电工电子技术基础-第3章
汽车电工电子技术第三章 汽车电路基础
工作任务二：掌握汽车风扇的控制原理及电路特点 1.工作描述
小王下课后，和同学来到修配车间当实习修理工，师傅老李叫小王通过测量，掌 握汽车风扇的控制原理及电路特点。
如图3-15，汽车风扇开关在LO位置 和M1位置时不能正常工作，但是在 M2和HI位置时能正常工作。
消费者认为是风扇电机的开关 问题，更换开关后，没有消除故障 现象。
第3章 汽车电路基础
❖ 学习意义 ❖ 完成本章学习后，你将能够知道汽车电路由哪几部分组成， ❖ 电路是如何控制的，使你能够更快更有效的诊断和检修电路。
❖ 学习目标
---能区别电路基本组成：电源，负载，保护装置 和接地 ---能区别不同类型的电路和电路的控制方法 ---知道电路是怎样进行正常工作的 ---应用电压，电流和电阻的关系诊断电路的故障
上述求和时，需要任意指定一个回路的 绕行方向，对于电动势，绕行方向与电 动势方向相同时，电动势取正号，反之 取负号。电阻上电流方向与回路绕行方 向一致时，电阻压降取正号，反之取负 号。 以图3-17电路说明基夫尔霍电压 定律。沿着回路abcdea绕行方向，有
能力
专业 能力
工作 方法
合作 能力
交流 能力
评价
分数
4.学习体会
序号 1 2 3 4
问题
解答
汽车电器电路的特点是什 么?
汽车电路由哪几部分组成？
汽车的各个部分的作用是 什么?
你还有哪些要求与设想?
3.2 欧姆定律（OHMS LAW）
3.2.1 部分电路欧姆定律 1.表述：
不含电源的一段电路称为部分 电路，流过导体的电流与这段导 体两端的电压成正比，与导体的 电阻成反比。这个结论称为欧姆 定律。见图3-3。 2.数学表达式：
电工电子技术基础教案-3-3单一参数交流电路
a. 0~ 或π~ p为正，电容器充电，吸收能量，电压增高；
b. ~π或 ~2πp为负，电容器放电，释放能量，电压降低；
②有功功率（平均功率）：
P = 0⇒说明电容也不是耗能元件，而是储能元件
③无功功率：一般将电容的无功功率定义为负值。
QC=－UCI =－I2XC=－UC2/XC=－ UmIm (单位：乏var)
2相量图： = I , = U = XLI = XLj
2、功率：
①瞬时功率：
p = iuL= Um sin(ωt+90°) Im sinωt = U Isin2ωt
分析：功率波形见P53图2.14
a. 0~ 或π~ p为正，L相当于负载，吸收能量，电能→磁能；
b. ~π或 ~2πp为负，L相当于电源，释放能量，磁能→电能
难点：纯电感、纯电容电路电压电流的关系
关键：正弦函数的特性
板
书
设
计
3-3单一参数交流电路
1、复习回顾
2、纯电阻电路
3、纯电容电路
4、纯电感电路
5、作业
课后
小结
本节计算内容与需要理解的内容较多，学生课后应多做思考，多做练习方可牢固记忆。
教学过程
教学
环节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
P = UI = I2R =U2/R
三、纯电感电路：由直流电阻很小的电感线圈组成。（近似纯L）
1、电压电流的关系：
电磁感应⇒交流电路中线圈的自感L将产生eL阻碍i的变化：u =－eL=L
设：iL= Imsinωt，则uL= Um sin(ωt+90°)⇒Φu>Φi，uL超前iL，且频率相同，
电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用
各级工作点相互影响 适于放大直流或变化缓慢的信号 电压放大倍数为各级放大倍数之积 零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时，输出端电压 偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动， 这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电 路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1＝ i f
即 ui/R1=－uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电 压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈， 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。
当R1＝Rf 时， uo＝－ui ，该电路称为反相器。 R2－－平衡电阻 同相端与地的等效电阻 。其作用是保持输入 级电路的对称性，以保持电路的静态平衡。
共模信号－－极性相同，幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入（信号）
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
－ ＋ ＋∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I－≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2
电工与电子技术知识点
《电工与电子技术基础》教材复习知识要点第一章：直流电路及其分析方法复习要点基本概念：电路的组成和作用；理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义；理解电压和电动势、电流参考方向的意义；理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏－安特性，以及电压源（包括恒压源）、电流源（包括恒流源）的外特性；理解电路（电源）的三种工作状态和特点；理解电器设备（元件）额定值的概念和三种工作状态；理解电位的概念，理解电位与电压的关系。
基本定律和定理：熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用，特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义，以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法：理解电阻的串、并联，掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法，以及分流、分压公式的熟练应用；掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法，掌握电路的功率平衡分析；掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路；掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式：欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=串串 KCL 、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率ba ab I U P ⨯= 电阻上的电功率R U R I I U P 22=⨯=⨯= 电能tP W ⨯=难点：一段电路电压的计算和负载开路（空载）电压计算，注意两者的区别。
常用填空题类型：1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω，相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
徐淑华电工电子技术ppt第三章
u
Um
wt
u U m sin( w t )
有效值:
与交流热效应相等的直流 定义为交流电的有效值
10
热效应相当
有 效 值 概 念
T 0
i R dt I RT
2
2
交流
直流
I
1 T
T
i dt
2
（方均根值）
0
当 i I m sin
w
t 时， 可得,
I
Im 2
11
w t
i
相量图 相量式
.
I
I
I I
瞬时值 -- 小写 u, i, e； 最大值 --大写+下标m；
有效值 – 大写 U, I, E； 复数、相量 --- 大写 + ―.‖
34
例6
判断下列各式的正误：
u 100 sin w t 10000
瞬时值 复数
U 50 e
复数
j15 °
2. 正弦波的相量表示方法
1) 正弦量的相量表示
在线性正弦交流电路中的电源频率单一时，电路中所有 的电压电流为同频率正弦量，此时，w 可不考虑，主要 研究正弦量的幅度与初相位的变化 可用一个有向线段（矢量）表示正弦量： 其长度表示正弦量的有效值； 其与横轴的夹角表示正弦量的初相位。
描述正弦量的有向线段称为相量 (phasor )：
3.2 单一参数的正弦交流电路
3.2.1. 电阻元件的正弦交流电路
u iR
设
u
i
R
i 2 I sinw t Im sinw t
R R u i · = 2I · sinw t
电工与电子技术基础第2版习题参考答案第3章
习题3.1 某三相同步发电机，三相绕组连接成星形时的线电压为10.5kV ，若将它连接成三角形，则线电压是多少？若连接成星形时，B 相绕组的首末端接反了，则3 个线电压的有效值 U AB 、U BC 、U CA 各是多少？解：三相绕组连接成星形时U L =3U P ，线电压为10.5kV ，则每相绕组的电压为6.06kV ，若连接成三角形U L =U P ，则线电压为6.06kV 。
若连接成星形时，B 相绕组的首末端接反了，则B 相相电压的相位与原来的相差1800， 根据相量计算可得U AB =6.06 kV 、U BC =6.06 kV 、U CA =10.5 kV 。
3.2 题3.2 图所示的三相对称电路，线电压U L =380V ，每相负载Z = 6+j8Ω，试求相电压、相电流和线电流，并画出电压和电流的相量图。
题3.2 图解：由题意：负载作星接U l =3U p 因U l =380V ，则U a =U b =U c = = 220 （V ）设U a = 220/0°（V ）因相电流即线电流，其大小为：.220/0°I A == 22/−53°(A) 6 + j 8.I B = 22/−173ο(A).I C = 22/67°(A) 此时的相量图略。
3.3 有一电源和负载都是星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V ，负载每相阻抗Z = Ω10 ，试求负载的相电流和线电流。
3 380第3 章三相交流电路习题解答77解：负载的相电压等于电源的相电压：U p = 220（V）U P 220(A)I l = I p = = = 22Z 103.4 已知星形联接的对称三相负载，每相阻抗为40∠25°（Ω）；对称三相电源的线电压为380Ｖ。
求: 负载相电流，并绘出电压、电流的相量图。
解：ＵAB ＝380ＶＺ＝40∠25°Ω（１）三相对称电源接入三相对称负载令U A ＝２２０∠０°Ｖ则相线电流I A =U A ／Z＝５.５∠-２５°ＶI B ＝５.５∠－１４５°ＶI c ＝５.５∠９５°Ｖ(2) 矢量图如图所示。
电工技术-电子教案 第3章 电阻电路的一般分析方法
3.2 回路电流法（续6）
例1 试用网孔电流法求图示电路各个支路电流。
解： 选三个网孔为独立回路， 网孔电流分别为 im1 、 im2 及 im3 。 可写出网孔方程为
解此方程得
im11A， im20.5A， im31.5A
各支路电流为 i1im11A， i2im1im20.5A
3.2 回路电流法（续7）
回路电流法
回路电流法是以各回路电流作为未知变量来列写电路方程，
Байду номын сангаас
并求解回路电流，进而求取各支路电流和支路电压的方法。此 时所得方程称为回路方程。 只需对独立回路列写KVL方程，方程数为b- ( n-1)。 回路电流是假设的沿着每个回路边界构成的闭合路径自行流 动的电流。 支路电流等于流经该支路的回路电流的代数和。 若所选回路正好是网孔，则以各网孔电流作为未知变量来列 写电路方程，并求解网孔电流，进而求取各支路电流和支路电
压的方法称为网孔电流法。
3.2 回路电流法（续1）
回路方程的列写
该电路有6条支路、4个节点，因 此，该电路的独立回路所包含的回 路数为3。选回路1、2、3为独立回 路，这3个回路的回路电流分别用il1 、 il2 、 il3表示，则各支路电流与回 路电流的关系为
3.2 回路电流法（续2）
以回路电流为电路变量，对回路1、2 、3列写KVL方程
联立解得
故
3.3 结点电压法
结点电压法
结点电压法是以各结点电压作为未知变量来列写电路方程，
并求解结点电压，进而求取各支路电压和支路电流的方法。此 时所得方程称为结点方程。 只需对独立结点列写KCL方程，方程数为n-1。 在电路中任意选择某一节点为参考节点，则其它节点与参考 节点之间的电压称为节点电压，其参考方向由其它节点指向参 考节点。 任一支路都连接在两个节点上，所以支路电压等于节点电压 或相关两个节点电压之差。
电工电子技术基础(第2版)顾永杰 第三章习题三[7页]
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图3-31 习题3.3电路图
图3-32 习题33 所 示 的 RC 充 电 电 路 中 ， 电 源 电 压 U=50V, R=1kΩ,C=20μF。若闭合开关S前电容没有充电，求闭合S后的uC何 时充电到uC=Us/2 ？
3.6 在 图 3 - 3 4 中 ， Us=20V，R1=12kΩ，R2=6kΩ，C1=10μF， C2=20μF。电容元件原先均未储能。当开关闭合后，试求电容元 件两端电压uC。
图3-29 习题3.1电路图
图3-30 习题3.2电路图
3.3 在图3-31 中，已知R=2Ω,电压表内阻为2500Ω,电源电压Us=4V。 试求开关S断开瞬间电压表两端的电压。换路前电路已处于稳态。
3.4 图3-32所示各电路在换路前都处于稳态，试求换路后其中电流i 的初始值i(0+)和稳态值i(∞)。
习题三
3.1 求图3-29所示各电路换路后的电压、电流初始值。 3.2 在图3-30中，Us=100V，R1=1Ω，R2=99Ω，C=10μF，试求： 1）S闭合瞬间(t=0+)，各支路电流及各元件两端电压的数值； 2）S闭合后达到稳定状态时1）中各电流和电压的数值；
3）当用电感元件替换电容元件后，重新计算1）、2）两种情况 下的各个数值。（取各电压、电流关联参考方向）
3.7 图3-35所示的RC放电电路，uC(0-)=U0，C=20μF，若要求放电 后15ms，电容电压下降到初始值的5%，求电阻R=?时间常数τ=?并 求出放电电流i的表达式。
3.8 习题3.5中，若闭合开关S前电容已经充电，uC(0-)=20V，求闭 合S后，电容电压uC和电流i的全响应。
图3-33 习题3.5电路图
图3-37 习题3.10电路图
习题册参考答案-《电工与电子技术基础(第三版)习题册》-A07-0246.docx
第二部分《电工与电子技术基础》（第三版）练习题参考答案第一章直流电路1§ 1电路的基本概念一、填空题1．电流、电源、负载、控制装置、连接导线2．电源、负载、车架、电动机、金属机体3．电路原理、方框、印刷电路4．原理图、连接关系、实际大小、相互之间的位置关系5．矩形框、箭头、直线6．印刷电路7．搭铁二、判断题1.√2．√三、选择题1．（ B） 2 ．（ A）四、名词解释（本答案仅作参考）1．通路也称闭路，它是指电流从电源的正极沿着导线经过负载最终回到电源的负极，电流形成闭合路径。
这是电路的正常工作状态。
2．断路也称开路，它是指电路某处因某种需要或发生故障而断开，不能构成回路，此时电路中的电流为零。
3．指电路中的某元器件因内部击穿损坏或被导线直接短接等原因，电流未经该元器件或负载，直接从电源正极到达负极的现象。
短路通常是一种不正常现象，应尽量避免。
五、简答题1．电路图是指将电路中各元器件用图形符号表示，并用引线连接而成的关系图。
2．电路图能让我们简洁、直观地表达和了解电路的组成，便于分析电路的工作原理和1性能，便于电路的设计和安装。
现在，人们更可以借助计算机辅助设计，或进行虚拟的电路实验，更是极大地提高了工作效率。
3．从根本上说，方框图也是一种原理图。
不过它不是像原理图那样详细地绘制了电路中全部的元器件符号以及它们之间的连接方式，而只是简单地将电路按照功能划分为几个部分。
各部分用一个方框来代表，在方框中加上简单的文字或符号说明，方框间用直线或带箭头的直线连接，表示各个部分之间的关系。
1§ 2电流、电压及其测量一、填空题1．电荷有规则的定向移动称为电流。
2．电荷量、安培、安、 A3．直流、直流、DC4．稳恒直流5．脉动直流6．交变、交流、 AC7．直流电流表、直流电流、+、－8．交流电流表、交流电流、直流电流表、直流电流、串9．电压、 Uab10．伏特、 V11．电位、大地12．电动势、 E、伏特13．交流电压表、交流电压、直流电压表、直流电压14．化学能、电能、直15． 200 ～ 60016．存在于燃料与氧化剂中二、判断题1．×2．√3．√4．√5．×6．×2三、选择题1．（A） 2 ．（C） 3 ．（A） 4 ．（B）四、简答题1．电源的作用与水泵相似，它不断地将正电荷从电源负极经电源内部移向正极，从而使电源的正、负极之间始终保持一定的电位差（电压），这样电路中才能有持续的电流。
电工与电子技术基础第三章习题答案
第3章电路的暂态过程一、思考题解答3.1 思考题【思3.1.1】电路在换路前储能元件没有储能，则在t＝0－和t＝0＋的电路中，可将电容元件视为短路，电感元件视为开路。
如果换路前储能元件已有储能，且电路已处于稳态，则在t＝0－电路中，电容元件视为开路，电感元件视为短路。
在t＝0＋电路中，电容元件可用一理想电压源代替，其电压为u C(0－)；电感元件可用一理想电流源代替，其电流为i L(0－)。
【思3.1.2】根据换路定律可知，开关S断开瞬间电容器的电压值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-2所示的电路。
u C(0＋)＝u C(0－)＝112+×6＝2V，i2(0＋)＝0，i1(0＋)＝i C(0＋)＝622-＝2A【思3.1.3】根据换路定律可知，开关S断开瞬间电感的电流值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-3所示的电路。
i L(0＋)＝i L(0－)＝42＝2A，U V＝R V×i L(0＋)＝－2500×2＝－5kV图3-2 思考题3.1.2的0＋电路图图3-3 思考题3.1.3的0＋电路图【思3.1.4】根据换路定律可知，开关S闭合瞬间电容器的电压值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-4(a)所示的电路。
(1) i1(0＋)＝0，i(0＋)＝i2(0＋)＝100Au R1(0＋)＝100×1＝100V，u R2(0＋)＝u C(0＋)＝0第3章 电路的暂态过程• 1 •1(2) i (∞)＝i 1(∞)＝100199＋＝1A ，i 2(∞)＝0 u R1(∞)＝1×1＝1V ，u R2(∞)＝u C (∞)＝99×1＝99 V(3) 根据换路定律可知，当S 闭合瞬间电感的电流值不能突变，则在t ＝0＋时的等效电路可简化为如图3-4(b)所示的电路。
i 2(0＋)＝0，i (0＋)＝i 1(0＋)＝100199＋＝1A u R1(0＋)＝1×1＝1V ，u R2(∞)＝u L (0＋)＝99×1＝99 V S 闭合后电路达到稳态时，i 1(∞)＝0，i (∞)＝i 2(∞)＝1001＝100A u R1(∞)＝100×1＝100V ，u R2(∞)＝u C (∞)＝(a) (b) 图3-4 思考题3.1.4的0＋电路图【思3.1.5】i L (0＋)＝i L (0－)＝013E R R R ++＝12222++＝2Au C (0＋)＝u C (0－)＝2×2＝4Vt ＝0＋时的等效电路如图3-5所示，可得12＝2×［2＋i C (0＋)］＋2×i C (0＋)＋4 所以，i C (0＋)＝124422--+＝1A ，u L (0＋)＝12－2×(2＋1)－2×2＝2V【思3.1.6】(1) 根据换路定律可知，开关S 闭合瞬间电容器可视为短路，各电感可视为开路。
电工电子技术基础习题答案解析
第1章电路的基本知识1.1电路的概念 (1) 略(2) 电路通常由电源、负载和中间环节(导线和开关)等部分组成。
A •电源的作用：将其他形式的能转换成电能。
B •负载的作用：将电能转换成其他形式的能。
C •中间环节的作用：传递、分配和控制电能。
1.2电路中的主要物理量 (1) 零、负电位、正电位 (2) 3、1.5、3、1.5、0、3 (3) -7,-5 1.3电阻 (1) 3: 4 (2)查表1.3，知锰铜合金的电阻率 J =4.4 10亠」m1.4欧姆定律 (1)电动势、内压降(2)当R= R 时，电路处于开路状态，其特点是电路中电流为零，电源端电压等于电 源电动势；当R=0时，电路处于短路状态，其特点是短路电流极大，电源端电压等于。
由于I =0.22A=220mA . 50mA ，故此人有生命危险。
1.5电功与电功率P 40(2)略(3) W 二Ult =220 0.2 7200 = 316800J思考与练习一、 判断题1" 2. X 3. V 4. X 5. V 6. X 7. X 8. V 9. X 二、 选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B根据t ，得1RS 3 0.21 10 P 4.4如0二=1.43 m(3)U 220R "1000= 0.22 A(1)t=W 二空£=25h三、填空题1 •正、相反；2•参考点；3•负极、正极； 4 •高、低、低、高； 5•材料、长度、横截面积、 R - ； 6• 1800、土 5%; 7. 220S四、计算题1 • U ab =V a -V b =10 - 5 = 5VU bc *b-V c =5-(-5) =10 V U ac 二V a-V c =10 -(-5) =15V U ca - —U ac - - 15VR = U420门I0.2 220100 10(2)U =IR =2 100=200V(3) U r =lr =2 10 =20V 4.( 1)P =UI = 220 4 =880W(2)W 二 Pt =880 1800 =1584000J2 2(3) Q =l Rt =4 0.5 1800 =14400J(4) E =W -Q =1584000 -14400 =1569600 J第2章直流电路的分析与计算2.1电阻的连接(1) I mb =0.5AR 1 4U 2 = IR 2 =0.5 20 =10V U U U 2 =210 =12VR 2故 P 2』P 二10 28 =14WR 2 202. I24 120= 0.2A 3・(1)(2)由于P P 2 R 1 U 2 R 2 R 1WORD 格式整理10(3) (a ) R ab(b) R ab(R R)RR 」R 3(R R) R (c) R ab=R=1门R (2 R)RR（汀）R32 —Q 52.2基尔霍夫定律 (1) 5、3、6、3 (2) 假设I 2、I 3的方向和回路绕行方向如图 I 1 R 1 1 3R 3 = E 1 12 R 2 T 3 R 3 = E2 0.008 I 2 =丨3 0.008 50 8OI3 =3 I 丨2艮 +8013 =12解得 =0.0245 A=24.5mA =0.0325 A=32.5mA R 2 = 384门2.3电压源与电流源的等效变换 （1） I s =—、不变、并、E — I s r 、不变、r （2） （ a ）把两个电压源等效变换为电流源，如图- ----1Q0Q200 n 10¥ a -O rn,evO匸(a)2.2（ a ）所示。
电工电子技术_正弦交流电路
θ
a
a1 +1
复数A的实部a1及虚部a2与 模a及辐角θ的关系为： a2 a cos a1 a sin
+j a2 O
a
θ
A a1 +1
a
2 a1
2 a2
e j cos j sin 根据以上关系式及欧拉公式
a2 arctg a1
可将复数A表示成代数型、三角函数型、指 数型和极坐标型4 0.5 245 50 245
i sin( t 45)A 100 u R 100 sin( t 45)V 100 uC 100 sin( t 45)V 100
UR
U C jX C I j100 0.5 245 50 2 45
U LI X L I
u i 90
U
θ u θ i
I
感抗：XL=ωL，与频率成正比。
(b) 相量图
3、电容元件
du 电感元件伏安关系：i C dt
根据相量运算的规则1、规则3和规则4 ，有：
I jCU
将 U U u 、 I I i 代入上式，得： I i j CU u CU ( u 90)
例：图示电路，电流表A1、A2的读 数均为10A，求电流表A的读数。 解 ：由KCL有
I I1 I 2
作相量图，由相量图得：
2 I I12 I 2
I1
－45°
U
102 102 10 2 14.1A
I2
I
例：图示RC串联电路，R=100Ω，C=100μF， us=100 2sin100tV，求i、uR和uC，并画出相量图。
电工电子技术基础_习题解答
第1章习题1-1 判断题1．电荷的定向移动形成电流。
（√）2．直流电路中，电流总是从高电位流向低电位。
（√）3．电阻的体积越大，其额定的耗散功率越大。
（√）4．电阻的额定功率越大，它消耗的电能就越大。
（×）5．电阻串联时，各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。
（×）6．电流表必须串联在电路中应用，而电压表则必须并联在电路中应用。
（√）7．在选择电器时，电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。
（√）8．额定功率越大的电器，其消耗的电能一定多。
（×）9．电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。
（√）10．电容器和电阻器虽然结构不同，其实是同一类型的电气元件。
（×）11．电容器并联总电容量增加；电容器串联总电容量减小。
（√）12．对于同一个电容器，两端的电压越高其储存的电场能量越小。
（√）1-2 计算题1 一直流电流流过导体，已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6000C，问该电流有多大？解：根据I=Q/t, 有（1）I=6000C/60s=100A（2）I=6000C/1s=6000A2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向，并问通过电流表A1和A2的电流是否相等？B、C、D各点的电位谁高谁低？图1-30 题2图解：因为A1、A2是串联关系，流过的电流相等；电位的排序为：B＞C＞D3 有两条长度为1 km 、截面积为2 mm 2的导线，一条是铝线，一条是铜线，这两条导线在常温下的电阻各为多少？要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同，铝导线的截面积应增加为多大？解：（1）铝导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100283.0S l R 铝铝ρ14.15Ω （2）铜导线常温下的电阻：=⨯⨯⨯==--63610210100175.0S l R 铜铜ρ8.75Ω （3）铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为：2636m m 23.31073.810100283.0=⨯⨯⨯=--铝S 4 有两只灯泡，额定功率都为40 W ，一只额定电压为36V ，另一只额定电压为12V ，两只灯泡工作时的电阻各为多少？如果将两只灯泡串联后接于48V 的电源上，哪只灯泡的电压超过了额定电压？将会有什么现象发生？解：（1）工作电压为36VR =U 2/P =32.4Ω （2）工作电压为12VR =U 2/P =3.8Ω（3）串联接于48V 电源上 两电阻之和为R =32.4+3.8=36.2Ω 根据串联电阻分压公式有2.4348364.3211=⨯==U R R U V U 2=48-43.2=4.8V额定电压为36V 的灯泡过压，灯丝会烧断。
电工与电子技术基础课件第三章正弦交流电
_
正弦交流电的优越性：
正半周
便于传输；易于变换
便于运算；
有利于电器设备的运行；
.....
负半周
二、正弦交流电的产生
正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a 所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和 转子组成，定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转 动的圆柱形铁心，在它上面缠绕着一匝线圈，线圈的两 端分别接在两个相互绝缘的铜环上，通过电刷A、B与 外电路接通。
1 F 106 F
1pF 1012 F
图3-17 电容器的图形符号
(2) 电容器的基本性质 实验现象1
1）图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电 源上，这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了，电流表的指 针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2）当电容器上的电压和外加电源电压相等时，充电就停止了， 此后再无电流通过电容器，即电容器具有隔直流的特性，直流 电流不能通过电容器。
1．电容器的基本知识 (1)电容器——是储存电荷的容器
组成：由两块相互平行、靠得很近而 又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号
电容量 C q
u 1）C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2）电容的SI单位为法［拉］, 符号为F; 1 F=1 C／V。
常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。
第一节 交流电的基本概念
一、交流电
交流电——是指大小和方向 都随时间作周期性的变化的
电动势、电压和电流的总称。
正弦交流电——接正弦规律 变化的交流电。
图3-1 电流波形图 a）稳恒直流 b）脉动直流
c）正弦波 d）方波
正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。
ui
电工学(下册)电子技术基础 第3章 习题解答讲解
第3章晶体三极管及其放大电路3.1 测得放大电路中的晶体三极管3个电极①、②、③的电流大小和方向如图3.1所示，试判断晶体管的类型（NPN或PNP），说明①、②、③中哪个是基极b、发射极e、集电极c，求出电流放大系数 。
图3.1 习题3.1图解：(a) ①-c ②-b ③-e PNP β=1.2/0.03=40(b) ①-b ②-e ③-c NPN β=1.5/0.01=1503.2 试判断图3.2所示电路中开关S放在1、2、3哪个位置时的I B最大；放在哪个位置时的I B最小，为什么？+V CC图3.2 习题3.2图解：在①时，发射极相当于一个二级管导通，此时I B就等于此导通电流。
在②时，三极管相当于两个并联的二极管，此时I B等于两个二级管导通电流之和，所以此时的电流最大。
在③时，发射极导通，集电结反偏，集电结收集电子，所以I B电流下降，此时电流最小。
3.3.测得某放大电路中晶体三极管各极直流电位如图3.3所示，判断晶体管三极管的类型（NPN或PNP）及三个电极，并分别说明它们是硅管还是锗管。
解：(a) ①-e ②-c ③-b 硅NPN(b) ①-b ②-c ③-e 锗PNP(c) ①-b ②-e ③-c 锗PNP图3.3 习题3.3图3.4 用万用表直流电压挡测得晶体三极管的各极对地电位如图3.4所示，判断这些晶体管分别处于哪种工作状态（饱和、放大、截止或已损坏）。
2.7V(a)(b)－5V－－0.6V(c)－(d)9V－6V(e)0V(f)图3.4 习题3.4图解：(a) 截止 (b) 饱和 (c) 放大 (d) 饱和 (e) 截止 (f) 损坏3.5 某晶体管的极限参数为I CM = 20mA 、P CM = 200mW 、U (BR)CEO = 15V ，若它的工作电流I C = 10mA ，那么它的工作电压U CE 不能超过多少？若它的工作电压U CE = 12V ，那么它的工作电流I C 不能超过多少？解：)V (1510200,15min ,min C CM (BR)CEO CE =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=I P U U )mA (67.1612200,20min ,min CE CM CM C =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=U P I I3.6 图3.5所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明理由并将错误加以改正（设电容的容抗可以忽略）。
电工技术基础习题
第3 章
一、填空： 1．直流电路处于稳态时，各电压、电流均不变。故 电容所在支路的（ ）为0，电容的（ ）可 不为0；电感的（ ）为0，而电感的（ ） 可不为0。（电压or电流） 2．动态电路中，引起过渡过程产生的原因是： （ ）和（ ）。 5t u ( t ) 15 10 e 3．已知某一阶 电路的全响应 C V, 则电路在发生换路之后 uC 的初始值为（ ），稳 态值为：（ ），时间常数为（ ）。由电源 引起的零状态响应为（ ），由电容初始状态引 起的零输入响应为（ ）。
i
i
3Ω
S t=0 1H
6Ω
i2
+
9V
i1
+
9V
iL
R2
2Ω
-
-
电工电子技术基础作业
第4 章
一、填空： １. 正弦电压 u 100sin(314t 45 ) V, 其三要素分别是： ( )、（ ）和（ ）。 2．电压 u = 10sin100t V 和电流 i = 2 cos100t A 为 某一元件的电压与电流（关联方向），则该元件可能 是（ ）元件。 3．一无源二端网络，端口电压、电流分别为 u 10sin10t V, i 2sin(10t 135 ) A， 且 同向，则端口的输入阻0.5 A
+
R2
12Ω
电工电子技术基础作业
第3 章
三、电路及其参数如图3-2所示，开关动作前电路 已处稳态，t=0时开关合上，求：电容两端电压uC （t），并绘出uC的响应曲线。
电工电子技术基础作业
第3 章
四、电路如图3-3所示，电路原已处于稳定状态， 试用三要素法求S 闭合后的 i L ， ， 。 1 2
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R +
4
R 10 ， U1 U 2 ， I1 I 2 ， Z1 (5 j 5) ， 同相时 Z 等于多少。 和I Z R jX 。试求 U
2 L 2
I
[ 解] 由于 U1 U 2 ， I1 I 2 ，所以 Z1 Z 2 。
（ 1）
10 30 V ， Z 5 j 5 ，求 I 和 P。 （2） U 30 15 V ， I 3 165 A , 求 R、X 和 P。 5e j 60 V ，求 R、X 和 P。 （3） U Z 100 30 V ， I
（1） u 10 2 sin t V ； （2） u 10 2 sin(t
1
[ 解]
10 0 V 10 V ； U 10 90 V j10 V ； U
10 90 V j10 V ； U 10 135 V 7.07 j 7.07 V U
du 4 106 100 220 2 cos100 t A 88 2 cos100 t m A dt 1 1 104 （ 2） X C C 2 fC 4 i C
10 jX I U 0.1 60 V 79.6 30 V C j 4
1
U 1 ，所以， C 159 F Z 2 j 20 j I2 C
T。 8 [解]（1）由 f 1000 H Z 得 2 f 6280 rad/ s i 100 sin(6280t
) m A 100 sin(6280 0.375 ) m A 100 m A 4 4 （2） i 100 sin(t ) m A 100 sin(1.25 ) m A 0 4 4 （3） i 100 sin(t ) m A 100 sin( ) m A 70.7 m A 4 2 4 2 7 （4） i 100 sin(t ) m A 100 sin( T ) m A 100 m A 4 T 8 4
U 30 15 10 180 I 3 165 P UI cos 30 (3) cos(15 165 ) W 90 W Z
由于 Z R j 20 ； I 5 60
8 j 6 j2 3 j4 220e j 30 V 和 I ( 2 3 j 2) A ， [3.07] 已知正弦量 U 试分别用三角函数式和相量图
220e j 30 V 的三角函数式为 u 220 2 sin(t 30 ) V ； [ 解] U
i1 4 sin(t 30 ) A 。 u2 8 sin(10t 30 ) V 。
[3.05] 试计算下列各正弦量间的相位差。 （1） i1 5sin(t 30 ) A ； （2） u1 5 cos(20t 15 ) V ； （3） u 30 sin(t 45 ) V ；
相位差 1 2
3
( ) 6 3 2
6
3
[3.03] 设 i 100 sin(t
) m A ，试求在下列情况下电流的瞬时值。 4
7
（1） f 1000 H Z ， t 0.375 m s ； （2） t 1.25 rad ； （3） t 90 ； （4） t
[3.09] 指出下列各式哪些是对的，哪些是错的。
U u U j U ， X L ， （2） j L ， （3） X L ， （4） I i I I L di U U I 。 （ 5） u L ， （ 6） X C ， （ 7） C ， （ 8） U dt I I jC j U ，(5) u L di ，(6) U X 。 [解] 对的有(4) I C L dt I
第3章
正弦交流电路
[3.01] 如果两个同频率的正弦电流在某一瞬时都是 5A，两者是否一定同相？其幅值是 否也一定相等？ [解] 设 i1 I m1 sin( t 1 ) ； i2 I m 2 sin(t 2 )
相同时，i 与 Im、 均无关。因此，两电流不一定同相，其幅值也不一定相等。
2 Z R2 X L =10 ； X L L 2 fL 13.6 k ； I
图T3.13
3.13题的图
[3.14] 有一 RLC 串联的交流电路，已知 R X L X C 10 ， I 1A ,试求其两端的
Z 10 ； U Z I 10 V 。
[3.15] 有一 JZ7 型中间继电器，其线圈数据为 380V，50 H Z ，线圈电阻 R=2k，线圈
380 2 13.62
2
mA 27.6 mA ；
arctan
13.6 arctan 6.8 81.63 ； 2
功率因数为 cos 0.145 。
[3.16 ] 电路如图 T3.16 所示，已知 U =220V，R1=10， X L 10 3 ，R2=10，求各 支路个电流和平均功率。
U U 11 0 A 11 60 A I I I 11 3 30 A 2 I 1 2 R1 jX L R2 ； ； 2 平均功率 P I12 R1 I 2 R2 3630W
I
=U/ 0V，则 [ 解] 令 U
3
I
I 2
i 40 cos( t 30 ) A 。
[解]（1） 1 2 30 ( 30 ) 60 （2）因为只有同频率的两个正弦量的相位才可以比较，由于本题中 1 2 ，因此两者 不能进行比较。 （3） i 40 cos( t 30 ) A 40 sin( t 60 ) A ； 1 2 45 60 15 [3.06] 已知复数 A 8 j 6 和 B 3 j 4 。试求： （1）A+B； （2）A-B； （3）A×B； （4）A/B。 [ 解] （1） A B 8 j 6 3 j 4 5 j10 （2） A B 8 j 6 (3 j 4) 11 j 2 （3） A B (8 j 6)(3 j 4) 48 j14 （4） A/ B
U U 127 30 4.04 120 (A) I jX L j10 3.14 90
[3.11] 如图 T3.11 所示电感元件的正弦交流电路中， L 0.1H ， f 50 H Z 。试：
i 4.04 2 sin(100 t 120 )
U
I 1
[3.17] 电路如图 T3.17 所示，已知 u 220 2 sin 314t V ， i1 22 sin(314t 45 ) A ，
i2 11 2 sin(314t 90 ) A ，求各仪表读数及电路参数 R、L、C。
[ 解] 由 u 220 2 sin 314t V ，得 U 220 V 由 i1 22 sin(314t 45 ) A ，得 I1 11 2 A 由 i2 11 2 sin(314t 90 ) A ，得 I 2 11 A 因此，V 的读数为 220V； A1 的读数为 11 2 A； A2 的读数为 11A。 110 A ，所以，A 的读数为 11A。 I I1 I 2 U Z1 10 j10 R j L ， 所以 R 10 ， L 31.8 mH I
2
i
i
u
L
u
C
图T3.11
3.11题的图
图T3.12
3.12题的图
[3.12] 如图 T3.12 所示电容元件的正弦交流电路中， C 4 F ， f 50 H Z 。
u 220 2 sin t V ，求电流 i 。
[解]（1） 2 f 100 rad/ s
。 0.1 60 A ，求U I
[3.04] 已知某正弦交流电压在 t 0 时为 220V，其初相位为 [解] 设 u U m sin(t ) V ，由题意知 既有 220 U m sin
，试求它的有效值。 4
，且 t 0 时 u 220 V 4
U V ，得 U m 220 2 V ，则有效值 U m 220 V 4 2
U
I 1
Z1
+
U 1
I 2
Z2
+
U 2
同相，所以 Z 与 Z 虚部大小相等符 和I 由于 U 1 2
号相反。因此可以得出 Z 2 (5 j 5) 电压 U。 [解] 由题意知 Z R jX L jX C 10 ； 电感 L=43.3H，试求线圈电流及功率因素。 [ 解]
（ 1） U [ 解]
[3.10] 计算下列各题，并说明电路的性质。
10 30 U I A 2 15 A Z 5 j5
P UI cos 10 2 cos(30 15 ) W 10 W 由于 R 5， X X L = 5 ,因此电路呈电感性。
314 50 H Z 2 2
幅值为 I m 50 2 A ，
Im 2
50 A ，初相位为
； 6
幅值为 I m 25 2 A ，
电流 i2 的频率为 f 有效值为 I
314 50 H Z 2 2
Im
25 A ， 初相位为
2 （2）波形图如图 JT3.01 所示，由图中可以看出 i1 超前于 i2 。
表示它们。
(2 3 j 2) A 4 30 A 的三角函数式为 i 4 2 sin(t 30 ) A I