù)載電阻為零，則短路電流為ER0520.5104AIi 4 AUi 140VU480 V1-7在題圖1-7中，五個(gè)元件代表電源或負(fù)載。電流和電壓的參考方向如圖中所示，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得知I2 6 A I310AU290 V U3 60 VU530 V(1)試標(biāo)出各電流的實(shí)際方向和電壓的實(shí)際極性;(2)判斷那些元件是電源那些是負(fù)載(3)計(jì)算各元件的功率，電源發(fā)出的功率和

3、負(fù)載取用的功率是否平衡U4U5I 4 I5CZ53Ui 1 Ii U33 I3 U22 I2UJ ifJ題題題4I 2U5U4Ui題題1-7(1)各解題圖4所示。(2)根據(jù)U和I的實(shí)際方向來判定，當(dāng)元件電流的實(shí)際方向和各元件電壓的實(shí)際極性如解:U和I的實(shí)際方向相反時(shí)即為電源(注意， U的實(shí),否則為負(fù)載。據(jù)此，元件 1和元件2際方向指的是電位降落的方向，即從正極指向負(fù)極)為電源，其余的全為負(fù)載。(3)根據(jù)解題圖4計(jì)算各元件的功率分別為PiU1I1140 4560WP2U2I290 6540WP3 U3I360 10 600WP4 U4I1 80 4 320WP5 U5I2 30 6 180W根據(jù)

4、功率平衡的關(guān)系，帶有負(fù)號(hào)的功率之和應(yīng)和帶有正號(hào)的功率之和相等，即得560 540 600 320 180 1100W上式表明電源發(fā)出的功率和負(fù)載取用的功率是平衡的，注意，此法也是驗(yàn)證解題結(jié)果正確與否 的方法之一。1-8試求題圖1-8所示電路中A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)的電位。題題1-8解題圖5解：參照解題圖5可知，四個(gè)電阻上的電壓降均由電流I所產(chǎn)生，電流的參考方向如圖所示,其大小為50 20一30I -0.5A1020102060根據(jù)某點(diǎn)的電位即該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓，令參考點(diǎn)Vd= 0 , 則電位VVb和VC分別為VaVbVcVaVdVbVdVcVd10I 501020I 10I 5020I 10V1

5、-9 試求題圖1-90.5 5010I 2045V20I 35V所示電路中A點(diǎn)的電位。解:因此在ia和2a電阻上均產(chǎn)生電壓降；而電路圖下半部分的電路不閉合，故4a電阻上無電壓降。那么，該電路中的電流和電位”分別為1-12計(jì)算題圖1-12所示兩電路中a、Va 1I 6b間的等效電阻3 2I 65VRab。33,3(a)(b)1-12解：圖（a）題題1-12Rab4(44 63)4 46 34/() 4/(24 46 32) 4/4 2注：上式中的符號(hào)“ ”表示電阻并聯(lián)，符號(hào)“ + ”表示電阻串聯(lián)，在計(jì)算串、并聯(lián)等效電阻時(shí)應(yīng)遵循先并聯(lián)、后串聯(lián)、括號(hào)運(yùn)算優(yōu)先的原則。圖（b）Rab2 /(2 / 2

6、3/ 3/ 3) 2/2 1第2章電路的分析方法練習(xí)題解答(8)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解題圖12(a)題題2-2012V20VoC)12V20V。nJd f解題圖12(b)d f解題圖12(c)dfdf解題圖12(e)解題圖12(f)df解題圖12(d)4 4V1A解題圖12(j)f解題圖12(h)解題圖12(g)解題圖12(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(jiǎn)為解題圖12(j)所示的電路，電流2I 0.2A2 8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

7、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2a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(jiǎn)，比較合理。2-4試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算題圖2-4中2 電阻中的電流 I 。1 一 1 3a解:014AII08V2Io-b2解題圖14(c)bJI 解題圖14(b)8 2 辦1A2 22-5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。21310C) 70 V26 O3ZZI45V解題圖15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。

8、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:I1 I2 I3 070 10I1 6I3 10I1 20I1 6I345 2I2 6I3 3I2 5I2 6I3 解之，得I1 2A, I2 5A, I3 3A2-8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R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 R的電壓U,與理想電流源串聯(lián)的 4a電阻和與理想電壓源并聯(lián)的8a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/ 164U 4 12.8V1114 4 8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

9、確定,2-8所示電路解題因此，與理想電流源串聯(lián)的 4a電阻的作用就不能被忽略。此時(shí)，必須根據(jù)題圖才正確，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PI4 (4 4 12.8) 4 28.8 115.2W2-10應(yīng)用疊加定理計(jì)算題圖2-10所示電路中的電流I。I I I依據(jù)解題圖19(a),應(yīng)用分流公式可得30I 10 10/(5 10/10)依據(jù)解題圖19(b),應(yīng)用分流公式可得1010 (5 10/10)30”15 201A于是901090 1010 10/5 (10/10) 10 (5 10/10)15 20I I I 1 3 2A16 3A22-12電路如題圖2-12

10、所示，分別用戴維寧定理計(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(shì)E可由解題圖21(a)、(b)和(c)所示的電路，利用疊加定理求得E U° U。U°依據(jù)解題圖21(b),可求得U0 ：再依據(jù)解題圖21(c),可求得UoU 0 32 Ucb 32 VUo Ucb 2 816V于是E U0 U0 U0 32 16 16V等效電源的內(nèi)阻(即有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源內(nèi)阻)R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)16a的電阻已被短接，只剩 8a電阻作用，因此Ro 8最后依據(jù)解題圖21(e)

11、求出:160.5A(a)2A24題題2-121632V16解題圖21Oe24(d)(e)2-15 在題圖2-15中，已知I = 1 A ,應(yīng)用戴維寧定理求電阻解：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I E r° r 根據(jù)題目的要求，可將上式改寫成I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(shì)E U0 Va Vb 10 4 10 10 40V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 10E Rd40 10 130題圖2-152-17電路如題圖2-17所示，應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算圖中電流解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖 2-17

12、所示的電路可化為解題26(c)所示的電路。等效電源的電動(dòng)勢(shì)依據(jù)解題圖26(a)所示的電路求得E U。 3 5329V等效電源的內(nèi)阻Ro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Ro930.75A6 6 4R0E(c)第3章正弦交流電路練習(xí)題解答(8)3-3已知電路的相量如題圖3-3所示，其中U=220 V,I 1=10 A ,I 2=5 2 A,當(dāng)電壓的初相位為=0,解：根據(jù)基爾霍夫電流定律及圖可知:il i 2 13。角頻率為 時(shí)，試寫出它們的瞬時(shí)值表達(dá)式，并指出相位關(guān)系。題圖3-3解：u 220夜sin t V, i1 10/2sin

13、 t60A,i2 10sin 30 AoI&超前 1&60 , I&滯后 1&303-4某電路的電流如題圖3-4所示，已知i2 872sin( t30 ) A , i3 4&sin( t 60 ) A，求電流 i 1的有效值。題圖3-4又i2,i3的有效值相量分別為&8/30，&4/60 ,則I& & &Ii8/304/ 60 8cos30,8.92 7.52 8 立 24cos60J 8sin30 4sin60 8.9 j7.514-311.6A223-5 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

14、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A）或電壓表次的值數(shù)（即有效值）。入L(a)IQA R(b)(c)R 100V"X；(d)題圖3-5解：根據(jù)正弦電路中單一元件上電壓與電流的關(guān)系求解:圖（a）中L、C并聯(lián)，電壓同相位，所以 Ao=2A;圖(b)中R、L并聯(lián)，電壓同相位，所以V0=10J2V;圖（d）中 R、C串聯(lián),A0=10J2a；圖（c）中R、L串聯(lián)，電流同相位，所以電流同相位，所以 V）=80V3-7 已知電阻爐的額定電壓為100V,功率為1000兆 串聯(lián)一個(gè)電阻值為 4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U。I上IN

15、Vn電爐電阻為:R VR1I1001010串聯(lián)后總電阻為：RR1R210 4 14解：.線圈串聯(lián)連接，電流相同又.功率、電壓額定已知100010A100總阻抗為：Z R jXLQI Z220220, a _220 22 由阻抗三角形有Xl出22 142 Q1272Q=17QUlIXL 10 12 2V 10 17V170V3-12 在題圖3-12所示的移相電路中，已知電壓U=100 mV f =1000 Hz, C=0.01F,當(dāng) U2的相位比U1超前60°時(shí)，求電阻R和電壓U2的值。十，設(shè):C ni 0題圖3-12解:.串聯(lián),uRu1 60R | Z cos60XcZ sin60

16、, Xc2 fCc xcR sin60cos601“ctan 602 fC2 3.14 1000 0.01c ctan 60 10 62 3.14 0.01 103 c tan 6039.2KU2=IR=Ucos60 = R=50mVZ3-16 題圖 3-16 所示電路中，已知 R=1 , Z2=-j20, Z1=30 j40 Q ,I& 和 U&。zh71題圖3-16解：杵&一1SZ1Z2Z2& &-Z1Z1， ZZ2Z2" 10/ 3020/ 90200/ 6030 j 40 2036/ 33.75.6/ 93.7 A& 50/53

17、500/83& 10/30 13.9/49.3 36/ 33.736/ 33.7乙2250/53 20/ 90L& &g R 一10/20 g 1乙 Z236/33.710/30 g 110006"/ 70.710/30 g1 27.8cos70.7 jsin70.710/30 g10.2 j26.210/30 g28.1/ 68.7281/ 38.7 A3-23已知電感性負(fù)載的有功功率為200 kW,功率因數(shù)為二,當(dāng)電源電壓為 220V, f =50 Hz。若要使功率因數(shù)提高到二時(shí)，求電容器的無功功率和電容C的值。解：Q1§sin 1P 一 sin

18、 11200 103 0.8 266.7K var0.6S2 sin 2Zsin200 1030.435 96.9K var0.9Q Q1 Q2 169.8K var-Pc，c cC tan 53.1 tan 25.8U 2C 0.011148F 11148 F3200 102202 2500.8470.0113-28 有一 RLC$聯(lián)電路接于100V、50Hz的交流電源上，R 4 Q, XL 6 Q ,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)：XL XC111XL 25060 100 3.14 653.1 FR 425AU1 U 100Zo R

19、 4第4章三相電路練習(xí)題解答（4）4-2 有一組三相對(duì)稱負(fù)載，每相電阻R=3Q ,感抗Xl=4Q,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Upui 38033220V相（線）電流Up 220Z -3444A有功功率：p 3 Up 1P cos 3 220 44 0.6 17.4 KW19.5A ,電源線電壓為 380V。求每相的電4-6 已知三角形連接三相對(duì)稱負(fù)載的總功率為，線電流為阻和感抗。解：三相對(duì)稱負(fù)載的總功率：P <3 Ul II cos得:cosP3Ul I55003 380 19.50.42933.75 0

20、.429 14.4830.49H負(fù)載三角形連接，所以UP = U l =380VZ 匹 380380 33.75Ip Ip ,3 19.5 3cosR, |ZR |Z cosXl VZR2<33.752 14.4824-13在線電壓為380V的三相電源上，接兩組電阻性對(duì)稱負(fù)載，如題圖 4-13所示，試求線路電流題圖4-13解：因?yàn)閮山M負(fù)載均為純電阻，所以線電流IU3 第33880339.3A4-15三相電路中，如果負(fù)載對(duì)稱，其有功功率為P=,功率因數(shù)cos =。當(dāng)電源線電壓 UL=380V時(shí),試求負(fù)載星形連接和三角形連接時(shí)的等效阻抗Zy和Z的大小。解：對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)有PY 3UP1P

21、 cos3UP -UPcosZY3UpcosZYZy喈C0S對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)有U,U2U 23 0,6 22PA 3UlIlCOS 3Ul cos 3cos , Za 4cos U： 0.75U：|Za|Za|Pa2.4當(dāng) U=380V, UP UL/V3時(shí)，Zy 36.1kQ; |Za 108.3kQ第5章 電路的暫態(tài)分析 練習(xí)題解答(4)5-11電路如題圖5-11所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)。在 t = 0時(shí)發(fā)生換路，求各元件電流的初始值;當(dāng)電路達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)后，求各元件端電壓的穩(wěn)態(tài)值。題圖5-11解：t=0 瞬時(shí)，等效電路如題圖 5-11-1所示,t=0+瞬時(shí)，等效電路如題圖 5-11-2所示

22、，電感電流等效為恒流源。t=時(shí)，等效電路如題圖5-11-3 所示。初始值：iL(0 )1(0 )UsRisRR2,h(0 )UsR1ic(0 )UsR1UsRisRR2題圖5-11-3穩(wěn)態(tài)值：t=8時(shí)，iL（ ） Us一正1R R2Us IsRiic() 0，ii( )Z -R1R2Is；5-14 題圖5-14所示電路換路前已處于穩(wěn)態(tài)，求t >0后的Uc1（t）, Uc2（t）及i（t）,并畫出它們隨時(shí)間變uc()UH，uL()0V，u1()(UHt Is)弭u2()uc()化的曲線。題圖解：換路之前的等效電路如圖5-14-1所示，由圖可得5-14R24比1(0)=Us15 12VRR5

23、Uc2(0) =115 3V5UC2(O)=比2(0)=3ViC2(t)=C2dU=0.03ei0000tdt由換路定則可得：Uc1（0 ）=比1（0 ） = 12V；穩(wěn)態(tài)時(shí)電容相當(dāng)于斷路，所以UC1( )=uC2( )=15V；3 一對(duì)于R1和G構(gòu)成的支路：1 RG 100 0.1 100.0S；對(duì)于R2和C2構(gòu)成的支路：2 R2G 400 0.05 106 0.02 103S；由三要素法可得：_tUC1(t)=UC1( )+Uci(0)-Uci( )e1 15 3e100t,比2。)=比2( )+也(0)-lU )e 2 15 12e50000tdu：1(t)100t所以id(t)= C2

24、= 0.03e ；dt根據(jù) KCL可知：i(t) = iC1(t)+iC2(t) = 0.0 100 0.0 500005-22 題圖5-22所示電路中，R1R2 R33L 1HIs 9A ,開關(guān)在t=0時(shí)刻合上，求零狀態(tài)響應(yīng) iL(t)和 uL(t)。e解：換路之前電感沒有存儲(chǔ)能量由換路定則題圖5-22iL(0)=0AiL(0) = iL(0) = 0A換路之后利用電源的等效變換，可將電路等效為圖1（ ）=4.5A時(shí)間常數(shù)L 2 0.5S由三要素法可得：八=1（ ）+幾（。）-1（ ）e50)“斗 dt=1 ( 4.5 (24.5A題圖5-22-15-22-1所示電路，由圖可得4.52te4.5e2t9e2t5-24 題圖解：由換路定則uc(0+) uc(0-) 20V換路之后Uc( ) 0V時(shí)間常數(shù)RC 5 0.2 1S由三要素法tUc(t)=uc( )+Uc(0)-Uc( )e- 20et八 7，、uR(t) = uC(t)t14e第6章變壓器與電動(dòng)機(jī)練習(xí)題解答（4）6-4如題圖6-4所示，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì) E=12V ,內(nèi)阻Ro=20