电工学电工技术课后答案.doc

第二章 电路的分析方法

P39 习题二

2-1

E
+
-

题2-1图 题2-1等效图
解：
①
②
，
①
，
，，
代入 ①
另外，戴维南等效图
6V
+
-

回归原图 ，所以
2-2答 由并联输出功率400
所以每个R获得功率

改串联后：
2-3
b
1
1
2

a
1
2
3

题2-3等效图
，

2-4

a
b
c

题2-4 △-Y变换（一）图

题2-4 △-Y变换（二）图
b
c

a

题2-4 △-Y变换（三）图
b
a
c

题2-4 等效星型图
2-5 解：
+
-
10V

5A
题2-5 （a)图

10A

+
-
20V

题2-5 （b）图

+
-
5V

+
-
5V

2.5A
题2-5 （c）图

5A
5A

+
-
10V

题2-5 （d）图

2-6 用两种电源等效互换的方法，求电路中5Ω电阻上消耗的功率。

习题2-6图
解：由两源互换，原图可变为下图

15V
+
-
1A
2V
+
+
-
-
4V

，所以：
2-7

题2-7 图
解：①
，

所以 ：

②

所以：

2-8 试用支路电流法和节点电压法求如图所示各支路的电流。

题2-8图
+
+
+
-
-
-
100V
25V

U
25V

题 2-8参考方向图

①

②

所以：
2-9 用叠加原理求图中的电流I。

题2-9 图
解：由叠加原理可知原图可变为下（a）、（b）两图之和。

2V
+
-

（a）

（a)中
（b)中
所以

2-10 用叠加原理求如图所示电路中的电压及元件ab消耗的功率。（电阻单位为Ω）

题2-10图
解：由叠加原理可有：

12V
+
-
5A
a
b
I

12V
+
-
a
b

（a)
+

5A

（b)

（a)图中：，（b）图中
所以：
故
2-11 题图a）中，。若将理想电压源去掉后，如图b），试问此时？

R
R
R
R
I
a
b
I
b)

+
-
=

R
R
R
R
I
a
b
I
a)

+
-
+
-
E
—
R
R
R
R
a
b
c)

+
-
+
-
E

解：由叠加原理可知，b)图等于a)图减c)图，即：两电流源共同作用的响应，等于总的响应减去电压源单独作用的响应。
由已知，而C)图中 ，
所以：
2-12 求：（1）题图中端点a、b处的戴维南和诺顿等效电路。
（2）如果用1Ω电流表跨接在a、b处，将通过多大电流？

题2-12图
解：

所以，等效戴维南电路与诺顿电路如下：

a
b
+
-

a
b
等效戴维南电路
等效诺顿电路

时
所以电流表的读数约为1.43A
2-13 应用戴维南定理求图中1Ω电阻的电流。

解： 由于1为研究对象，所以与电流源串联的2和理想电压源并联的5每个电阻对1不起作用，因此电路图为（b）图
4
1
10V
10A
+
-
I
(b)
4
10V
10A
+
-
a
b
（c）

①将1Ω电阻开路，如（c）图，
②去源后，如（d）图：
4
a
b
（d）

戴维南等效电路如（e）图
30V
+
-
4
1
I
（e）

2-14 试用戴维南定理和诺顿定理求图中负载上的电流。

题2-14图
解：由戴维南定理，等效图如下图（a），
a
b
50
50
220V

+
-
（a）

①
②去源
化简后见（b）图
110V
+
-
25
50
b
a
（b）

而诺顿等效电路如图（c）：

50

b
a
I
25
（c）

2-15
解：
+
-
U
R
+12V
4kΩ
a）
U
1
2
I
3
6
9
12
b）

题2-15图
①当
②当，
故当时，中的与的点的轨迹为直线中在第一象限中的线段。

第三章 电路的暂态分析

习题三

3-1

习题3-1图
解：a）图中；，

b）图中，
，

3-2 解：
，代入得：

3-3
解： ，闭合后，为零输入响应。

，

u
t
i
60V
0.012A
3-3题电容电压电流曲线图

3-4
解： ，，为零状态响应。

3-4题电容电压曲线图
u
t
0
20V

3-5
解： 本题为零状态响应。
，

3-6
解：,

所以：

3-7 解：
,

所以

1.8
1.2
0
t

习题3.7曲线图

3-8
解：
，
所以：

3-9 如图所示电路中，t=0时，开关S闭合，试求时，
（1）电容电压；
（2）B点的电位和A点的电位的变化规律。假设开关闭合前电流已处于稳态。

　　　　　　　　　习题３-９图

解 ：

所以：

3-10
解：时。属于零状态响应

所以：，
时，全响应。
，

所以：

t
0
6.32
u

习题3-10曲线图
3-11

解：
，
，所以：

3-12
解：

所以：
3-13
解：（1）闭合：
（2）稳态后，再闭合，此刻计时，

，
3-14
解：

3-14题电容电压曲线图
t
0
9V
16V
u

3-15
解：
，
。
3-16
解： 要使则
即：，解得。
3-17
解：

，

。
第四章 正弦交流电路

P 93 习题四

4.1 已知（1）试问i1与i2的相位差等于多少？（2）画出i1与i2的波形图；（3）在相位上比较i1与i2谁超前谁滞后。
解：（1）
（2）
w t
题4-1 曲线图

（3）
4.3 解： ，当时，，则

w t
题4-3 曲线图

4.4
解：（1）

题4.4 (1)图

或
(2)

题4.4 (2)相量图

4.5 指出下列各式的错误：
（1）
（2）；（3）；（4）；
解：（1）等号不可连等；前者为瞬时表达式，后者为相量式。
（2）I为有效值，与复数式不能连等。
（3）为大小，为瞬时值之比。
（4）左边表示大小，右边为复数，两者不是一回事。
4.6
解：（1） （2） ，为纯电阻时；
（3），为纯电容时。
4.7
解：

4.8
4.9 解：

题4-8电容电压与电流相量图

4.9
解：

4.10
解： 即

解得：
4.11 已知如图所示电路中，电路为感性的，电流表A的读数为6A。求电流表的读数。
A

+
-

题4-11图
解：由已知有：，则，
又
解得：，
两表的读数均为。
4.12 已知题4-12图所示电路中，电流表A的读数为2A。电压表的读数均为200V。求参数R、L、C，并作出该电路的相量图。并写出的瞬时值表达式。
A
+
-

A

题4-12 图
解： 同理

，整理得：，，即

习题4-12相量图

由相量图可知电流超前端电压，
4.13 求图4-13两图中的电流。

-j

(a)
(b)

-j
j

解： 图（a）中，
图（b）中，
4.14 在图4-14中，与同相，试求及。
+
-

R
题4-14图

解：设，则因为
，所以
又因同相，故

又，。
相量图如下：

习题4-14相量图

4.15 一个电感线圈，，（1）的有效值；（2）求电路的总的功率因数及总功率P。
R
L
C

题4-15图

解：（1）设电压则

故
（2）总功率

4.16 电路如题图4-16是三个阻抗串联的电路，电源电压，已知，求
（1） 电路的等效复数阻抗，电流和电压。
（2） 画出电压、电流相量图。
（3） 计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。

题4-16 图

题4-17 图

解：（1）

（2） 相量图

题4-16相量图

（3）

4.17 题图4-17所示的是并联电路，输入电压，。求 （1）并联电路的等效复数阻抗；（2）各支路电流和总电流；（3） 画出电压和电流相量图；（4） 计算电路总的、和。
解： （1） ，

（2） 设，则

所以
（3）相量图如下：

习题4-17相量图

（4）

4．18　　电路如图所示，已知，，，试求并联支路端电压及电路的。
u
+
_
R
C
L
a
b
+
_

习题4-18图

解： 设，依题意得：
（1） ，

则 总阻抗
（2）总电流
并联电路端电压

功率因数
4.19 今有40W的日光灯一个，使用时灯管与镇流器（可近似地把镇流器看作纯电感）串联在电压为220V，频率为50赫兹的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器的感抗与电感。这时电路的功率因数是多少？若将功率因数提高到0.8，问应并联多大的电容？
R—
L—
+
_—
+
_
+
_—

习题4-19图

解：消耗在灯管上的有功功率为，则

故感抗为

将功率因数提高到0.8，需并联电容为：

4.20 在题图中，，，试求：（1）电流表的读数和电路的功率因数；（2）欲使电路的功率因数提高到0.866，则需并联多大的电容？（3）并联电容后电流表的读数又为多少？
u
+
_
A
X1
a
b

习题4-20图
X2

C

解：（1）画相量图如下图所示，

，
，
故同相，滞后,c此时功率因数
。
（2）欲使电路的功率因数提高到0.866，则
因并联上电容后，电路的总有功功率不变，

（3）并联C后，因，
所以 。第五章 三相交流电路
P115 习题五
解：A
所以：

相量图如下：

题5-1相量图

5-2
解：只能∆连接

所以：则：
又
故
5-3
解：设，则
又 所以：

连接时
所以：
则：
故：

习题5-3供电图
5-4
解： 当Y形连接时，
由

当联接;
。
5-5
解：（1） 当开关S闭合时，

（2）当开关S断开时，

所以：
5-6
解：

而：
所以：.
故： ,

5-7

解 ：由

设，则

电源线电压为467.31V。
5-8
解： 由

又因为负载星形联结；所以：

所以：，
故：
5-9
解：
由于负载∆联结：所以且负载对称性，
所以：
5-10 如图所示电路中，电源线电压为380V，各相负载的阻抗值均为。求（1）三相负载是否对称？（2）试求各相电流，并用相量图计算中线电流；（3）试求三相平均功率P。

习题5-10图
解： （1）不对称
（2）画相量图，由星形联接

习题5-10相量图

故：
从相量图中，设

(3)
所以：
5-11
解：（1）中性线正常时，负载端电压对称，即：
所以：，

而中线电流需相量式计算，设
则：
而： 故：
(2)中性线断开时，电路如下图

，
，

，

，
5-12
解：设相序U-V-W对应A-B-C
则
另画图有：
+
-

+
-

+
-

习题5-12电路图

= ，

则：

故：W相的灯比V相的灯流过电流大，那么W相的灯比较高，而V相的灯比较暗。第六章 磁路与变压器

P135 习题六

6.2
解： 铁心线圈取用的总有功功率为：

空心线圈取用的总有功功率为：

空心线圈取用的总有功功率即为铜损，故可得：

铁心线圈的铜损为：

铁心线圈的铁损为：

6.3 有一台10000、230V的单相变压器，其铁心截面积，磁感应强度最大值，电源频率为，求一次、二次绕组的匝数各为多少？
解：
由于
则

6.4
解：由于副边为纯电阻，由，可知：
所以：
又因为：

6.5
解：根据变压器阻抗变换原理，负载阻抗折算到原边的等效阻抗为：

信号源输出功率为：
6.6 一台、的变压器，试求：（1）电压比k及和。（2）该变压器在满载情况下向的感性负载供电时，测得二次侧电压为220V，求此时变压器输出的有功功率。
解：(1)

(2)
6.8 在图中，输出变压器的二次绕组有中间抽头，比连接的扬声器，两者都能达到阻抗匹配。试求二次绕组两部分匝数之比。

习题6-8图
解：扬声器折算到原边阻抗模为
扬声器折算到原边阻抗模为

由题意可知：，所以
6.9

习题6-9图
解： (1) 1与4端相连，2与3端相连，接入220V电源上。
（2） 1与3端相连，2与4端相连，接入110V电源上。
（3） 在上述两种情况下，一次侧每个绕组中的额定电流和电压均不变，二次侧电压亦不变，只是电源供给电流大小不同，110V电源供给的电流是220V电源的2倍，而输出的视在功率是相同的。
6.10
习题6-10图
解：两个副边绕组的匝数分别为：

两个副绕组的电流分别为：
由于两个副边绕组接的都是电阻性负载，故电流同相位，则原边电流为：

6-11
习题6-11图
+
-
E
S
●

mA
●

电流实际方向图

6-12
习题6-12图
（1）1V (2) 3V (3) 9V （4）2V (5) 6V (6) 8V （7）13V (8) 7V (9) 5V （10）11V (11) 4V (12) 10V (13) 12V

第七章 异步电动机
P167 习题六

7-1
解：

7-2
解： 当极对数为P=2时，旋转磁场转速（同步转速）
（a）起动瞬间，时
（1）定子旋转磁场对定子的转速
（2）定子旋转磁场对转子的转速
（3）转子旋转磁场对转子的转速
（4）转子旋转磁场对定子的转速
（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速
（b）转子转速为同步转速的，则有

（1）定子旋转磁场对定子的转速
（2）定子旋转磁场对转子的转速
（3）转子旋转磁场对转子的转速
（4）转子旋转磁场对定子的转速
（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速
（c）转差率时，
（1）定子旋转磁场对定子的转速
（2）定子旋转磁场对转子的转速
（3）转子旋转磁场对转子的转速
（4）转子旋转磁场对定子的转速
（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速
7-3
解： 当三相异步电动机的磁极对数为P=2时，旋转磁场转速（同步转速）

（1）电机起动瞬间，时

（2）在额定转速4，其额定转差率：
所以，

综上计算结果，转子电路的电动势及感抗与转差率成正比，而额定运行时转差率很小，所以上述两个物理量也很小。在起动时，转子电流很大，但功率因数很低，在额定状态下，转子电流减小很多，功率因数则提高到接近为1。
7-4
解： （1）当三相异步电动机的磁极对数为P=3时，旋转磁场转速（同步转速）

又
由于 ，则
故
又 ，有。
7-5 解： 当时，
当时，
当时，
当时，
7-6
解： 由，得
又 过载能力，所以，
7-7
解： 由，得
又 过载能力，所以，
7-8
解： 由，得

7-9 解： （1）由，
有
（2）由，得
（3）
（4）
7-10
解： （1）由，得

（2）由，得

（3）当时，，电动机能起动。
当时，，电机能起动。
（4）
所以起动时，

当，电动机不能起动。
当，电动机能起动。
（5），
电动机的起动电流：
线路上的起动电流：
7-11 解： 由，
有

由，得

故：电动机的起动电流：
线路上的起动电流：
7-12 一台三相异步电动机的，若电源电压降低30％，试问：（1）能否满载起动？（2）能否半裁起动？
解： 当时，，
故 （1）电机不能满载起动。
（2）
所以电动机能半载起动。
7-13 解： 空载时，，
满载时，，
7-14
解： （1）
（2）由

（3）由，得
（4）Y接法：
∆接法：
（5）
（6）
（7）

第八章 继电-接触器控制系统 8-1
答：自锁：用自身的常开辅助触点，并联在起动按钮两端，在同一时间里保证接触器长时间连续正常工作的控制作用，称为自锁；
互锁(连锁)：用不同接触器的常闭辅助触点，串联于对方接触器，在同一时间里保证自身接触器长时间连续正常工作的同时，其它接触器无法正常工作的控制作用，称为互锁。
8-2　
习题8-2图
答：因为两个起动按钮的作用是等同的，即两者并联只起到一个的作用，本题只是两地起动连续运行控制图。如果将SB2、SB3联动，组成复合按钮，即可实现点动加连续运行的功能，那时缺点为动作不可靠。
8-3

习题8-3图
答：不能。因为两个起动按钮的作用是等同的，即两者并联只起到一个的作用，本题只是两地起动连续运行控制图。
8-4
答：不能。主控制图中KM1主触点压力太重，使电路无法正常工作。控制线路参考习题8-5接法。
8-5
FU
KM2
FR2
A
B
C
FU
M1
A
B
C
KM1
FR1
M2
主电路
KM1
KM2
SB3
SB4
FR2
KM2
控制电路
SB2
KM1
FR1
KM1

习题8-5控制图
SB1
8-6
L
SB1
SB2
KT
KH
KT
KM
KM
KT
习题8-6控制图

　 8-7

答：起互锁作用的常闭触点KMF和KMR对调即可。
习题8-7控制电路图
8-8 如图所示，下列控制电路实现什么功能？简述其工作原理。

习题8-8主控制图
答：实现了小车在工作台上循环往复的运动。其工作原理如下：
SBFÞ¯KMFÞÖ ，小车正向运行Þ至A端Þ撞SQa ÞKTaÖÞ延时2分钟ÞKMR ÖÞ小车反向运行Þ至B端Þ撞SQbÞ KTbÖÞ延时2分钟ÞKMF ÖÞ小车正向运行……如此往反运行。
8-9 题图是电动机顺序起停控制电路。其中接触器KM1和KM2分别控制电动机M1和M2的起停，分析该电路的工作原理，说明M1和M2起动与停止的顺序规律。

习题8-9控制图
（1）SB2按下，线圈KM1接通，常开辅助触点KM1闭合，M1电机先工作；（2）再按下SB4，线圈KM2接通，常开辅助触点KM2闭合，M2电机后工作。（3）按下SB3，线圈KM2失电，常开辅助触点KM2断开，电机M2先停止工作，再按下SB1，电机M1后停止工作。
本控制电路实现了只能电机1先工作，电机2后工作，反之，电机2必须先停，电机1然后停，但没有时间限制。
8-10 设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：
(1)小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。
(2)有过载和短路保护。
(3)小车可停在任意位置。
答：本题实际是第8题的具体应用。参考之。
8-11
答：设KM1为电动机M1正转即工件A前进接触器，KM2为电动机M1反转即工件A退回接触器。KM3为电动机M2正转即工件B前进接触器，KM4为电动机M2正转即工件B退回接触器。所以图中KM1与KM2线圈中有互锁触点，KM3与KM4线圈中也有互锁触点。用工件到位的行程开关常开触点带起动按钮，用其常闭触点代替停止按钮，控制电路如下图所示。
KMR2
M1
A
B
C
KMF1
FU1
Q1
FR1
KMR4
M2
A
B
C
KMF3
FU2
Q2
FR2
习题8-11主控制电路图

KM1
FR1
KM2
SB1
KM1
SB2
ST2
ST4
ST1
KM2
KM2
KM1
KM3
FR2
KM4
KM3
ST2
ST4
ST1
ST3
KM4
KM4
KM3
习题8-11控制线路图

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