《電工電子（第二版）》課后部分答案 楊潤賢

《電工電子》教材部分答案模塊一習(xí)題答案1.1解：（a）U=-Us-IR；（b）U=Us+IR；（c）U=Us-IR；（d）U=-Us+IR1.2解：（a）P=UI=20W>0消耗功率，為負(fù)載。（b）P=UI=-20W<0產(chǎn)生功率，為電源。（c）P=UI=-20W<0產(chǎn)生功率，為電源。（d）P=UI=20W>0消耗功率，為負(fù)載。1.3解：UAB=PAB/I=-250V，UBC=PBC/I=25V，UCD=PCD/I=200V，UDA=PDA/I=25vV電壓的真實極性如下圖所示1.4解：當(dāng)B為參考點時，EB=0V,EC=140V,ED=90VIDA=IAB-ICA=6A，UDA=IDA.R=30V，UAB=UDB-UDA=60V所以EB=60VUCA=UCB-UAB=80v，UAC=-80V，UAD=-UDA=-30V，UCD=UCA+UAD=50V當(dāng)C為參考點時，Ec=0V，EB=-80V,ED=-50V所以UAC=-80V，UAD=-30V，UCD=50V1.6(c)1.7解：R1=U12/P1=1210Ω，R2=U22/P2=484Ω若并聯(lián)，則兩燈泡均正常工作，P1<P2，220v,110w更亮。若串聯(lián)，則I1=I2，因為R1>R2，所以P1>P2，220v,40w更亮。1.8解：（a）Rab=2Ω（b）Rab=100Ω（c）Rab=24Ω1.9解：Rab=18Ω1.10解：I1=I+I2對于回路1，可知-9+3I1+6=0，所以I1=I2=1A對于總回路，可知-9=3I1+RI2所以，R=6Ω1.11解:將點a作為參考點Uca=Ucd+Uda，Uca=Uca-Uda=4V，I=Ucd/R2=2AUs=Ubc+Uca=20V1.12解：（b）等效電路如圖所示：1/R并=1/R4+1/(R2+R3)，R并=2Ω，I=US/(R1+R并)=3A，Ubc=Us-Uab=9-R1I=6VU=Udc=R3I1=4V（c）等效電路如圖所示：I1=Ui/(R1+R2)=2A,I2=Ui/(R3+R4)=2A，U=Uba+Uad=-R3I1+R4I2=2V1.13解：R串=R1+R2=U1/I1=40Ω，R并=R1*R2/(R1+R2)=U1/I2=7Ω所以R1=10Ω，R2=30Ω1.14解：IS3=US/R=2A，R2與R3并聯(lián)電阻R并=R2*R3/(R2+R3)=3ΩIS2與IS3并聯(lián)總電流I并=IS2-IS3=3A，I=(US1+Us并)/(R1+Rs并+RL)=7.5A1.15解：(a)US1=R1IS1=16V，US2=R2IS2=8V，I=(US1-Us2)/(R1+R2)=1A，U=IR2=4V(b)I4=2I3=2I，I2=I3+I4=3I，Ubd=Ubc+Ucd=20I，I5=Ubd/R5=10I，U=46V,I=1A(c)U=6.5V,I=3/8A1.16解：I+I1+IS=0，US=R1I1-R3I，I=-5A，I1=-1A1.17解：I3=I1+I2，US1=R1I1+R3I3，US2=R2I2+R3I3，I1=3A,I2=-1A,I3=2A。1.19解：I=Is+I3,US=R1.Is+R2.I,I3=1A所以：I=3A,IS=2A,I3=1A1.20解：I3=I1+I2+I4,50I1=100I2,100I2+25I3=200,50I4+25I3=20050I1+25I3=200,50I4+100I2=200所以：I1=I4=2A,I2=1A,I3=4A1.21解：Uab=45/7V1.22解：(a)（b）模塊二習(xí)題答案2.1（1）102V，10V，314rad/s，50Hz，0.02s，30°；0.52（2）電壓u超前電流i的相位為90（3）波形圖如下圖所示2.2（1）電壓u的最大值311V，初相位+60°；電流i的最大值2A，初相位?90°；相位差（2）電壓u=311sin314t+（3）向量圖如下圖2.3（1）電流瞬時值i=7.05sin?(ωt?（2）讀數(shù)，有效值5A（3）消耗功率50瓦（4）消耗功率不變，因頻率不影響電阻阻值、電壓和電流2.4（1）電流有效值為1.4A，無功功率308var，相量圖如下（2）電流有效值為0.7A，無功功率154var，相量圖如下即，若電壓頻率增大1倍，電流有效值減小1倍，無功功率減小1倍，相位差不變。2.5（1）電流有效值0.55∠120（2）電流有效值1.1∠120即，若電壓頻率增大1倍，電流有效值變大1倍，無功功率變大1倍，相位差不變。2.6US=11.2∠63°V或者2.8復(fù)阻抗Z=14.1∠45°Ω，電流I=0.7∠?15°A2.9（1）總電流I=21.6∠56.4°A；各支路電流I（2）功率因素0.55，感性2.10（1）復(fù)阻抗Z=141.5∠（2）電流I（3）電壓U1=29.9∠19°2.11I1=4.3∠?90°2.12I2.13假設(shè)電壓U=220∠2.14功率因數(shù)0.962.15并聯(lián)電容3.3μF2.16（1）6.8KW（2）10KW2.17V1電壓表度數(shù)220V；V2電流表度數(shù)380V；A1電流表度數(shù)7.73A；A2電流表度數(shù)7.73A；A3電流表度數(shù)10.9A2.18（1）輸出電流I為60A大于額定電流45.5A，因此輸出電流超過額定電流值（2）并聯(lián)電容大小為444μF（3）輸出容量為8.89KVA大于額定容量，因此發(fā)電機容量有剩余。模塊三習(xí)題答案3.1觸電的種類和方式有哪些？答案：單相觸電，兩相觸電，跨步電壓觸電，接觸電壓觸電，感應(yīng)電壓觸電，剩余電荷觸電3.2電源中性點接地的單相觸電，電流流經(jīng)的途徑是什么？答案：當(dāng)人體觸電時，電流經(jīng)人體、大地中性點接地裝置形成閉合回路，流過人體的電流取決于相電壓和回路電阻。3.3觸電的常見原因有哪些？答案：1.缺乏電氣安全知識，違反安全操作規(guī)程2.設(shè)備不合格，維護管理部善3.偶然因素3.4為什么采用升壓變壓器將電壓升高后再進行遠距離輸電？答案：為了提高輸電效率并減少輸電線路上電能的損失。3.5安全操作規(guī)程有哪些？答案：1.電工基本安全知識2.配電設(shè)備安全檢修規(guī)程3.生產(chǎn)崗位安全操作規(guī)程4.安全環(huán)保職責(zé)5.安全生產(chǎn)規(guī)程3.6什么是保護接地與保護接零？答案：1.保護接地是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。2.保護接零是指把電工設(shè)備的金屬外殼和電網(wǎng)的零線可靠連接，以保護人身安全的一種用電安全措施。3.7為什么要使用比保護接地、保護接零更加完善的、附加性安全措施即漏電保護設(shè)備？答案：無論保護接零還是接地措施，其保護范圍都是有限的。保護接地是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。保護接零是指把電工設(shè)備的金屬外殼和電網(wǎng)的零線可靠連接，以保護人身安全的一種用電安全措施。漏電保護是利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施。漏電保護裝置又稱為剩余電流保護裝。漏電保護裝置是一種低壓安全保護電器，其作用有：1、用于防止由漏電引起的單相電擊事故；2、用于防止由漏電引起的火災(zāi)和設(shè)備燒毀事故；3、用于檢測和切斷各種一相接地故障；4、有的漏電保護裝置還可用于過載、過壓、欠壓和缺相保護。設(shè)備中的電氣碰殼故障并不頻繁，經(jīng)常發(fā)生的是漏電故障，如設(shè)備受潮、負(fù)荷過大、線路過長、絕緣老化等造成的漏電，這些漏電電流值較小，不能迅速切斷保險，因此，故障不會自動消除而長時間存在。但這種漏電電流對人身安全已構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。所以，還需要加裝靈敏度更高的漏電保護器進行補充保護。3.8簡述漏電保護器的工作原理。答案：漏電保護器，簡稱漏電開關(guān)，又叫漏電斷路器，主要是用來在設(shè)備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電保護，具有過載和短路保護功能，可用來保護線路或電動機的過載和短路，亦可在正常情況下作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換啟動之用。3.9胸外心臟按壓正確的按壓姿勢是什么？答案：首先，使觸電人員昂面躺在平硬的地方，救護人員立或跪在傷員一側(cè)肩旁，救護人員的兩肩位于傷員胸骨的正上方，兩臂伸直，肘關(guān)節(jié)固定不屈，兩手掌根相疊，手指翹起，不接觸傷員胸壁；其次，以髖關(guān)節(jié)為支點，利用上身的重力，垂直將正常成人胸骨壓陷3-5cm(兒童和瘦弱者酌減)；最后，壓至要求程度后，立即全部放松，但放松時救護人員的掌根不得離開胸壁，按壓必須有效，有效的標(biāo)志是按壓的過程中可以觸及頸部動脈搏動。胸外按壓要以勻速進行，每分鐘80次左右，每次按壓和放松時間相等。3.10口對口人工呼吸的操作步驟是什么？答案：在保護傷員氣道通暢的同時，救護人員將觸電者頭部盡量后仰，鼻孔朝天，頸部伸直，一只手捏緊觸電者的鼻孔，另一只手掰開觸電者的嘴巴，救護人員深吸氣后，緊貼著觸電者的嘴巴大口吹氣，使其胸部膨脹；之后救護人員換氣，放松觸電者的嘴鼻，使其自動呼氣，如此反復(fù)，吹氣2秒，放松3秒，大約5秒鐘一個循環(huán)。二、填空題3.11線3.12高，近，大，103.13發(fā)電、輸電、變電、配電、用電3.14380V，220V3.15接地電阻測量儀3.16心跳、呼吸停止，瞳孔放大，尸斑，尸僵，血管硬化3.17脫離電源，長3.18感應(yīng)電壓觸電3.19低壓配電線路，放射式，樹干式3.2010KV或者6KV高壓，380V/220V低壓模塊四習(xí)題答案一、簡答題4.1理想變壓器的條件是：（1）無漏磁通，耦合系數(shù)K=1，為全耦合。（2）不消耗能量（即無損失），也不貯存能量。（3）初、次級線圈的電感均為無窮大，即L1→∞，L2→∞，但為有限值。（4）因有K=1，L1→∞，L2→∞，故有M→∞。滿足以上四個條件的耦合電感稱為理想變壓器。簡而言之，理想變壓器就是無磁損無銅損無鐵損的變壓器。4.2變壓器不能變換直流電壓。變壓器能夠改變電壓的條件是，原邊施以交流電勢產(chǎn)生交變磁通，交變磁通將在副邊產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與磁通的變化率成正比。當(dāng)變壓器以直流電通入時，因電流大小和方向均不變，鐵芯中無交變磁通，即磁通恒定，磁通變化率為零，故感應(yīng)電勢也為零。所以不起變壓作用。變壓器如果接上直流電壓，副邊繞組電壓為零。變壓器繞組的直流阻抗很小，當(dāng)接上直流電時，會產(chǎn)生很大的電流使繞組過熱而燒毀。4.3不能減少匝數(shù)。如果兩側(cè)匝數(shù)等比減少，變壓器的變比不會改變，保證輸出功率不變的情況下兩側(cè)電流也不會增大，但是這樣做會使變壓器鐵心的磁密（特斯拉）增加，變壓器容易工作在飽和區(qū)，產(chǎn)生三次諧波電流，同時也會增加鐵耗。所以在設(shè)計變壓器是要充分兼顧銅（鋁），鐵的比例，做到最佳的經(jīng)濟性和實用性。變壓器變比只是其中一個指標(biāo)，其他指標(biāo)包括效率、銅損、阻抗電壓等都與繞組匝數(shù)有關(guān)。因此不能為了節(jié)省銅線隨意減小匝數(shù)。4.4變壓器是由套在一個閉合鐵心上的兩個繞組組成。鐵芯和繞組是變壓器最基本的組成部分。另外還有油箱、油枕、呼吸器、散熱器、防爆器、絕緣套管等等。變壓器各部件的作用如下：鐵心：是變壓器電磁感應(yīng)的磁通路，它是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊裝組成的閉合磁路。繞組：是變壓器的電路部分，它是由絕緣銅線或鋁線繞成的多層線圈套裝在鐵芯上。油箱：是變壓器的外殼。內(nèi)裝鐵芯、線圈和變壓器油，同時起散熱作用。油枕：當(dāng)變壓器油的體積隨油溫變化而膨脹或縮小是，油枕起著儲油及補油的作用，以保證油箱內(nèi)充滿油，油枕還能減少油與空氣的接住面，防止油被過速氧化和受潮。呼吸器：油枕內(nèi)的油是通過呼吸器與空氣相同的，呼吸器內(nèi)裝干燥劑，為了吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，使油保持良好的電氣性能。散熱器：當(dāng)變壓器上層油溫與下層油溫產(chǎn)生溫差時，通過散熱器形成油的循環(huán)，使油經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器油溫的作用。防爆管：當(dāng)變壓器內(nèi)部有故障，油溫升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量的氣體。使油箱內(nèi)部壓力劇增，這使得防爆管玻璃破碎，油及氣體從管口噴出，以防止變壓器油箱爆炸或變形。高、低壓絕緣套管：是變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。它起著固定引線和對地絕緣的作用。分接開關(guān)：是調(diào)整變壓器電壓比的裝置。瓦斯繼電器：是變壓器的主要保護裝置，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，瓦斯繼電器上接點接信號回路，下接點接斷路器跳閘回路，能發(fā)出信號并使斷路器跳閘。4.5變壓器鐵芯不是采用一整塊鐵心,而是用薄硅鋼片疊壓而成的。這樣做的目的是為了增大鐵芯中的電阻，減小鐵芯中的渦流，提高變壓器的效率，采用一整塊鐵心,產(chǎn)生渦流,燒毀繞組,使變壓器無法工作。二、分析計算題4.6答：（1）白熾燈：日光燈：（2）原邊電流：4.7答：（1）白熾燈：原邊電流：（2）日光燈：4.8答：4.9答：(1)(2)（3）電壓調(diào)整率=模塊五習(xí)題答案一、簡答題5.1答案：電機受慣性的影響，在切斷正轉(zhuǎn)電流后電機還正繼續(xù)正轉(zhuǎn)，如果馬上加反轉(zhuǎn)電流，電機會受極大的反向扭力，導(dǎo)致電流迅速上升，甚至可能會燒毀電機，必須要讓電機停轉(zhuǎn)才能加入反轉(zhuǎn)電流。5.2答案：自鎖，交流接觸器通過自身的常開輔助觸頭使線圈總是處于得電狀態(tài)的現(xiàn)象叫做自鎖?；ユi，說的是幾個回路之間，利用某一回路的輔助觸點，去控制對方的線圈回路，進行狀態(tài)保持或功能限制。一般對象是對其他回路的控制。5.3答案：接觸器KM是控制電機電動機起、停的電器，而刀開關(guān)QS是隔離開關(guān)，屬于供配電的范疇，用于線路保護和檢修時隔離電源以保安全，兩者不能互相替代。5.4答案：不合適。通常熔斷器安裝在刀開關(guān)的下方，是為了在更換熔絲時便于與電源隔離以保安全，如果將刀開關(guān)下面的三個熔斷器改接到刀開關(guān)上面的電源線上，則在更換熔絲時將帶電操作，因此從安全方面考慮是不合適的。5.5答案：不能互相替代。熔斷器起短路保護作用，熱繼電器起過載保護作用，它們不能互相替代，因為熔斷器長時間通過不太大的過載電流不會熔斷，故不能做過載保護；而熱繼電器即使通過很大的短路電流也需要一定時間才能動作，故不能作短路保護。二、填空題5.6低壓配電電器，低壓控制電器，低壓控制電器，低壓配電電器5.7交流接觸器，直流接觸器，電磁系統(tǒng)，觸點系統(tǒng)，觸點5.8Y-△降壓啟動，自耦降壓啟動5.9電動機的額定電流，過熱5.10短路保護，過載保護，欠壓保護，失壓保護5.11閘刀開關(guān)或隔離開關(guān)，電5.12主，控制，輔助5.13串聯(lián)，短路，過載，電流或溫度，發(fā)熱5.14接觸器，熔斷器，行程開關(guān)5.15熱，串聯(lián)模塊六答案一、簡答題6.1答：采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。當(dāng)PN結(jié)加上正向電壓時，P區(qū)的空穴與N區(qū)的電子在正向電壓所建立的電場下相互吸引產(chǎn)生復(fù)合現(xiàn)象，導(dǎo)致阻擋層變薄，正向電流隨電壓的增長按指數(shù)規(guī)律增長，宏觀上呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，而加上反向電壓時，情況與前述正好相反，阻擋層變厚，電流幾乎完全為零，宏觀上呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦浴?.2答：常用的二極管有：1、整流二極管利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈沖直流電。2、開關(guān)二極管二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。3、限幅二極管二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。4、繼流二極管在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。5、檢波二極管在收音機中起檢波作用。6、變?nèi)荻O管使用于電視機的高頻頭中。7、發(fā)光二極管用于VCD、DVD、計算器等顯示器上。8、穩(wěn)壓二極管反向擊穿電壓恒定，且擊穿后可恢復(fù)，利用這一特性可以實現(xiàn)穩(wěn)壓電路。6.3a.截止；b.截止；c.導(dǎo)通；d.正向死區(qū)段二、填空題6.4發(fā)射結(jié)，集電結(jié)，基，集電6.5輸出電壓，輸入電壓6.6增大，不穩(wěn)定6.7增大，下降6.8506.9集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均反偏6.10放大6.111406.121006.13(1),600，,3(2)-，-120，,0.36.14輸出功率6.15隔直通交6.160.2三、計算題6.17解：（1）靜態(tài)工作點：（2）微變等效圖：(3)6.18解：6.19解：6.20解：6.21解：（1）(2）模塊七習(xí)題答案一、簡答題7．1單相橋式整流電路中，一只二極管出現(xiàn)以下情況的后果如下：（1）極性接反，會導(dǎo)致某一橋臂上兩只二極管出現(xiàn)同時導(dǎo)通或者同時關(guān)斷的現(xiàn)象，導(dǎo)致整流電路無法正常工作。（2）某一二極管被擊穿，二極管就失去了反向阻斷能力，相當(dāng)于此二極管短路，會使得電源出現(xiàn)短路現(xiàn)象。（3）某一二極管斷路，單相橋式整流只能在交流電的一個方向上工作，相當(dāng)于半波整流。7.2（1）穩(wěn)壓二極管主要用于穩(wěn)定電壓，且工作在反向擊穿狀態(tài)。反向擊穿狀態(tài)是指給二極管加反向電壓，加到一定值后被擊穿，此時流過二極管的電流雖在變化，但電壓的變化都很小，即電壓維持在一個恒定值范圍內(nèi)，穩(wěn)壓管就是利用二極管此種特性進行穩(wěn)壓的。如果通過二極管的反向電流是在一定范圍內(nèi)變化時則二極管兩端的反向電壓就能保持基本不變，但是反向電流超過允許值，穩(wěn)壓管就會燒毀。為此在使用時一定要在允許的工作電流內(nèi)使用。（2）因穩(wěn)壓管實現(xiàn)穩(wěn)壓需要工作在反向擊穿區(qū)，因此穩(wěn)壓管工作電壓為反向電壓，大小要超過需要實現(xiàn)的穩(wěn)壓值，但不能超過最大承受的反向電壓值。7.3因，，則根據(jù)，，考慮2倍安全裕量，可選額定電壓400V