电工学概论习题答案_第二章
电气工程学概论第二章答案
第2章 电路问题习题参考解答2.6 某电源具有线性的外特性，如题2.6所示。
当输出电流为0A 和400mA 时，其端电压分别为1.48V 和1.39V 。
请给出该电源的电压源模型和电流源模型的参数。
解：线性外特性为： S S U U R I =-⎪⎩⎪⎨⎧-==SS 4.048.139.148.1R U 解得：⎪⎩⎪⎨⎧=-==Ω225.04.039.148.148.1SS R V U ⎪⎩⎪⎨⎧===A 58.6Ω225.0SS SS R U I R2.8 考察题2.8图所示几个电路的特点，用最简单的方法计算电路中各个支路的电流、各个元件上的电压和功率。
[提示1 别忘设定电压电流的参考方向]；[提示2 充分利用电路中理想电压源和理想电流源的特性和连接特点]； [提示3 注意判断各个元件是消耗还是产生电功率]。
解： (a)A I 2 510 2 = =;1S 24A I I I =+=;510V U Ω=； 4248V U Ω=⨯= 2A 1082V U =-= 244216W P Ω=⨯=; 255220WP Ω=⨯=（消耗功率）; 2A 224W P =⨯=（吸收功率）; 10V41040W P =⨯=（供出功率）;（d ） 416 1.5A 4I I Ω===;6V 22.5A I I ==;电流源模型+_U电压源模型+_5Ω(a)2(d)1.481.392uRCX LX题 2.16 图3339V U Ω=⨯=;3A 693V U =-=-;2A 6212W P =⨯=（供出功率）; 3A 339W P =-⨯=-（供出功率）; 6V 6 2.515W P =⨯=（供出功率）;244 1.59W P Ω=⨯=（消耗功率）; 233327W P Ω=⨯=（消耗功率）;2.13 已知交流电压V )511000sin(10 +=t u ，交流电流2sin(1000)A 6i t π=+。
试问它们的最大值、有效值、频率、周期、初相位以及两者之间的相位差各是多少。
电工学第2章习题答案
解 选取C为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得 ∑Fx=0 FAC Cos30o－FBCCos30o=0 ∑Fy=0 FAC Sin30o－F＋FBCSin30o =0 解得 FAC =FBC=F
2、许用应力为 杆AC的承载极限：
F1 σ A C A A C 1 6 0 1 0 2 1 2 .7 4 1 0
解b 使用截面法，沿截面1-1将杆分 成两段，取出右段并画出受力图（b） 用FN1表示左段对右段的作用， 由平衡方程∑Fx=0，得FN1 =F（拉）
同理，可以计算横截面2-2上的轴 力FN2，由截面2-2右段图（c）的平 衡方程Fx=0 ∑，得FN2= F（压）
同理，可以计算横截面3-3上的轴力 FN3，由截面3-3左段图（d）的平衡 方程∑Fx=0，得FN3=F（拉）
3 3
σp
1
5 10 2 d
σ p 200 M P a
得
d 9mm
综上可知
d 14m m
2- 8 如图2-41所示，齿轮与轴用平键连 接，已知轴直径d=70mm，键的尺寸 b h 20m m 12m m 100m m ，传递的力偶矩 M 2 K N m ；键材料的许用应力 τ
6 4
4 0 6 .7 8 K N
杆BC的承载极限：
F2 σ
BC
A B C 1 0 0 1 0 3 5 .5 8 1 0
6
4
3 5 5 .8 K N
由
得
FA C FB C F 3 5 5 .8 K N
F 3 5 5 .8 K N
2-6 图2-39所示结构中梁AB的变形及重量 可忽略不计。杆1为钢制圆杆，直径 d1=20mm，E1=200GPa；杆2为铜制圆杆， 直径d2=25mm，E2=100GPa。试问：(1)载 荷F加在何处，才能使梁AB受力后仍保持 水平? (2)若此时F=30kN，求两拉杆内横 截面上的正应力。
《电工学》作业答案第二章
《电工学》作业答案第二章 2-9解：变换过程如图所示，解得I 4 = 2A 。
2-10解：对结点a 列KCL 方程1230I I I对左、右边的网孔列KVL 方程1122S1S20R I R I U U 2233S2S30R I R I U U将数据代入上述方程，联立求解方程组12312230124243204432120I I I I I I I解得1231A 5A 6A I I I ，， 2-11解：对结点a 和b 列KCL 方程13S1S223S2S300I I I I I I I I对回路abca 列KVL 方程22S 11330R I U R I R I将数据代入上述方程，联立求解方程组132321362023022420I I I I I I I解得1232A 1A 2A I I I ，，2-12 解：根据两个结点电路中结点电压方程的一般形式得S1S2S3123a 12312612346V 6V 111111346U U U R R R U R R R 电流I 3可用欧姆定律求得a S333612A 3A 6U U I R2-14解：(a)电路图； (b)电压源U S 单独作用的电路； (c)电流源I S 单独作用的电路电压源U S1单独作用时，将U S2短路，电路如 (b)所示S1123123321232312318A 3.6A 6336333.6A 1.2A 6363.6A 2.4A63U I R R R R R R I I R R R I I R R电压源U S2单独作用时，将U S1短路，电路如图 (c)所示S2213213312131321315A 2A 3362332A 1A3332A 1A33U I R R R R R R I I R R R I I R RU S 和I S 共同作用时111222333 3.61A 2.6A 1.22A 0.8A 2.41A 3.4A I I I I I I I I I 2-16解：(a)I S1单独作用的电路； (b)I S2单独作用的电路； (c)U S 单独作用的电路电流源I S1单独作用时，电路如 (a)所示2S12333A 1.8A 32R I I R R电流源I S2单独作用时，电路如 (b)所示3S22325A 2A 32R I I R R电压源U S2单独作用时，电路如 (c)所示S 2315A 3A 32U I R RI S1、I S1和U S 共同作用时1.823A 6.8A I I I I2-19 解：(a) 求开路电压的电路； (b)求除源电阻的电路； (c) 戴维南等效电路求开路电压的等效电路如 (a)所示。
电工第二章习题及答案
一、选择题1、如图所示，其节点数、支路数、回路数及网孔数分别为（C ）。
A、2、5、3、3B、3、6、4、6C、2、4、6、32、如图所示，I=（B ）A。
A、2B、7C、5D、63、如图所示，E=（B ）V。
A、3B、4C、—4D、—3/4、如图所示电路中，I1和I2的关系为（C ）。
A、I1<I2B、I1>I2C、I1=I2D、不确定5、如图所示，求I1和I2的大小。
解：对于左边节点：I1=10+3+5=18A对于右边节点：I2=10+2-5=7A6、基尔霍夫第一定律的依据是（D ）A.欧姆定律B.全电流定律C.法拉第定律D.电荷守恒定￥7、理想电压源和理想电流源间（C ）A.有等效变换关系B.没有等效变换关系C.有条件下的等效关系D.无法判定8、下列说法错误的是（D ）A.在电路节点处，各支路电流参考方向可以任意设定。
B.基尔霍夫电流定律可以扩展应用于任意假定的封闭面。
C.基尔霍夫电压定律应用于任意闭合路径。
D.∑I=0式中各电流的正负号与事先任意假定的各支路电流方向无关9、实际电压源和电流源模型中，其内阻与理想电压源和电流源之间的正确连接关系是（C）A.理想电压源与内阻串联，理想电流源与内阻串联"B.理想电压源与内阻并联，理想电流源与内阻串联C.理想电压源与内阻串联，理想电流源与内阻并联D.理想电压源与内阻并联，理想电流源与内阻并联10、79.下面的叙述正确的是（B ）。
A.理想电压源和理想电流源是不能等效变换的B.理想电压源和理想电流源等效变换后内部是不等效的C.理想电压源和理想电流源等效变换后外部是不等效的D.以上说法都不正确二、填空题1、不能用电阻串、并联化简的电路称为__复杂电路_______。
;2、电路中的_____每一分支_______称为支路，____3条或3条以上支路___所汇成的交点称为节点，电路中__________闭合的电路______________都称为回路。
第二章 习题及答案
电工学第二章习题一、填空题1． 两个均为40F μ的电容串联后总电容为 80 F μ，它们并联后的总电容为 20 F μ。
2. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率ω ；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。
三者称为正弦量的 三要素 。
3. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ；电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtdiLu =L ；电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtduCi =C 。
由上述三个关系式可得， 电阻 元件为即时元件； 电感 和 电容 元件为动态元件。
4. 在RLC 串联电路中，已知电流为5A ，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，那么电路的阻抗为 50Ω ，该电路为 容 性电路。
电路中吸收的有功功率为 750W ，吸收的无功功率又为 1000var 。
二、选择题1. 某正弦电压有效值为380V ，频率为50Hz ，计时始数值等于380V ，其瞬时值表达式为（ B ） A 、t u 314sin 380=V ；B 、)45314sin(537︒+=t u V ；C 、)90314sin(380︒+=t u V 。
2. 一个电热器，接在10V 的直流电源上，产生的功率为P 。
把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（ D ） "A 、；B 、5V ；C 、14V ；D 、10V 。
3. 提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（ D ）A 、减少了用电设备中无用的无功功率；B 、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量；C 、可以节省电能；D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。
4. 已知)90314sin(101︒+=t i A ，︒+=30628sin(102t i ）A ，则（ C ）A 、i1超前i260°；B 、i1滞后i260°；C 、相位差无法判断。
电工学第2章习题答案
5.0 9 5 5 10
5
0 .6 3 7 10
5
5.7 3 10 （ m ）
5
4、计算结果表明，左段伸长5.0955x 10-5m， 右段伸长0.637x 10-5m，全杆伸长5.73 x10-5m。
2-3 图2-36所示三角形支架，杆AB及BC都是 圆截面的。杆AB直径d1＝20mm，杆BC直径 d2＝40mm，两杆材料均为Q235钢。设重物的 重量G＝20kN。问此支架是否安全。
解 选取B为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得 ∑Fx=0 G－FBCSin30o=0 ∑Fy=0 FAB－FBCCos30o=0
解得 FBC=G
FA B 3G
2、正应力为
AB
FA B A AB 3 20 10
3
4
110.3M P a [ ] l60 M P a
2
18 2 10 π d
2
3
τ
60M Pa
得 d 14m m 挤压应力 σ p A t d 8 1 0 3 d σ p 2 0 0 M P a 2 1
1
p
p
18 10
3
得 d 1 1m m
挤压应力
p 2A 1 p t2 2 d 18 10
3 3
σp
1
5 10 2 d
σ p 200 M P a
得
d 9mm
综上可知
d 14m m
2- 8 如图2-41所示，齿轮与轴用平键连 接，已知轴直径d=70mm，键的尺寸 b h 20m m 12m m 100m m ，传递的力偶矩 M 2 K N m ；键材料的许用应力 τ
电工学-第二章习题答案
第二章 电路的分析方法2.1.1 在图2.01的电路中，V 6=E ，Ω=61R ，Ω=32R ，Ω=43R ，Ω=34R ，Ω=15R 。
试求3I 和4I 。
4I ↓图2.01解：图2.01电路可依次等效为图（a ）和图（b ）。
R 3R 1R(b)Ω=+×=+×=23636414114R R R R R Ω=+++×=+++×=2243)24(3)(14321432R R R R R R R A 22165=+=+=R R E IA 322363)(214323=×+=++=I R R R R IA 943263631414−=×+−=+−=I R R R I2.3.3 计算图2.12中的电流3I 。
Ω=1R A2S =图2.12解：根据电压源与电流源的等效变换，图2.12所示电路可依次等效为图（a ）和图（b ），由图（b ）可求得A 2.15.023=+=I由图（a ）可求得：A 6.02.121213=×==I IΩ=1R V22=Ω=14R(b)Ω=12R2.6.1 在图2.19中，（1）当将开关S 合在a 点时，求电流1I ，2I 和3I ；（2）当将开关S 合在b 点时，利用（1）的结果，用叠加定理计算电流321,I I I 和 。
I图2.19I (a)I (b)解：（1）当将开关S 合在a 点时，图2.19所示电路即为图（a ），用支路电流法可得：=+=+=+12042130423231321I I I I I I I 解得：===A 25A 10A 15321I I I(2)开关S 合在b 点时，利用叠加原理图2.19所示电路可等效为图（a ）和图（b ），其中图（a ）电路中130V 和120V 两个电压源共同作用时所产生的电流已在（1）中求得，即：A 151=,I A 102=,I A 253=,I由图3（b ）可求得：A 642422202=+×+=,,I A 464241−=×+−=,,IA26422=×+=则：A 11415111=−=+=,,,I I IA 16610,222=+=+=,,I I IA 27225333=+=+=,,,I I I2.6.2 电路如图2.20（a ）所示，V 10ab ,,V 124321=====U R R R R E 。
电工第二章习题答案
I1
a
I2
I3
1
R2
d
c
R3
U S2
b 图 2.1 支路电流法
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第2章 电路的基本分析方法
2. 支路电流法求解电路的步骤 (1) 选定各支路电流的参考方向；
(2) 根据KCL对n个节点列写n-1节点电流方程； (3) 选定网孔绕行方向，对l-(n-1)个网孔列写 KVL方程； (4) 联立方程求解各支路电流。
R1
a
I 2'
IS
US
U
R2
US
R2
US I2 R1 R2
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b
(a) 完整电路
b
（b）电压源单独作用
图 2.3 叠加原理示意图
第2章 电路的基本分析方法
I1
R1
(2)Is单独作用时产生的电流
a
I2
I 1'
R1
a
I 2'
I 1"
R1
a
" I2
US
U
R I1 R2 IS R 1 R 2
1
a
1
U 例2.7电路如图 2.10所示，用戴维 南定理求电压U。 b (1)求开路电压U图 。 解： OC 2.9 戴维南定理求解例 2.4
S
R2
U OC
R2
R0
R0
U OC
I
R3
（1）开路电压
3
S
U 15 S U R 10 7 . 5 V OC 2 R R 10 10 1 2
b 2.8 图 2.8图 例 2.4 图
电工电子学 第二章习题参考答案
（ 2 ） S 断 开 时 ， A1 的 读 数 为 14.25 A ， A2 的 读 数 为 4.75 A ；
iU = 2 ×14.25sin(314t − 36.87D ) A
2.4.7 C)
2.5.1 uo = 100 + 3.74 2 sin(2ωt −175.4D ) + 0.374 2 sin(4ωt −177.7D ) V
2.3.7 ω =1000 rad/s 时 ， Z =( 500-j1500) Ω =1581 ∠ − 71.6D Ω 、
i = 10.1 2 sin(1000t + 71.6D ) mA ；
ω =2000 rad/s 时，Z = 500 Ω 、 i = 32 2 sin 2000t mA ；
ω =3000rad/s 时 ， Z =( 500+j833.3)= 971.8∠59D Ω 、
2.4.5
•
IU
= 33.15∠15.14D
A
•
、I V
= 13.2∠ − 79.11D
A
•
、I W
= 13.2∠ −199.11D
A，
•
中线电流 I N = 22 A
2.4.6 （1）电流表 A1 的读数为 16.45 A ，电流表 A2 的读数为 9.5 A ；相量
图（略）； iU = 2 ×16.45sin(314t − 66.87D ) A
•
I
= 10∠
− 15D
A ，i = 10
2 sin(314t − 15D ) A
2.3.4
（1）iR
=
u R
= 2.2
2 sin 314t
A
iC = 0.69 2 sin(314t + 90D ) A
电工学课后答案-第2章-电路的瞬态分析习题及答案
然后，根据，由换路后 (S 闭合时) 的电路求得
i1 ( 0 ) i2 (0 ) R2 R 1 R2 R1 R1 R 2 iL (0) iL (0) 6 46 4 46 3 A 1 .8 A 3 A 1 .2 A
iL
R2
6Ω
L
1H
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第2章 电路的暂态分析
2.4.2图所示电路原 已处于稳态。试求 S 闭合 后的 i2 、iL 和 uL，并画出 其变化曲线。
i1
IS
S
i2
R3
7Ω
R1
24 A
R2
3Ω
uL
iL
1 .5 Ω
L
0 .4 H
a
S
b
R1
3Ω
2.4.3图所示电路 原已处于稳态。在 t = 0 时将开关 S 从 a 端改合 到 b 端。试求换路后的 iL 和 uL，并说明是什么 响应。
uC U 0 e iC C
30 e U0 R
10
4
C
t
V 3e
10
4
R
t
uC
d uC dt
t
e
A
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第2章 电路的暂态分析
2.3.2在图所示电路原已处于稳态，在 t = 0 时，将开 关 S 闭合，试求响应 uC 和 iC，并说明是什么响应？
100 t
)V
e
15 e
mA
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第2章 电路的暂态分析
电气工程学概论林孔元主编第二章部分习题解答
电气工程学概论林孔元主编第二章部分习题解答2.3 用电流表测量电路中的电流时，必须将电流表串联在被测电路中（在测量处断开电路再接入电流表）。
为了尽可能减少电流表接入对电路原有工作状态的影响以保证足够的测量精度，所以电流表的内阻都很小。
有学生误将电流表并联在电路中（如图示），试分析此时所发生的情况。
假定电流表的内阻Ω=1.00R 。
⑴ 此时流过Ω4电阻上的电流是多少？⑵ 此时流过电流表的电流会达到多大的数值？⑶ 这种错误会造成什么后果？应如何纠正之？解：⑴ 5.1464==ΩI A ；⑵ 601.06A==I A; ⑶ 过大的电流经过电流表，会损坏电流表，也会损坏6V 电压源。
应将电流表串入被测支路。
2.5 试求图中各电路的电压U ，并讨论其功率平衡解2.6 某电源具有线性的外特性，当输出电流为0A 和400mA 时，其端电压分别为1.48V 和1.39V 。
请给出该电源的电压源模型和电流源模型及其相应的参数。
解：线性外特性为：I R U u S S -=-==S S 4.048.139.1 48.1R U 解得： ??Ω=-== 225.04.039.148.1V 48.1SS R U ??==Ω=A 58.6225.0S S S S R U I R电流源模型+ _U电压源模+_2A=2Ω 6A=2Ω 由KCL 得：I =8A ，所以U =2*I =16VP R =I 2 R =128W 消耗 P I S = -I S *U = -96W 供出P U = -2*U = -32W 供出P 供出=P 消耗1=2ΩR 2=2由KCL 得：I = 4A ，所以 U =2*I =8V P R =I 2 R =32W 消耗 P I S = I S *U = 16W 消耗 P U = -2*U = -48W 供出 P 供出=P 消耗由KVL 得：U = 4A ，所以 U =10V P R 1=P R 2 =22 *R 1=8W 消耗 P I S = -2*U = -20W 供出 P U S = 2*2 = 4W 消耗 P 供出=P 消耗I S2.8 考察图示几个电路的特点，用最简单的方法计算电路中各个支路的电流、各个元件上的电压和功率。
电工学概论习题答案_第二章(上)
2-1. 列出以下节点的电流方程式，并求出。
解：(a) 由KCL得： ;(b) 由KCL得：(c) 由KCL之推广得:(d) 由KCL得：2-2. 列出以下回路的电压方程式，并标出回路循环方向，求出U。
解：(a) 回路循环方向与I方向相同，由KVL得：U+()+=0 U =(b) 回路循环方向与、方向相同，由KVL得： ++()=0 U = +(c) 回路循环方向为逆时针方向，由KVL得： U+()+7=0 U = 2V(d) 设回路电流大小为I，方向为逆时针方向，由KVL得： +4+6+()+3+7=0 I = 0.3A因此，U=+4 = 13.2V2-3. 求出下列电路中的电流I。
解：(a) 由KCL，流过2电阻的电流大小为(9+I)，对2电阻与10V电压源构成的回路，由KVL，得：2+() =0, 因此，I＝－4A；(b) 3+6＝0； I = 4A;(c) 流过3电阻的电流＝＝3A流过6电阻的电流＝(6+9) 6＝2.5 A(d) 由KCL，I + 33＝0 I =0;2-4. 求出下列电路中的电压U。
解：(a) (U/10 + U/10) 5 + U = (4U/10U/10) 10 U=10V；(b) 102 + 10 + U＝0 U=－30V(c) =10=5A; =10=5A;4+ U + 6(－)=0; U = 10V(d) U + 18－4.5=0; U = 02-5. 有50个彩色白炽灯接在24V的交流电源上，每个白炽灯为60W，求每个白炽灯的电流及总电流，另外消耗的总功率为多少？答：每个白炽灯上消耗的功率为，而U＝24V，P＝60W，因此每个白炽灯的电流为＝2.5A，总电流为＝ 50＝125A消耗的总功率为＝ 50＝3000W2-6. 在220V单相交流电源上，接有两台电阻热水器，一台为1.5kW，一台为3kW，分别求这两台电热器的电阻。
以及电源所供给的总电流。
答：由电阻消耗的功率为得，＝＝32.27＝＝16.13＝＝20.45A2-7. 一个220V、100W的白炽灯，接在直流220V电源上和接在交流220V 电源上的发光效果是否一样?答：接在两种电源上的发光效果是一样的，因为接在直流220V的电源上，电压恒定为220V，电流也恒定，功率为100W，而接在交流220V电源上，220V为有效值，此时白炽灯的功率也为100W，因此接在两种电源上白炽灯的发光功率相同，发光效果也就一样。
电工学第2章习题答案ppt课件
.
2-2 试求图2-35所示钢杆各段内横截面上的应 力和杆的总变形。钢的弹性模量E=200GPa。
解 1、内力计算 用截面法分别计算左段和右段的内力并作杆 的轴力图（b）
得 F左 =4kN（拉） F右 =4kN（拉）.
得 FN2=
F（压）
同理，可以计算横截面3-3上的轴力FN3，
由截面3-3右段图（d）的平衡方程∑Fx=0，
得FN3= 0
.
解b 使用截面法，沿截面1-1将杆分
成两段，取出右段并画出受力图（b）
用FN1表示左段对右段的作用， 由平衡方程∑Fx=0，. 得FN1 =F（拉）
同理，可以计算横截面2-2上的轴力 FN2，由截面2-2右段图（c）的平衡 方程Fx=0 ∑，得FN2= F（压）
螺栓应至少为16个
.
2-5 三角形支架ABC如图2-38所示，在C点受到载荷F 的作用。己知，杆AC由两根10号槽钢所组成， [σ]AC=160MPa；杆BC是20a号工字钢所组成， [σ]BC=100MPa。试求最大许可载荷F。
.
解 选取C为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得
∑Fx=0 FAC Cos30o－FBCCos30o=0 ∑Fy=0 FAC Sin30o－F＋FBCSin30o =0 解得 FAC =FBC=F
4
4
解得X=1.08m，当F=30KN时，
FA13.8KN FB 16.2KN
正应力
σ AA FA Aπ132.802110036 43.97MPa 4
正应力
σ BA FB Bπ 162.252110036 32.97MPa 4
电工学第2章习题答案.
解得X=1.08m，当F=30KN时，
FA 13.8KN
FB 16.2KN
整理得
PD 1.2 10 400 n 2 14.8 6 2 D' ' 40 10 18
2 6 2
螺栓应至少为16个
2-5 三角形支架ABC如图2-38所示，在C点受到载荷F 的作用。己知，杆AC由两根10号槽钢所组成， [σ]AC=160MPa；杆BC是20a号工字钢所组成， [σ]BC=100MPa。试求最大许可载荷F。
杆BC的承载极限：
F2 σ BC ABC 100 106 35.58 104 355.8KN
由
得
FAC FBC F 355.8KN
F 355.8KN
2-6 图2-39所示结构中梁AB的变形及重量 可忽略不计。杆1为钢制圆杆，直径 d1=20mm ， E1=200GPa ；杆 2 为铜制圆杆， 直径d2=25mm，E2=100GPa。试问：(1)载 荷F加在何处，才能使梁AB受力后仍保持 水平? (2)若此时F=30kN，求两拉杆内横 截面上的正应力。
解得 FBC=G
FAB 3G
2、正应力为
FAB 3 20 10 AB 110.3MPa [ ] l60MPa A AB 400 106 4
3
BC
A BC 1600 106 4
FBC
2 20 10来自3 31.85MPa [ ] l60MPa
2-3 图2-36所示三角形支架，杆AB及BC都是 圆截面的。杆AB直径d1＝20mm，杆BC直径 d2＝40mm，两杆材料均为Q235钢。设重物的 重量G＝20kN。问此支架是否安全。
解 选取B为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得 ∑Fx=0 G－FBCSin30o=0 ∑Fy=0 FAB－FBCCos30o=0
电工学概论习题答案_第二章(上)
2-1. 列出以下节点的电流方程式，并求出x I 。
解：(a) 由KCL 得：1234()()()0xI I I I I +-+-+-+= ∴2341x I I I I I =++-; (b) 由KCL 得： 39(5)()x I ++-+-= ∴7x I A =(c) 由KCL 之推广得:69()0x I ++-= ∴15x I A = (d) 由KCL 得： 1(2)(3)4xI +-++-+=∴0x I =2-2. 列出以下回路的电压方程式，并标出回路循环方向，求出U 。
解：(a) 回路循环方向与I 方向相同，由KVL 得： U+(2S U -)+I R ⋅=0 ∴U = 2S U -I R ⋅(b) 回路循环方向与3I 、4I 方向相同，由KVL 得： 44I R ⋅+33I R ⋅+(U -)=0 ∴U = 44I R ⋅+33I R ⋅ (c) 回路循环方向为逆时针方向，由KVL 得：U+(9-)+7=0 ∴U = 2V(d) 设回路电流大小为I ，方向为逆时针方向，由KVL 得： 2S U +I ⋅4+I ⋅6+(1S U -)+I ⋅3+I ⋅7=0 ∴I = 0.3A 因此，U=2S U +I ⋅4 = 13.2V2-3. 求出下列电路中的电流I 。
解：(a) 由KCL ，流过2Ω电阻的电流大小为(9+I)，对2Ω电阻与10V 电压源构成的回路，由KVL ，得：(9)I +⋅2+(10-) =0, 因此，I ＝－4A ； (b) (2)I -⋅3+6＝0； ∴I = 4A; (c) 流过3Ω电阻的电流 1I ＝93÷＝3A 流过6Ω电阻的电流 2I ＝(6+9) ÷6＝2.5 A (d) 由KCL ，I + 3-3＝0 ∴I =0;2-4. 求出下列电路中的电压U 。
解：(a) (U/10 + U/10) ⨯5 + U = (4-U/10-U/10) ⨯10 ∴U=10V ；(b) 10⨯2 + 10 + U ＝0 ∴U=－30V(c) 1I =10⨯(64)(46)(64)++++=5A; 2I =10⨯(46)(46)(64)++++=5A;4⨯1I + U + 6⨯(－2I )=0; ∴U = 10V (d) U + 18⨯393+－4.5=0; ∴U = 02-5. 有50个彩色白炽灯接在24V 的交流电源上，每个白炽灯为60W ，求每个白炽灯的电流及总电流，另外消耗的总功率为多少？ 答：每个白炽灯上消耗的功率为2UP U I R==，而U ＝24V ，P ＝60W ，因此每个白炽灯的电流为P I U=＝2.5A ，总电流为I 总＝I ⨯ 50＝125A消耗的总功率为P 总＝P ⨯ 50＝3000W2-6. 在220V 单相交流电源上，接有两台电阻热水器，一台为1.5kW ，一台为3kW ，分别求这两台电热器的电阻。
电工学课后答案-第2章-电路的瞬态分析习题及答案
第2章 电路的暂态分析
(2) 求稳态值 由于电路稳定后，C 相当于开路。因此，首先求得 由于电路稳定后， 相当于开路。因此，
iC (∞) = 0 A
然后， 然后，进一步求得
R2 2 i1(∞) = IS = ( ×1.5) A = 0.5 A R1 + R2 4+ 2 i2(∞) = IS − i1(∞) − iC (∞) = (1.5 − 0.5 − 0) A = 1 A uC (∞) = R1i1(∞) = (4×0.5) V = 2 V
uL(0) = −R2iL(0) = −12V
R1
2
i1
10 V
+ uC
−
R2
S iC
C
3
IS
+ uL −
iL
L
5A
稳态值： 稳态值：
iC (∞) = 0A uL (∞) = 0V US R1 i L (∞ ) = IS = 4A + R1 + R2 R1 + R2 i1 (∞) = i L (∞) − IS = −1A uC (∞) = R2i L (∞) = 12V
第2章 电路的暂态分析
2.2.3在图所示电路中， 在图所示电路中， 开关 S 闭合前电路已处于稳 + 中无储能， 态，C 中无储能，试确定 S 闭合后电压 uC、 uL和电流 U S i1 、 iC 、iL 的初始值和稳态 − 值。 初始值： 【解】初始值： uC (0) = uC (0−) = 0V US R1 iL(0) = iL(0−) = IS = 4A + R1 + R2 R1 + R2 US i1(0) = = 5A R1 iC (0) = i1(0) − iL(0) + IS = 6A
电工第二章试题及答案
电工第二章试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 电流的单位是（）。
A. 安培（A）B. 伏特（V）C. 瓦特（W）D. 欧姆（Ω）2. 电阻的计算公式是（）。
A. R = V/IB. R = V * IC. R = I^2/VD. R = V^2/I3. 并联电路中，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，这是（）。
A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 基尔霍夫电流定律D. 电阻并联原则4. 交流电的有效值是其最大值的（）。
A. 1/√2B. √2C. 2D. 15. 电路中，功率的计算公式是（）。
A. P = V * IB. P = V^2 / RC. P = I^2 * RD. A 和 C 都是二、填空题（每题2分，共10分）1. 电路中，电压是_______和_______之间的电势差。
2. 纯电阻电路中，电流与电压之间的相位关系是_______。
3. 电感的单位是_______，用符号_______表示。
4. 电容器的充放电过程遵循_______定律。
5. 在串联电路中，总电压等于各分电压之_______。
三、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述欧姆定律的内容及其应用场景。
2. 什么是三相交流电？它有哪些优势？四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个电阻为10Ω的电阻器与一个电容为5μF的电容器串联，已知电源电压为220V（交流），50Hz。
请计算电路的总阻抗，并求出电路中的电流。
2. 一个星形连接的三相交流电路，每相电阻为10Ω，电感为0.5H，电容为100μF。
若电源线电压为380V，50Hz，求电路的总功率。
五、判断题（每题5分，共10分）1. 在纯电容电路中，电流总是超前于电压。
（）2. 功率因数是衡量电路效率的物理量，它等于电路的视在功率与有功功率之比。
（）六、解答题（每题20分，共20分）请解释什么是谐振频率，并说明在RLC串联电路中，谐振频率是如何影响电路的阻抗和电流的。
电工电子学第二章习题答案(2)
第二章电路分析基础2-1 电路如图所示，已知US1=24V，US2=16V，IS=1A，R1=R2=8Ω，R3=4Ω。
试用支路电流法求各支路电流。
解：该题有四条支路其中一条支路是恒流源（设恒流源两端电压为U IS），应列四个方程。
有两个节点，按KCL定理可列一个节点方程： I1+I2 =I S+I3有三个网孔按KVL定理可列三个回路方程：I1R1 =U S1+U ISI2R2 =U S2+U IS I2R2+I3R3 =U S2 U IS=I3R3 解之 I1=2A I2=1A I3=2A U S=8V2-2 电路如图所示。
已知I S=2A，U S=6V，R1=R2=3Ω，R3=R4=6Ω，用叠加原理求a、b两点之间电压U ab。
解：当电压源U S单独作用时，题图变如右图：Uab1=当电流源I S单独作用时，题图变如右图Uab2=3V Uab=Uab1+Uab2=2-3 电路如图所示。
已知R1=6Ω，R2=12Ω，R3=8Ω，R4=4Ω，R5=1电路中流经R3的电流I当电流源I S单独作用时，题图变如右图)(13844434AIRRRI=⨯+=+=''I=)(211AII=+=''+'2-4 在图示电路中，当U S=24V时，Uab=8v. 试用叠加原理求U S=0时的UabIs。
解：当电压源U S单独作用时，题图变如右图)(1841243ARRUI S=+=+='解：以知U S=24V时，Uab=8v.当U S、、I S1、I S2、单独作用时题图分别变作变作下图1、图2、图3由图1可得：Uab1=)(64244VRRUS-=-=⨯；由图2可得：Uab2=)(212411VRIRRISS=⨯；由图3可得：Uab3=)(41422VRIRISS=⨯；UabIs=Uab2+Uab3=8+6=14（V）2-5 用电源等效变换法求图示电路中6Ω电阻中的电流I。
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2-1. 列出以下节点的电流方程式，并求出x I 。
解：(a) 由KCL 得：1234()()()0x I I I I I +-+-+-+= ∴2341x I I I I I =++-;(b) 由KCL 得：39(5)()0x I ++-+-= ∴7x I A =(c) 由KCL 之推广得:69()0x I ++-= ∴15x I A =(d) 由KCL 得：1(2)(3)40x I +-++-+= ∴0x I =2-2. 列出以下回路的电压方程式，并标出回路循环方向，求出U 。
解：(a) 回路循环方向与I 方向相同，由KVL 得：U+(2S U -)+I R ⋅=0 ∴U = 2S U -I R ⋅(b) 回路循环方向与3I 、4I 方向相同，由KVL 得：44I R ⋅+33I R ⋅+(U -)=0 ∴U = 44I R ⋅+33I R ⋅(c) 回路循环方向为逆时针方向，由KVL 得：U+(9-)+7=0 ∴U = 2V(d) 设回路电流大小为I ，方向为逆时针方向，由KVL 得：2S U +I ⋅4+I ⋅6+(1S U -)+I ⋅3+I ⋅7=0 ∴I = 0.3A因此，U=2S U +I ⋅4 =2-3. 求出下列电路中的电流I 。
解：(a) 由KCL ，流过2Ω电阻的电流大小为(9+I)，对2Ω电阻与10V 电压源构成的回路，由KVL ，得：(9)I +⋅2+(10-) =0, 因此，I ＝－4A ；(b) (2)I -⋅3+6＝0； ∴I = 4A;(c) 流过3Ω电阻的电流 1I ＝93÷＝3A流过6Ω电阻的电流 2I ＝(6+9) ÷6＝2.5 A(d) 由KCL ，I + 3-3＝0 ∴I =0;2-4. 求出下列电路中的电压U 。
解：(a) (U/10 + U/10) ⨯5 + U = (4-U/10-U/10) ⨯10 ∴U=10V ；(b) 10⨯2 + 10 + U ＝0 ∴U=－30V(c) 1I =10⨯(64)(46)(64)++++=5A; 2I =10⨯(46)(46)(64)++++=5A; 4⨯1I + U + 6⨯(－2I )=0; ∴U = 10V(d) U + 18⨯393+－=0; ∴U = 02-5. 有50个彩色白炽灯接在24V 的交流电源上，每个白炽灯为60W ，求每个白炽灯的电流及总电流，另外消耗的总功率为多少 答：每个白炽灯上消耗的功率为2U P UI R==，而U ＝24V ，P ＝60W ， 因此每个白炽灯的电流为P I U =＝2.5A ，总电流为I 总＝I ⨯ 50＝125A 消耗的总功率为P 总＝P ⨯ 50＝3000W2-6. 在220V 单相交流电源上，接有两台电阻热水器，一台为，一台为3kW ，分别求这两台电热器的电阻。
以及电源所供给的总电流。
答：由电阻消耗的功率为2U P UI R==得， 211U R P =＝22201500＝Ω 222U R P =＝22203000＝Ω 2220484P =＝15003000220220+＝20.45A2-7. 一个220V 、100W 的白炽灯，接在直流220V 电源上和接在交流220V 电源上的发光效果是否一样答：接在两种电源上的发光效果是一样的，因为接在直流220V 的电源上，电压恒定为220V ，电流也恒定，功率为100W ，而接在交流220V 电源上，220V 为有效值，此时白炽灯的功率也为100W ，因此接在两种电源上白炽灯的发光功率相同，发光效果也就一样。
2-8. 说明电热器的额定电压和额定功率的意义。
若实际电网电压超过额定电压会发生什么问题若电网电压低于额定电压会发生什么问题答：额定电压就是电热器长时间工作时所适用的最佳电压。
额定功率是指电热器在额定电压下工作时对应的功率。
只有实际电网电压与额定电压相等时，用电器才能正常工作，若实际电网电压超过额定电压，则用电器会过热甚至烧毁电器本身及周围物品，引起火灾，这是很危险的。
若电网电压低于额定电压会使用电器发热不足温度偏低不能正常工作。
2-9. 若交流电压瞬时值为311sin(31490)u t =+︒，加在白炽灯两端，设白炽灯电阻为484Ω，写出白炽灯电流的瞬时值表达式，此时白炽灯的功率消耗是多少 解：白炽灯电流的瞬时值u i R =＝311sin(31490)484t +︒＝0.643sin(31490)t +︒A ， 白炽灯消耗的功率可以由交流电压的有效值计算：U220V ， 2U P R =＝2220484＝100W 因此白炽灯的功率消耗是100W 。
2-10. 若交流电压瞬时值为311sin(31490)u t =+︒，加在纯电感两端，设电感量L=，写出电感电流的瞬时值表达式，此时电感电流有效值是多少功率损耗是多少 解：对纯电感，L di u L dt=，即0t L u i dt L =⎰＝(314t)A, 电感电流的有效值为：L I ＝0.45A 功率损耗：L P ＝1T L ui dt T ⎰＝0 2-11. 若交流电压瞬时值为311sin(31490)u t =+︒，加在纯电容两端，设电容量C=F μ，写出电容电流的瞬时值表达式，此时电容电流有效值是多少功率损耗是多少 解：对纯电容，C du i C dt=＝－(314t)A ， 电容电流的有效值为：C I ＝0.45A 功率损耗：C P ＝01T C ui dt T⎰＝0 2-12. 若把上面三题中的白炽灯、纯电感、纯电容同时接在311sin(31490)u t =+︒的电源上，写出总电流的瞬时值表达式，此时总电流有效值为多少解：总电流i 总＝i ＋L i + C i ＝0.643sin(31490)t +︒A ，总电流有效值为：I总0.45A 2-13. 一个纯电感元件接在50Hz 的交流电源上与接在电压相同的1000Hz 交流电源上所通过的电流相比较，哪一个电流大二者相比相差多少倍解：由于L X ＝L ω＝2f L π⋅，故感抗大小与频率成正比，因此纯电感元件接在50Hz 的交流电源上比接在电压相同的1000Hz 交流电源上所通过的电流大。
两者相差20倍。
2-14. 一个纯电容元件接在50Hz 的交流电源上与接在电压相同的1000Hz 交流电源上所通过的电流哪一个大二者相比相差多少倍解：由于C X ＝1C ω＝12f Cπ⋅，故容抗的大小与频率成反比， 因此纯电容元件接在50Hz 的交流电源上比接在电压相同的1000Hz 交流电源上所通过的电流小。
两者相差20倍。
2-15. 一个电感量为1H 的电感元件，通过0.5A 直流电流时的端电压为多少通过0.5A 的50Hz 交流电流时端电压为多少若通过0.5A 的400Hz 交流电流时端电压又为多少解：通过0.5A 直流电流时的端电压为0，通过0.5A 的50Hz 交流电流时：端电压有效值1U ＝⨯12f π⨯＝通过0.5A 的400Hz 交流电流时:端电压有效值2U ＝⨯22f π⨯＝2-16. 一个电容量为1F μ的电容元件，加上100V 直流电压时的电流为多少加上100V 的50Hz 交流电压时电流为多少加上100V 的1000Hz 交流电压时电流为多少解：加上100V 直流电压时的电流为0，加上100V 的50Hz 交流电压时：电流有效值1I ＝100/ (1Cω)＝1200f C π⋅＝0.031A 加上100V 的1000Hz 交流电压时： 电流有效值2I ＝100/ (1C ω)＝2200f C π⋅＝0.628A2-17. 一个电感元件加上220V 、50Hz 的交流电压，通过的电流为1A ，用相量图表示该电感元件的电压与电流关系，并求出元件的感抗和电感量。
解：向量图略，向量图中电压超前电流90︒L X L ω=＝2f L π⋅＝100L π⋅由220100Lπ⋅＝1得，0.7L H =，因此，1000.7L X π=⋅＝220Ω 即元件的感抗为220Ω，电感量为2-18. 一个电容元件加上220V 、50Hz 的交流电压，通过的电流为0.1A ，用相量图表示该电容元件的电压与电流关系，并求出元件的容抗和电容量。
解：向量图略，向量图中电压滞后电流90︒1C X C ω=＝1100Cπ⋅ 由1220/()100C π⋅＝得， 1.447C uF = 2200.12200C X =÷=Ω即元件的容抗为2200Ω，电容量为。
2-19. 说明有功功率、无功功率、视在功率及功率因素的含义及单位。
答：在交流电路中，消耗在电阻上的功率即电路中消耗的平均功率称为有功功率；而电感元件和电容元件没有电能消耗，但电感元件和电容元件在交流电路中与电源之间进行能量的交换，这部分的功率称为无功功率。
在交流电路中，如将发电设备、供电线路或用电设备的电压与电流有效值相乘，则得出所谓视在功率。
在交流电路中，设电压和电流间的相位差为ϕ，则cos ϕ称为功率因素。
有功功率的单位为瓦(W)，无功功率的单位为乏(var)，视在功率的单位为伏安(V A ⋅)，功率因素无单位。
2-20. 直流电路中有没有无功功率的概念在电容器充电时从电源中取得的电能，在放电时消耗在电阻上的电能，可不可以用无功功率的概念来说明答：直流电路中没有无功功率的概念。
在电容器充电时从电源中取得的电能和在放电时消耗在电阻上的电能，是电能的一种转换，而不是能量的交换，不可以用无功功率的概念来说明。
2-21. 为什么电容元件的端电压不能突变在电容器与电源接通瞬间，电容电流能不能突变 答：电容元件的端电压不能突变，若电容元件的端电压C u 发生突变，则电容器中的电场能量212C Cu 也会发生突变，此时dW p dt=→∞，即电路的功率将趋于无限大，而事实上任何电源及线路功率都是有限值，不可能为无限大，因此电容元件的端电压不能突变。
在电容器与电源接通的瞬间，电容的电流变化很快，快慢视实际电容的电阻值大小而定，但不能够突变。
2-22. 为什么电感元件中的电流不能突变在电感线圈与电源接通瞬间，电感元件端电压能不能突变答：电感元件中的电流不能突变，若电感元件中的电流L i 发生突变，则电感元件的电场能量212L Li 也会发生突变，此时dW p dt=→∞，即电路的功率将趋于无限大，而事实上任何电源及线路功率都是有限值，不可能为无限大，因此电感元件中的电流不能突变。
在电感线圈与电源接通瞬间，电感元件端电压变化很快，快慢视实际电感的电阻值大小而定，但不能够突变。
2-23. 为什么说电路中发生换路的瞬间，电感元件相当于开路，电容元件相当于短路而在直流稳态的情况下，电感元件相当于短路，电容元件相当于开路。