《电工学》第六版上下册课后答案
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3P1=U1I1=140×(−4)W=−560W P2=U2I2=(−90)×6W=−540W P3=U3I3=60×10W=600W
P4=U4I1=(−80)×(−4)W=320WP5=U5I2=30×6W=180W
P1+P2=1100W
负载取用功率P=P3+P4+P5=1100W
两者平衡
电源发出功率PE=
1、5、2
在图2中,已知I1=3mA,I2=1mA、试确定电路元件3中得电流I3与其两端电压U3,并说明它就是电源还就是负载。校验整个电路得功率就是否平衡。
[解]首先根据基尔霍夫电流定律列出
图2:习题1、5、2图
−I1+I2−I3=0
−3+1−I3=0
可求得I3=−2mA,I3得实际方向与图中得参考方向相反。根据基尔霍夫电流定律可得
图3所示得就是用变阻器R调节直流电机励磁电流If得电路。设电机励磁绕组得电阻为315Ω,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0、35∼0、7A得范围内变动,试在下列三个变阻器中选用一个合适得:
(1)1000Ω、0、5A;(2)200Ω、1A;(3)350Ω、1A。
[解]
当R=0时
当I=0、35A时
Uab+Ubd+Uda=0
Uab+Uo−Uad=0
或
U
Rx+R3
U
Rx+Uo−2=0
3Rx
Rx源自文库100
+0、001−1、5=0
解之得
Rx=99、867Ω
因零件缩短而使Rx阻值减小,即
(2)Uo=−1mV
同理
∆Rx=(99、867−100)Ω=−0、133Ω
3Rx
Rx+100−
0、001−1、5=0
Rx=100、133Ω
I=PNN
8UN
=A=0、073ARN=
110IN
110
=Ω=1507Ω
0、073
在380V电源上指示灯仍保持110V额定电压,所串电阻
其额定功率
R=U−UN
IN
=380−110
0、073
Ω=3700Ω
PN=RI2
=3700×(0、073)2W=19、6W
故可选用额定值为3、7KΩ、20W得电阻。
1、5、8
因零件伸长而使Rx阻值增大,即
∆Rx=(100、133−100)Ω=+0、133Ω
Uo极性得变化反映了零件得伸长与缩短。
1、5、12
图5就是电源有载工作得电路。电源得电动势E=220V,内阻R0=0、2Ω;负载电阻R1=10Ω,R2=6、67Ω;线路电阻Rl=0、1Ω。试求负载电阻R2并联前后:(1)电路中电流I;(2)电源端电压U1与负载端电压U2;(3)负载功率P。当负载增大时,总得负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端与负载端得电压就是如何变化得？
[解]R2并联前,电路总电阻
1电路得基本概念与定律
1、5电源有载工作、开路与短路
1、5、1
在图1中,五个元件代表电源与负载。电流与电压得参考方向如图中所示。今通过实验测量得知
1试标出各电流得实际方向与各电压得实际极性。
2判断哪些元件就是电源？哪些就是负载？
3计算各元件得功率,电源发出得功率与负载取用得功率就是否平衡？
[解]:
2元件1,2为电源;3,4,5为负载。
PR1=R1I1=10×3mW=90mW
22
PR2=R2I2=20×1mW=20mW
电源发出功率:
PE=U2I2+U3I3=(80+120)mW=200mW
负载取用与电阻损耗功率:
P=U1I1+R1I2+R2I2=(90+90+20)mW=200mW
12
两者平衡
1、5、3
有一直流电源,其额定功率PN=200W,额定电压UN=50V。内阻R0=
0、5Ω,负载电阻R可以调节。其电路如教材图1、5、1所示试求:
1额定工作状态下得电流及负载电阻;
2开路状态下得电源端电压;
3电源短路状态下得电流。
[解]
PN
(1)额定电流IN=
UN
200
=
50
A=4A,负载电阻R=UN
IN
50
=Ω=12、5Ω
4
(2)电源开路电压U0=E=UN+INR0=(50+4×0、5)V=52V
E
(3)电源短路电流IS=
R0
52
=
0、5
A=104A
1、5、4
有一台直流稳压电源,其额定输出电压为30V,额定输出电流为2A,从空载到额定负载,其输出电压得变化率为千分之一
(即∆U=U0−UN
UN
=0、1%),试求该电源得内阻。
[解]电源空载电压U0即为其电动势E,故可先求出U0,而后由U=E−R0I,求
220
I=
315
=0、7A
R+315=
220
0、35
=630Ω
R=(630−315)=315Ω
因此,只能选用350Ω、1A得变阻器。
图3:习题1、5、8图
1、5、11
图4所示得就是电阻应变仪中测量电桥得原理电路。Rx就是电阻应变片,粘附在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx得阻值随之而改变,这反映在输出信号Uo上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx=100Ω,R1=R2=
Rx
200Ω,R3=100Ω,这时满足
R3
时,如果测出:
=R1
R2
得电桥平衡条件,Uo=0。在进行测量
(1)Uo=+1mV;(2)Uo=−1mV;试计算两种情况下得∆Rx。Uo极性得改变反映了什么？设电源电压U就是直流3V。
[解](1)Uo=+1mV
图4:习题1、5、11图应用基尔霍夫电压定律可列出:
U3=(30+10×103×3×10−3)V=60V
其次确定电源还就是负载:
1从电压与电流得实际方向判定:
电路元件3
80V元件
30V元件
电流I3从“+”端流出,故为电源;
电流I2从“+”端流出,故为电源;电流I1从“+”端流出,故为负载。
2从电压与电流得参考方向判别:
电路元件3U3与I3得参考方向相同P=U3I3=60×(−2)×10−3W=
−120×10−3W(负值),故为电源;
80V元件U2与I2得参考方向相反P=U2I2=80×1×10−3W=
80×10−3W(正值),故为电源;
30V元件U1与I1参考方向相同P=U1I1=30×3×10−3W=90×
10−3W(正值),故为负载。
两者结果一致。最后校验功率平衡:电阻消耗功率:
22
内阻R0。
由此得
U0−UN
UN
U0−30
30
=∆U
=0、1%
U0=E=30、03V
再由
U=E−R0I
30=30、03−R0×2
得出
R0=0、015Ω
1、5、6
一只110V、8W得指示灯,现在要接在380V得电源上,问要串多大阻值得电阻？该电阻应选多大瓦数得？
[解]由指示灯得额定值求额定状态下得电流IN与电阻RN:
P4=U4I1=(−80)×(−4)W=320WP5=U5I2=30×6W=180W
P1+P2=1100W
负载取用功率P=P3+P4+P5=1100W
两者平衡
电源发出功率PE=
1、5、2
在图2中,已知I1=3mA,I2=1mA、试确定电路元件3中得电流I3与其两端电压U3,并说明它就是电源还就是负载。校验整个电路得功率就是否平衡。
[解]首先根据基尔霍夫电流定律列出
图2:习题1、5、2图
−I1+I2−I3=0
−3+1−I3=0
可求得I3=−2mA,I3得实际方向与图中得参考方向相反。根据基尔霍夫电流定律可得
图3所示得就是用变阻器R调节直流电机励磁电流If得电路。设电机励磁绕组得电阻为315Ω,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0、35∼0、7A得范围内变动,试在下列三个变阻器中选用一个合适得:
(1)1000Ω、0、5A;(2)200Ω、1A;(3)350Ω、1A。
[解]
当R=0时
当I=0、35A时
Uab+Ubd+Uda=0
Uab+Uo−Uad=0
或
U
Rx+R3
U
Rx+Uo−2=0
3Rx
Rx源自文库100
+0、001−1、5=0
解之得
Rx=99、867Ω
因零件缩短而使Rx阻值减小,即
(2)Uo=−1mV
同理
∆Rx=(99、867−100)Ω=−0、133Ω
3Rx
Rx+100−
0、001−1、5=0
Rx=100、133Ω
I=PNN
8UN
=A=0、073ARN=
110IN
110
=Ω=1507Ω
0、073
在380V电源上指示灯仍保持110V额定电压,所串电阻
其额定功率
R=U−UN
IN
=380−110
0、073
Ω=3700Ω
PN=RI2
=3700×(0、073)2W=19、6W
故可选用额定值为3、7KΩ、20W得电阻。
1、5、8
因零件伸长而使Rx阻值增大,即
∆Rx=(100、133−100)Ω=+0、133Ω
Uo极性得变化反映了零件得伸长与缩短。
1、5、12
图5就是电源有载工作得电路。电源得电动势E=220V,内阻R0=0、2Ω;负载电阻R1=10Ω,R2=6、67Ω;线路电阻Rl=0、1Ω。试求负载电阻R2并联前后:(1)电路中电流I;(2)电源端电压U1与负载端电压U2;(3)负载功率P。当负载增大时,总得负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端与负载端得电压就是如何变化得？
[解]R2并联前,电路总电阻
1电路得基本概念与定律
1、5电源有载工作、开路与短路
1、5、1
在图1中,五个元件代表电源与负载。电流与电压得参考方向如图中所示。今通过实验测量得知
1试标出各电流得实际方向与各电压得实际极性。
2判断哪些元件就是电源？哪些就是负载？
3计算各元件得功率,电源发出得功率与负载取用得功率就是否平衡？
[解]:
2元件1,2为电源;3,4,5为负载。
PR1=R1I1=10×3mW=90mW
22
PR2=R2I2=20×1mW=20mW
电源发出功率:
PE=U2I2+U3I3=(80+120)mW=200mW
负载取用与电阻损耗功率:
P=U1I1+R1I2+R2I2=(90+90+20)mW=200mW
12
两者平衡
1、5、3
有一直流电源,其额定功率PN=200W,额定电压UN=50V。内阻R0=
0、5Ω,负载电阻R可以调节。其电路如教材图1、5、1所示试求:
1额定工作状态下得电流及负载电阻;
2开路状态下得电源端电压;
3电源短路状态下得电流。
[解]
PN
(1)额定电流IN=
UN
200
=
50
A=4A,负载电阻R=UN
IN
50
=Ω=12、5Ω
4
(2)电源开路电压U0=E=UN+INR0=(50+4×0、5)V=52V
E
(3)电源短路电流IS=
R0
52
=
0、5
A=104A
1、5、4
有一台直流稳压电源,其额定输出电压为30V,额定输出电流为2A,从空载到额定负载,其输出电压得变化率为千分之一
(即∆U=U0−UN
UN
=0、1%),试求该电源得内阻。
[解]电源空载电压U0即为其电动势E,故可先求出U0,而后由U=E−R0I,求
220
I=
315
=0、7A
R+315=
220
0、35
=630Ω
R=(630−315)=315Ω
因此,只能选用350Ω、1A得变阻器。
图3:习题1、5、8图
1、5、11
图4所示得就是电阻应变仪中测量电桥得原理电路。Rx就是电阻应变片,粘附在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx得阻值随之而改变,这反映在输出信号Uo上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx=100Ω,R1=R2=
Rx
200Ω,R3=100Ω,这时满足
R3
时,如果测出:
=R1
R2
得电桥平衡条件,Uo=0。在进行测量
(1)Uo=+1mV;(2)Uo=−1mV;试计算两种情况下得∆Rx。Uo极性得改变反映了什么？设电源电压U就是直流3V。
[解](1)Uo=+1mV
图4:习题1、5、11图应用基尔霍夫电压定律可列出:
U3=(30+10×103×3×10−3)V=60V
其次确定电源还就是负载:
1从电压与电流得实际方向判定:
电路元件3
80V元件
30V元件
电流I3从“+”端流出,故为电源;
电流I2从“+”端流出,故为电源;电流I1从“+”端流出,故为负载。
2从电压与电流得参考方向判别:
电路元件3U3与I3得参考方向相同P=U3I3=60×(−2)×10−3W=
−120×10−3W(负值),故为电源;
80V元件U2与I2得参考方向相反P=U2I2=80×1×10−3W=
80×10−3W(正值),故为电源;
30V元件U1与I1参考方向相同P=U1I1=30×3×10−3W=90×
10−3W(正值),故为负载。
两者结果一致。最后校验功率平衡:电阻消耗功率:
22
内阻R0。
由此得
U0−UN
UN
U0−30
30
=∆U
=0、1%
U0=E=30、03V
再由
U=E−R0I
30=30、03−R0×2
得出
R0=0、015Ω
1、5、6
一只110V、8W得指示灯,现在要接在380V得电源上,问要串多大阻值得电阻？该电阻应选多大瓦数得？
[解]由指示灯得额定值求额定状态下得电流IN与电阻RN: