电工与电子关键技术第二版陶桓齐课后习题答案.doc

第1章 电路基本概念与定律 练习题解答（6）

1-3 一只额定电压为，功率为100W白炽灯，在额定状态下工作时电阻和电流各为多少？
解：依照功率表达式

则此时流过白炽灯电流和白炽灯中电阻分别为

1-5 某始终流电源，其输出额定功率PN = 200W，额定电压UN = 50V，内阻R0 = 0.5Ω，负载电阻R可以调节，其电路如图1-15所示。试求：
（1）额定工作状态下电流及负载电阻；
（2）开路状态下电源端电压；
（3）电源短路状态下电流。
解：（1）电路如解题图3所示，当S闭合时,依照
额定功率表达式

则

又依照额定电压表达式

那么

（2）依照全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，因此

（3）电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为

1-7 在题图1-7中，五个元件代表电源或负载。电流和电压参照方向如图中所示，通过实验测量得知

（1）试标出各电流实际方向和电压实际极性；
（2）判断那些元件是电源？那些是负载？
（3）计算各元件功率，电源发出功率和负载取用功率与否平衡？

解：（1）各元件电流实际方向和各元件电压实际极性如解题图4所示。
（2）依照U和I实际方向来鉴定，当U和I实际方向相反时即为电源（注意，U实际方向指是电位降落方向，即从正极指向负极），否则为负载。据此，元件1和元件2为电源，别的全为负载。
（3）依照解题图4计算各元件功率分别为

依照功率平衡关系，带有负号功率之和应和带有正号功率之和相等，即得

上式表白电源发出功率和负载取用功率是平衡，注意，此法也是验证解题成果对的与否办法之一。

1-8 试求题图1-8所示电路中A点、B点和C点电位。

解：参照解题图5可知，四个电阻上电压降均由电流I所产生，电流参照方向如图所示，其大小为

依照某点电位即该点与参照点之间电压，令参照点VD = 0 ，则电位VA、VB和VC分别为

1-9 试求题图1-9所示电路中A点电位。

解：参照解题图6，该电路图上半某些电路为一闭合电路，可产生电流I，因而在1Ω和2Ω电阻上均产生电压降；而电路图下半某些电路不闭合，故4Ω电阻上无电压降。那么，该电路中电流和电位VA分别为
，

1-12 计算题图1-12所示两电路中a、b 间等效电阻。
题图1-12
解：图（a）

注：上式中符号“//”表达电阻并联，符号“＋”表达电阻串联，在计算串、并联等效电阻时应遵循先并联、后串联、括号运算优先原则。
图（b）

第2章 电路分析办法 练习题解答（8）

2-2 试用电压源与电流源等效变换办法计算题图2-2中3Ω电阻中电流I 。

解：依照题目规定，应用两种电源等效变换法，将题图2-2所示电路按照解题图12所示变换顺序，最后化简为解题图12(j)所示电路，电流I为

注意：(1) 普通状况下，与抱负电流源串联电阻可视为短路、而与抱负电压源并联电阻可视为开路。故题图2-2所示电路最左边支路中2Ω电阻可视为0；
（2）在变换过程中，一定要保存待求电流I支路不被变换掉；
（3）依照电路构造，应按照a-b、c-d、e-f顺序化简，比较合理。

2-4 试用电压源与电流源等效变换办法计算题图2-4中2Ω电阻中电流I 。

解：

2-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中各支路电流。

解：一方面对于题图2-5所示电路三条支路电流分别拟定参照方向，如解题图15所示。然后应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程：

解之，得

2-8 电路如题图2-8所示，试用结点电压法计算图中电阻RL两端电压U，并计算抱负电流源功率。

解：由于计算负载电阻RL电压U，与抱负电流源串联4Ω电阻和与抱负电压源并联8Ω电阻存在与否无关，因而，这两个电阻作用可被忽视，如解题图17所示，那么

然而，在计算抱负电流源功率时，抱负电流源两端电压值是由与之并联外电路所拟定，因而，与抱负电流源串联4Ω电阻作用就不能被忽视。此时，必要依照题图2-8所示电路解题才对的，抱负电流源两端电压应用电路最外围大回路计算比较以便，其功率为

2-10 应用叠加定理计算题图2-10所示电路中电流I。

解：依照叠加定理知

根据解题图19(a)，应用分流公式可得

根据解题图19(b),应用分流公式可得

于是

2-12 电路如题图2-12所示，分别用戴维宁定理计算24Ω电阻中电流I。
解：应用戴维宁定理，题图2-12所示电路可化为解题图21(e)所示等效电路。等效电源电动势E可由解题图21(a)、(b)和(c)所示电路，运用叠加定理求得

根据解题图21(b),可求得：
再根据解题图21(c)，可求得：
于是
等效电源内阻（即有源二端网络除源内阻）R0可由解题图21(d)所示电路求得。对于a、b两端而言，两个16Ω电阻已被短接，只剩8Ω电阻作用，因而

最后根据解题图21(e)求出：

解题图21

2-15 在题图2-15中，已知I = 1 A ，应用戴维宁定理求电阻R。
解：应用戴维宁定理，题图2-15所示电路可化为解题图24(c)所示等效电路。因而

依照题目规定，可将上式改写成

根据解题图24(a)所示电路，可求得等效电源电动势E为

根据解题图24(b)所示电路，可求得等效电源内阻R0为

于是

题图2-15 题图24(a)

2-17 电路如题图2-17所示，应用戴维宁定理计算图中电流I。
解：应用戴维宁定理，题图2-17所示电路可化为解题26(c)所示电路。等效电源电动势E
根据解题图26(a)所示电路求得

等效电源内阻R0根据解题图26(b)所示电路求得,由于求解a、b间无源二端网络等效电阻时两抱负电流源开路，因而

于是

第3章 正弦交流电路 练习题解答（8）

3-3已知电路相量如题图3-3所示，其中U=220 V，I1=10 A，I2=A，当电压初相位为j=0，角频率为w时，试写出它们瞬时值表达式，并指出相位关系。
题图3-3

解： V， A， A。
超前，滞后

3-4某电路电流如题图3-4所示，已知 A， A，求电流i1有效值。
题图3-4
解：依照基尔霍夫电流定律及图可知：。
又 有效值相量分别为，则

3-5 在题图3-5所示各电路中,每一支条路中电量为同频率正弦量,图中已标数值为正弦量有效值,试求电流表A0或电压表V0值数(即有效值)。

（a） （b

（c） （d）
题图3-5
解：依照正弦电路中单一元件上电压与电流关系求解：
图（a）中L、C并联，电压同相位，因此A0=2A；图（b）中R、L并联，电压同相位，因此
A0=A；图（c）中R、L串联，电流同相位，因此V0=V；图（d）中R、C串联，
电流同相位，因此V0=80V

3-7 已知电阻炉额定电压为100V，功率为1000W，串联一种电阻值为4W线圈后，接于220V、50Hz交流电源上。试求线圈感抗XL，电流I和线圈电压UL。
解：∵线圈串联连接
∴电流相似
又∵功率、电压额定已知
∴
电炉电阻为：
串联后总电阻为：
总阻抗为：

由阻抗三角形有

3-12 在题图3-12所示移相电路中，已知电压U1=100 mV，f=1000 Hz，C=0.01 mF，当u2相位比u1超前60°时，求电阻R和电压U2值。
题图3-12
解： ∵串联， ∴设：
则

， ，

U2=IR=Ucos60°=R=50mV

3-16 题图3-16所示电路中，已知R=1W，Z2=-j20W，Z1=，，求， 和。
题图3-16
解：， ，
A

3-23 已知电感性负载有功功率为200 kW，功率因数为l=0.6，当电源电压为220V， f=50 Hz。若要使功率因数提高到l=0.9时，求电容器无功功率和电容C值。
解：

3-28 有一RLC串联电路接于100V、50Hz交流电源上，，，当电路谐振时，电容C为多少？品质因素Q为多少？此时电流I为多少？
解：由谐振特性知，谐振时：

第4章 三相电路 练习题解答（4）

4-2 有一组三相对称负载，每相电阻R=3Ω,感抗XL=4Ω，连接成星形，接到线电压为380V电源上。试求相电流、线电流及有功功率。
解：
因负载对称且为星形连接，因此相电压
相（线）电流
有功功率：

4-6 已知三角形连接三相对称负载总功率为5.5KW，线电流为19.5A，电源线电压为380V。求每相电阻和感抗。
解：三相对称负载总功率：
得：
负载三角形连接，因此UP = Ul =380V

∵ ∴

4-13 在线电压为380V三相电源上，接两组电阻性 对称负载，如题图4-13所示，试求线路电流I。
题图4-13
解：由于两组负载均为纯电阻，因此线电流

4-15 三相电路中，如果负载对称，其有功功率为P=2.4W，功率因数cosj=0.6。当电源线电压UL=380V时，试求负载星形连接和三角形连接时等效阻抗ZY和ZD大小。
解：对称负载星形连接时有
，
对称负载星形连接时有
，
当UL=380V，时，

第5章 电路暂态分析 练习题解答（4）

5-11 电路如题图5-11所示，换路前已处在稳态。在t = 0时发生换路，求各元件电流初始值；当电路达到新稳态后，求各元件端电压稳态值。
题图5-11
解： t=0- 瞬时，等效电路如题图5-11-1所示，t=0+瞬时，等效电路如题图5-11-2所示，电感
电流等效为恒流源。t=¥ 时，等效电路如题图5-11-3所示。则
初始值：；
；
题图5-11-1 题图5-11-2
题图5-11-3
稳态值：t=∞时，；

5-14 题图5-14所示电路换路前已处在稳态，求t >0后，并画出它们随时间变化曲线。
题图5-14 题图 5-14-1

解： 换路之前等效电路如图5-14-1所示，由图可得

由换路定则可得：；
稳态时电容相称于断路，因此；
对于和构成支路：；
对于和构成支路：；
由三要素法可得：
，
因此 ；
依照KCL可知：

5-22 题图5-22所示电路中，，，，开关在t=0时刻合上，求零状态响应和。
题图5-22 题图 5-22-1
解：换路之前电感没有存储能量
由换路定则
换路之后运用电源等效变换，可将电路等效为图5-22-1所示电路，由图可得
时间常数
由三要素法可得：

5-24 题图5-24所示电路中，已知，用三要素法求。
题图5-24
解：由换路定则
换路之后
时间常数
由三要素法

第6章 变压器与电动机 练习题解答（4

6-4 如题图6-4所示，交流信号源电动势 E=12V，内阻 R0=200Ω，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8Ω。规定:（1）当RL折算到原边等效内阻200Ω时，求变压器匝数比和信号源输出功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？
题图6-4
解：(1)，，
(2)

6-5 有一单相变压器，视在功率为100 VA，原边电压U1=220 V，副边电压U2 =36 V，原边绕组匝数N1=1000匝。（1）计算副边绕组N2匝数；（2）若副边绕组接一只额定电压为36伏、功率为60W灯泡，计算副边和原边绕组中电流。
解：变压比    
副边电流 ，原边电流

6-7 如题图6-7所示，三个副绕组电压为U21=3V，U22=6V，U23=9V，试问副边绕组通过任意极性
串联组合后一共可以得到几种不同电压？并给出不同电压值。
题图6-7
解：依照同一变压器线圈绕组串联特性有：3V、6V、9V、12V、15V、18V共6种

6-9 一台Y225M-4型三相异步电 动机，定子绕组△型联结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，ηN=92.3%，cosφN=0.88， Ist/IN=7.0， Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：1) 额定电流IN?2) 额定转差率sN? 3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 、和起动转矩Tst 。
解：（1）
（2）
（3）
Tmax =2.2 TN = 2.2×290.4 = 638.9 N·m， TSt = 1.9 TN = 1.9×290.4 = 551.8 N·m