电工电子技术课后习题答案(瞿晓主编)

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第一章
1.1在图1-18中,五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向 如图所标,现通过实验测得 I1 =-4A I2 =6A I3 =10A U1 =140V U2 = -90V U3= 60V U4=-80V U5=30V,
(1)试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一 图);
(2)判断哪些元件是电源、哪些元件是负载? (3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载消耗的功率是否平 衡?
解 已知 ,开关合上后,利用戴维南定理对电路进行化简有
图4-31
已知 ,开关合上后,利用戴维南定理对电路进行化简有
4.9 图4-32所示为一个继电器线圈。为防止断电时出现过电压,与其并联 一放电电阻,已知V,,线圈电感H,,试求开关S断开时(t)和线圈两端 的电压(t)、。设S断开前电路已处于稳定状态。
6kΩ,C
=2μF,电路处于稳定状态,在时开关S合上,试求初始
值(0+),(0+)。
图4-25

对点写结点电压方程有
将有关数据代入有
4.3 图4-26所示电路已处于稳定状态,在t = 0时开关S闭合,试求初始 值(0+)、(0+)、(0+)、(0+)、(0+)。
图4-26

对结点写KCL方程有
4.4 如图4-27所示电路,在t = 0时开关S由位置1合向位置2,试求零输入 响应(t)。
题1-18图
题1.1改画图
解:(1)将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实 际方向和电压的实际极性如改画图所示:
(2)根据电源和负载的定义及电路图可知: 元件3、4、5是电源,元件1、2是负载。
(3)电源发出的功率
负载消耗的功率
,电路的功率守恒。
1.2 在图1-19中,已知 I1 = -3mA,I2 = 1mA 。试确定电路元件3中 的电流I3和其二端电压U3,并说明它是电源还是负载,并验证整个电路的 功率是否平衡。
不能立即动作。 热继电器两相结构的,分别串接在任意两相即可。
6.2 什么是欠压保护?用闸刀开关起动和停止电动机时有无零压保护? 解 电源断电或电压严重下降时,电动机即自动从电源切除。无。
5.14 若题5.9中电动机运行时电网电压突然降至额定电压的60%,此时电
动机能否拖动负载?会产生什么后果? 解 不能,会产生堵转现象。
第六章
6.1 为什么热继电器不能作短路保护?为什么在三相主电路中只用两个 (当然用三个也可以)热元件就可以保护电动机? 解 因为热惯性。短路事故发生时,要求电路立即断开,热继电器
(2)求 (3)求和
5.6 一台单相变压器,,,。在时开路和短路试验数据如下。
试验名 称
电压/kV 电流/A 功率/kW
备注
开路试
11

9.24
短路试

45.5
47
157.5
129
电压加在低压 侧 电压加在高压 侧
试求: (1)折算到高压侧时,激磁阻抗和等效漏阻抗的值; (2)已知,设,画出T型等效电路。
得源自文库
于是
(2)根据题意:先设 ,则有 ,,
再设 ,则有 ,,按现在这种情况,的电压源因电流等于零,因而不能 发出功率,而对于的电压源,按现在电流的流向而成为负载,不合题 意,因此,只能是。
1.11 电路如图1-26所示。
(a)求图 (a) 中的电阻;
(b)求图 (b) 中点的电位。
图1-26
(a) (b)
图4--29
解 此时电路的响应是全响应
开关由位置a合向位置 b后,零输入响应为
零状态响应为
全响应为
4.7 图4-30所示电路在开关S打开前处于稳定状态,在t = 0时打开开关 S,求(t)和t =2ms时电容储存的能量。
图4--30
解 零输入响应
零状态响应 全响应
当时,
4.8 电路如图4-31所示,设电感的初始储能为零,在t = 0时开关S闭合, 试求此后的(t)、(t)。

4.10 电路如图4-33所示,在t = 0时开关S合上,试求零输入响应电流 (t)。
图4---33

4.11 电路如图4-34所示,开关S在位置a时电路处于稳定状态,在 t= 0时开 关S合向位置b,试求此后的(t)、(t)。
图4-34
解 零输入响应为 零状态响应为 全响应为
4.12 图4-35所示电路中,开关S合上前电路处于稳定状态,在t = 0时开
关S合上,试用一阶电路的三要素法求、、。
图4--35
解 当的电路如下图所示 对a点写结点电压方程有 得
4.13 图4-36所示电路中,已知U=30V、R1= 60Ω、R2 = R3 = 40Ω、L= 6H,开关S合上前电路处于稳定状态,在时开关S合上,试用一阶 电路的三要素法求、、。
图4--36
解 当的电路如下图所示
解:
(a)首先-8V点与零电位参考点间补上8V的电压源,则2Ω上的电
流为2A,两结点间电压为4V, 1Ω电阻上的电流为4A,方向从左往
右,根据KCL,R上的电流为2A,方向从右往左,电压为6V,左低右
高,所以R=3Ω。
(b)4Ω这条支路没有电流,1Ω和2Ω电阻上的电流均为1A,方向 逆时针方向,故,A点电位VA=6V-2V-3V=1V。
5.10 Y205S-6型三相异步电动机的技术数据如下: 45KW 380V △联结
求:(1)额定转矩,起动转矩,最大转矩;(2)电源电压因故障降为 时,电机能否带额定负载运行?
解 (1)解题方法如上题,,,
(2)可以,T 与定子每相绕组电压 U2 成正比
5.11 Y132S-4型三相异步电动机的技术数据如下: 5.5KW 380V △联结
解 设闭合回路中电流的参考方向如图,则有:
图1-22
对右侧开口回路,根据有:
1.8试用KCL和KVL求图1-23所示电路中的电压u。
图1-23
解 对右侧回路,设电流参考方向如图,根据有:
设各支路参考电流方向如图,有:
对点写有:
即 解得:
1.9 在图1-24电路中,已知U = 3 V,试求电阻R。 解 设各支路电流参考方向如图,根据题意,,因此对支路由欧姆 定律有:
接起动? (3)当负载转矩为额定转矩的40%时,是否可采用星---三角换
接起动? 解 (1)解题方法如题5.9。,; (2)不可以,起动转矩小于负载转矩。 (3)可以
5.13 若题5.9中的电动机运行在的电源上,问电动机的最大转矩、起动转 矩和起动电流有什么变化? 解 最大转矩下降,起动转矩下降,起动电流上升。

5.3 有一台降压变压器,一次侧电压380V,二次侧电压36V,如果接入 一个36V、60W的灯泡,求:(1)一、二次绕组的电流各是多少? (2)一次侧的等效电阻是多少?(灯炮看成纯电阻)
解 (1); (2)
5. 4 实验室有一单相变压器如图5-45,其数据如下:,, 。今将它改接 为自耦变压器,接法(a)和(b)所示,求此两种自耦变压器当低 压边绕组ax接于110V电源时,AX边的电压及自耦变压器的额定容量 各为多少?
求:(1)额定转矩,起动转矩,最大转矩;(2)额定转差率;(3) 额定电流,起动电流。
解 解题方法如题5.9。 (1),,; (2)4%; (3),。
5.12 Y180L-4型三相异步电动机的技术数据如下: 30KW 380V △联结
求:(1)星---三角换接起动时的起动电流,起动转矩。 (2)当负载转矩为额定转矩的80%时,是否可采用星---三角换
图5-45
解 (1)按照图5-45(a)接线的自耦变压器变比 AX边额定电压 变压器额定容量
(2)按照图5-45(b)接线的自耦变压器变比 AX边额定电压 变压器额定容量 5.5 一单相变压器,一次绕组匝数,电阻,漏电抗;二次绕组匝数,电 阻,漏电抗。设空载和负载时不变,且,,。空载时,超前于 ,负载 阻抗。求:(1)电动势和;(2)空载电流;(3)负载电流和。 解 (1)求和
消耗 消耗 发出
发出
1.5 有二只电阻,其额定值分别为40Ω,10W和200Ω,40W,试 问它们允许通过的电流是多少?如将二者串联起来,其两端最高允许电 压加多大?
解 电阻能承受的最大电流为: 电阻能承受的最大电流为: 将2个电阻串联后,能通过的电流只能是小的值,因而2个电阻串联
后能承受的最大电压为:
解 对点写有: 对第一个回路写有:
题1.2图
即: 根据计算结果可知,元件3是电源。
这样,的电源的元件3是电路中的电源,其余元件为负载。 电源提供的功率:
负载消耗的功率: 这说明电路的功率平衡。
1.3 一只110V 8W的指示灯,现要接在380V的电源上,问要串联 多大阻值的电阻?该电阻应选用多大功率的电阻?
因此有
4.14 图4-37所示电路中,已知IS =1mA,R1= R2 = 10kΩ,R3 = 30 kΩ,C
=10μF,开关S断开前电路处于稳定状态,在t = 0时打开开关S,试 用一阶电路的三要素法求开关打开后的、、。
图4-37
解 当开关打开后,对a点写结点电压方程有
4.15 图4-38所示电路在开关S闭合前已处于稳定状态,已知L=1H,IS = 2mA,R1 = R2 = 20kΩ,US = 10V,在t = 0时开关S闭合,试用一阶 电路的三要素法求。
解 根据题意,电阻上的电压为,则此时电路中的电流也就是灯泡中 的电流,即: 电阻消耗的功率为: 电阻的阻值为:
1.4 如图1-20所示, 试求电路中每个元件的功率,并分析电路的 功率是否守衡,说明哪个电源发出功率,哪个电源吸收功率。

图1-20
设电流源二端的电压为 根据有:
消耗 发出 消耗
设各支路电流如图,
答:;;。
5.9 Y-225M-4型三相异步电动机的技术数据如下: 45KW 380V △联结
求:(1)额定转差率;(2)额定电流;(3)起动电流;(4)额 定转矩
(5)起动转矩;(6)最大转矩;(7)额定输入功率。 解:(1)由已知,可知电动机的极数,(通常比略大)。则 (2)由式(5-28)可得 (3) (4) (5) (6) (7)
解 一次绕组和二次绕组的额定电流为 电压比为
(1) 折算到高压侧时,激磁阻抗和等效漏阻抗的值 换算到时
(2) T型等效电路如下图所示,其中 。
5.7 将一铁心线圈接于电压120V,50Hz的正弦电源上,其电流。若将铁 心去掉,则电流,试求此线圈在具有铁心时的铜损耗和铁损耗。
解 铜损 ,铁损
5.8 一台三相异步电动,额定频率,额定电压380V,额定转速,试 求:(1)同步转速;(2)极数对;(3)额定转差率。
图1-24
对结点写方程有: 即
其中 对电路的中间回路写方程有:
将 , ,, 代入上式有:
解得: 于是有:
1.10 在图1-25电路中,问R为何值时I1 = I2?R又为何值时,I1、I2 中一个电流为零?并指出哪一个电流为零。

对结点写方程有:
图1-25
根据欧姆定律有:
将此式代入上式有:
整理得:
(1)根据题意: 有
图4-27
解 开关合向位置1后有 零输入响应为
4.5 在图4-28所示电路中,设电容的初始电压为零,在t = 0时开关S闭合, 试求此后的(t)、(t)。
图4-28
解 已知 ,开关在 时合上,电路的响应是零状态响应,首先利用 戴维南定理对电路进行化简
4.6 如图4-29所示电路,开关S在位置a时电路处于稳定状态,在 t = 0时开 关S合向位置b,试求此后的(t)、(t)。
1.6 求图1-21所示电路中的电流i1和i2。 解
图1-21
将、、及相联的三个结点看成一个广义结点,根据有:
对点,根据有
1.7 在图1-22所示电路中,已知U1 = 10V,U2 = 4V,U3 = 2V, R1 = 4Ω,R2 = 2Ω,R3 = 5Ω,1、2两点处于开路状态,试计算开路电 压U4。
图4--38

第五章
5.1 已知环形铁芯线圈平均直径为,铁芯材料为铸钢,磁路有一气隙长 为,若线圈中电流为,问要获得的磁感应强度,线圈匝数应为多 少? 解 空气隙的磁场强度为
查铸钢的磁化曲线, B = 0.9 T 时,磁场强度 H1 = 500 A/m 铸钢中的磁路长度为:
5.2 有一台单相变压器,额定容量,额定电压,求一次侧和二次侧的额定 电流。
1.12 求电路图1.10中点的电位。
图1-27
解:对A点写KCL定律 解得,VA= -14.3V
第四章
1 如图4-24所示的电路在换路前已处于稳态,在时合上开关S,试求初 始值(0+)和稳态值。
(a)
(b)
图4-24 习题4.1的图
解 (a)
(b)
4.2 在图4-25所示电路中,已知I =10mA,R1 = 3kΩ,R2 = 3kΩ,R3 =
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