電工學(xué)上冊(cè)習(xí)題冊(cè)習(xí)題參考解答

1、第一部分 電路基本概念、定理與分析方法（教材第1、2章）1、在如圖1.11所示電路中，試分別計(jì)算在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合兩種狀態(tài)下A點(diǎn)的電位。圖1.11解： 設(shè)由20KW電阻流向3.9 KW電阻的電流為I，則當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)： 當(dāng)S閉合時(shí)： 2、對(duì)如圖1.12所示電路，求各點(diǎn)電位，。圖1.12解： 設(shè)b為參考點(diǎn)，則3、在如圖1.13所示電路中，求電壓。圖1.13解： 設(shè)通過(guò)10W電阻由上向下的電流為，通過(guò)5W電阻由上向下的電流為，則由KCL知，所以4、在如圖1.14所示電路中，已知，。求其余電流，和。圖1.14解： 由KCL可得5、在圖1.15所示電路中，若欲使指示燈上的電壓和電流分別為12V和0.3A，

2、試求電源電壓。圖1.15解： 綜合運(yùn)用KVL與KCL，可得6、如圖1.16所示電路中，已知，。(1)求電阻R中的電流I；(2)計(jì)算理想電壓源中的電流，理想電流源兩端的電壓；(3)分析電路的功率平衡。圖1.16解： (1) 由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得(可將電路化為圖1.16-B的形式) 圖1.16-A 圖1.16-B, (2) 由原圖可得，理想電壓源中的電流理想電流源兩端的電壓(3)由計(jì)算可知，本例中理想電壓源與理想電流源都是電源，發(fā)出的功率分別是各個(gè)電阻所消耗的功率分別是可知即兩者平衡7、電路如圖1.17所示，已知，和。試求各支路電流。圖1.17解： 該電路有6條支路，5個(gè)未知電流數(shù)，故

3、需列5個(gè)方程。選擇回路電壓計(jì)算與電流方向如下圖所示，則有個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程為選擇不含電流源的回路列寫所需的另外2個(gè)回路電壓方程聯(lián)解上述方程組則可求得所需的支路電流。8、電路如圖1.18所示，已知，。試用疊加原理求，。圖1.18解： 當(dāng)E單獨(dú)作用時(shí)當(dāng)單獨(dú)作用時(shí)所以，由疊加定理有9、如圖1.19所示電路中，已知，。試用戴維寧定理求檢流計(jì)中的電流。圖1.19解： 對(duì)本題，先求其戴維寧等效電路(1)求開(kāi)路電壓(如下圖所示)(2)求等效內(nèi)阻R0(如下圖所示)(3)可將原電路化為如下圖所示電路，有10、在如圖1.20所示電路中，當(dāng)時(shí)，。求當(dāng)時(shí)，等于多少。圖1.20解： 將原電路除R外的部分用其戴維寧等效電路代

4、替，則等效電路的內(nèi)阻為由已知條件可知，當(dāng)R9W時(shí)，有第二部分 一階電路的暫態(tài)分析（教材第3章-電路的暫態(tài)分析）1解：時(shí)，電容處于開(kāi)路，故由換路定律得：換路后一瞬間，兩電阻為串聯(lián)，總電壓為。所以 再由節(jié)點(diǎn)的KCL方程得：2解：時(shí)電容處于開(kāi)路，電感處于短路，電阻與電阻相并聯(lián)，所以，由換路定律得：，由KVL得開(kāi)關(guān)電壓：3解：當(dāng)時(shí)，時(shí)間常數(shù)初始值若開(kāi)關(guān)S2沒(méi)有接通，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)。由三要素公式得 (1)當(dāng)時(shí)，電路時(shí)間常數(shù)發(fā)生變化， 由式(1)得1s時(shí)的電壓值 穩(wěn)態(tài)值 由三要素公式得圖3(b)電路4 解：由換路定律得，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)電感處于短路，故求等效電阻的電路如圖(b)所示。圖4(b)電路等效電阻時(shí)間常數(shù)后

5、電路為零狀態(tài)響應(yīng)，故電感電流為：5解：時(shí)電容處于開(kāi)路，由換路定律得：，電容又處于開(kāi)路，等效電阻時(shí)間常數(shù) 由三要素公式得：所以 V6解：當(dāng)時(shí)，列寫節(jié)點(diǎn)方程求原始值解得由換路定律得換路后的電路如圖(b)所示。圖6(b)電路列寫節(jié)點(diǎn)方程得：解得，穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感處于短路，所以 等效電阻時(shí)間常數(shù)由三要素公式得： A7解：當(dāng)時(shí)，電容處于開(kāi)路，列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程求原始值解得，由換路定律得：電容又處于開(kāi)路，再列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程如下：解得：求等效電阻的電路如圖(b)所示。圖7(b)電路時(shí)間常數(shù)由三要素公式得： V8解：由換路定律得：求穩(wěn)態(tài)值的電路如圖(b)所示。圖8(b)電路,圖8(c)電路求等效電阻的電路如圖(c)

6、所示。等效電阻時(shí)間常數(shù) 由三要素公式得： 9 解：當(dāng)時(shí)，電容處于開(kāi)路，由換路定律得：電容又處于開(kāi)路求等效電阻的電路如圖(b)所示。圖9(b)電路等效電阻 時(shí)間常數(shù)由三要素公式得 (1)設(shè)時(shí)，。由式(1)得：， 解得： 第三部分 正弦交流電路-1（教材第4章）1、有一RC串聯(lián)電路，電源電壓為u，電阻和電容上的電壓分別為和，已知電路阻抗模為2000，頻率為1000Hz，并設(shè)u和間的相位差為30o，求R和C，并說(shuō)明在相位上uC比u超前還是落后。解：設(shè)電源電壓為 （1） 從（1）可知 (2) 落后30o (3) (4)將（4）帶入(1)得：R=1000 2、解：因?yàn)樵遣⒙?lián)，所以每個(gè)元件上的電壓都相

7、同。則又因?yàn)椋?3、解：設(shè)；A0讀數(shù)是10A。V0讀數(shù)是V。4、解：設(shè)參考相量 由KCL得： 再由KVL得： 對(duì)節(jié)點(diǎn)1，由KCL得：再由KVL得：5、解：設(shè)參考相量則： 6、解：(a) 因?yàn)镽的電壓與L的電壓方向垂直，由電壓三角形關(guān)系可得： (b) 因?yàn)長(zhǎng)和C并聯(lián)，電壓相差180o，因此由KCL定理有： 第三部分 正弦交流電路-2 （教材第5章）1、解：（1） 因?yàn)樨?fù)載與電源間為三相四線制連接，即有中性線的Y形接法，負(fù)載各相電壓對(duì)稱，相電壓 設(shè)為參考相量，則負(fù)載各相電壓相量為，各相負(fù)載不對(duì)稱，故各相電流為各相電流相量為，中性線電流為電壓、電流相量圖如圖所示（2） 如果無(wú)中性線。采用結(jié)點(diǎn)電壓法，

8、則負(fù)載中線點(diǎn)與電源中性點(diǎn)電壓為此時(shí)負(fù)載各相電壓分別為 （3） 如果無(wú)中性線，且相短路，則負(fù)載各相電壓為 負(fù)載各相電流為電壓、電流相量圖如圖所示（4） 如果無(wú)中性線，且相斷路，則、串聯(lián)于線電壓中，則（5） 在（3）中有中性線，相短路，則相熔斷器因電流過(guò)大而熔斷；相和相不受影響，其電流、電壓與（1）中相同。在（4）中有中性線，相斷路，則相無(wú)電壓和電流；相和相不受影響，電流、電壓與（1）中相同。2、解：由于星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)兩組電阻性負(fù)載皆為對(duì)稱性負(fù)載，則星形聯(lián)結(jié) 三角形聯(lián)結(jié) ， 設(shè)相電壓為參考相量，則超前，與同相，與 同相，而滯后于，故與同相，其電壓與電流的相量圖如圖所示。 所以3 、解：根據(jù)有

9、功功率功率公式，則線電流 相電流 第四部分 磁路與電機(jī)（第6、7、10章-磁路與鐵心線圈電路、交流電動(dòng)機(jī)及繼電接觸器控制系統(tǒng)）1、將:的揚(yáng)聲器接在輸出變壓器的副繞組，已知，信號(hào)源電動(dòng)勢(shì)有效值，內(nèi)阻，求信號(hào)源輸出的功率。解：變壓器原邊等效負(fù)載阻抗為：則：信號(hào)源輸出的電流為：信號(hào)源輸出的功率為： 2、容量為154VA的控制變壓器如圖：原繞組為220V，副繞組有兩個(gè)，額定電壓分別為110V和22V，22V繞組負(fù)擔(dān)44VA，余下由110V繞組負(fù)擔(dān)，求：這三個(gè)繞組的額定電流。 110V220V 22V解：可得：3、已知Y132S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定技術(shù)數(shù)據(jù)如下：電源頻率為50Hz。試求額定狀態(tài)下的

10、轉(zhuǎn)差率SN、電流IN和轉(zhuǎn)矩TN，以及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst、和最大轉(zhuǎn)矩Tmax。功率 轉(zhuǎn)速 電壓 效率 COS Tst/TN Tmax/TN 5.5KW 1440r/min 380V 85.5 0.84 2.2 2.0解：， 4、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)電源頻率為50Hz，額定數(shù)據(jù)如下： 功率轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)Ist/INTst/TNTmax/TN45kW 1480r/min380V92.3% 0.887.0 1.92.2 求：（1）額定電流和啟動(dòng)電流（2）額定轉(zhuǎn)差率（3）額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩解：（1）額定電流為：（2）由銘牌數(shù)據(jù)可得，同步轉(zhuǎn)速n01500r/min轉(zhuǎn)差率為：（3）各額定轉(zhuǎn)矩為：

11、5、電源頻率為50Hz的一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：功率 轉(zhuǎn)速 電壓效率 功率因數(shù)Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 5.5kW 1440r/min380V85.5% 0.84 7.0 2.22.2 求：（1）額定電流和啟動(dòng)電流（2）額定轉(zhuǎn)差率（3）額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 解：（1）額定電流為： 啟動(dòng)電流為:（2）由銘牌數(shù)據(jù)可得，同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率為： (3）各額定轉(zhuǎn)矩為： 6、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路如下圖所示。（1）試將線路補(bǔ)充完整。（包括連線和電器圖形符號(hào)）（2）在補(bǔ)充完整后的圖中指出自鎖及互鎖觸點(diǎn)。KMFFRFRKMRFUQM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C解：（1）線路補(bǔ)充見(jiàn)下圖中（1），（2），（3），（4）虛線所示 （2）自鎖及互鎖觸點(diǎn)見(jiàn)下圖所示?；ユi觸點(diǎn)自鎖觸點(diǎn)，（4）（2）KMRKMFFUFRFRKMRQKMFM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C（1）（3）7、設(shè)計(jì)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2按順序起動(dòng)的控制電路。 QFU1 SB1 SB2 KM1 FR1 FU2 FU3 KM1 KM1 KM1 KM2 FR2 FR1 FR2 SB1 SB2 KM2 KM2 M23M13