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1、-电工学上册习题册习题参考解答-第 - 11 - 页第一部分 电路基本概念、定理与分析方法(教材第1、2章)1、在如图1.11所示电路中,试分别计算在开关S断开和闭合两种状态下A点的电位。图解: 设由20KW KW电阻的电流为I,则当S断开时:当S闭合时:2、对如图1.12所示电路,求各点电位,。解: 设b为参考点,则3、在如图1.13所示电路中,求电压。解: 设通过10W电阻由上向下的电流为,通过5W电阻由上向下的电流为,则由KCL知所以4、在如图1.14所示电路中,已知,。求其余电流,和。解: 由KCL可得5、在图1.15所示电路中,若欲使指示灯上的电压和电流分别为12V和,试求电源电压。
2、解: 综合运用KVL与KCL,可得6、如图所示电路中,已知,。(1)求电阻R中的电流I;(2)计算理想电压源中的电流,理想电流源两端的电压;(3)分析电路的功率平衡。解: (1) 由电源的性质及电源的等效变换可得(可将电路化为图1.16-B的形式)(2) 由原图可得理想电压源中的电流理想电流源两端的电压(3)由计算可知,本例中理想电压源与理想电流源都是电源,发出的功率分别是各个电阻所消耗的功率分别是可知即两者平衡7、电路如图1.17所示,已知,和。试求各支路电流。解: 该电路有6条支路,5个未知电流数,故需列5个方程。选择回路电压计算与电流方向如下图所示,则有个节点电流方程为选择不含电流源的回
3、路列写所需的另外2个回路电压方程联解上述方程组则可求得所需的支路电流。8、电路如图1.18所示,已知,。试用叠加原理求,。解: 当E单独作用时当单独作用时所以,由叠加定理有9、如图1.19所示电路中,已知,。试用戴维宁定理求检流计中的电流。解: 对本题,先求其戴维宁等效电路(1)求开路电压(如下图所示)(2)求等效内阻R0(如下图所示)(3)可将原电路化为如下图所示电路,有10、在如图1.20所示电路中,当时,。求当时,等于多少。解: 将原电路除R外的部分用其戴维宁等效电路代替,则等效电路的内阻为由已知条件可知,当R9W时,有第二部分 一阶电路的暂态分析(教材第3章-电路的暂态分析)1解:时,
4、电容处于开路,故由换路定律得:换路后一瞬间,两电阻为串联,总电压为。所以 再由节点的KCL方程得:2解:时电容处于开路,电感处于短路,电阻与电阻相并联,所以由换路定律得:由KVL得开关电压:3解:当时,时间常数初始值若开关S2没有接通,达到稳态时由三要素公式得 (1)当时,电路时间常数发生变化, 由式(1)得1s时的电压值 稳态值 由三要素公式得图3(b)电路4 解:由换路定律得,达到稳态时电感处于短路,故求等效电阻的电路如图(b)所示。图4(b)电路等效电阻时间常数后电路为零状态响应,故电感电流为:5解:时电容处于开路,由换路定律得:电容又处于开路,等效电阻时间常数由三要素公式得:所以 V6
5、解:当时,列写节点方程求原始值解得由换路定律得换路后的电路如图(b)所示。图6(b)电路列写节点方程得:解得稳态时,电感处于短路,所以 等效电阻时间常数由三要素公式得: A7解:当时,电容处于开路,列写节点电压方程求原始值解得,由换路定律得:电容又处于开路,再列写节点电压方程如下:解得:求等效电阻的电路如图(b)所示。图7(b)电路时间常数由三要素公式得: V8解:由换路定律得:求稳态值的电路如图(b)所示。图8(b)电路,图8(c)电路求等效电阻的电路如图(c)所示。等效电阻时间常数 由三要素公式得: 9 解:当时,电容处于开路,由换路定律得:电容又处于开路求等效电阻的电路如图(b)所示。图
6、9(b)电路等效电阻时间常数由三要素公式得 (1)设时,。由式(1)得:, 解得: 第三部分 正弦交流电路-1(教材第4章)1、有一RC串联电路,电源电压为u,电阻和电容上的电压分别为和,已知电路阻抗模为2000,频率为1000Hz,并设u和间的相位差为30o,求R和C,并说明在相位上uC比u超前还是落后。解:设电源电压为 (1) 从(1)可知 (2) 落后30o (3) (4)将(4)带入(1)得:R=1000 2、解:因为元件是并联,所以每个元件上的电压都相同。则又因为: 3、解:设;A0读数是10A。V0读数是V。4、解:设参考相量 由KCL得: 再由KVL得: 对节点1,由KCL得:再
7、由KVL得:5、解:设参考相量则:6、解:(a) 因为R的电压与L的电压方向垂直,由电压三角形关系可得: (b) 因为L和C并联,电压相差180o,因此由KCL定理有:第三部分 正弦交流电路-2 (教材第5章)1、解:(1) 因为负载与电源间为三相四线制连接,即有中性线的Y形接法,负载各相电压对称,相电压 设为参考相量,则负载各相电压相量为各相负载不对称,故各相电流为各相电流相量为中性线电流为电压、电流相量图如图所示(2) 如果无中性线。采用结点电压法,则负载中线点与电源中性点电压为此时负载各相电压分别为(3) 如果无中性线,且相短路,则负载各相电压为负载各相电流为电压、电流相量图如图所示(4
8、) 如果无中性线,且相断路,则、串联于线电压中,则(5) 在(3)中有中性线,相短路,则相熔断器因电流过大而熔断;相和相不受影响,其电流、电压与(1)中相同。在(4)中有中性线,相断路,则相无电压和电流;相和相不受影响,电流、电压与(1)中相同。2、解:由于星形联结和三角形联结两组电阻性负载皆为对称性负载,则星形联结 三角形联结 设相电压为参考相量,则超前,与同相,与 同相,而滞后于,故与同相,其电压与电流的相量图如图所示。 所以3 、解:根据有功功率功率公式,则线电流 相电流 第四部分 磁路与电机(第6、7、10章-磁路与铁心线圈电路、交流电动机及继电接触器控制系统)1、将:的扬声器接在输出
9、变压器的副绕组,已知,信号源电动势有效值,内阻,求信号源输出的功率。解:变压器原边等效负载阻抗为:则:信号源输出的电流为:信号源输出的功率为:2、容量为154VA的控制变压器如图:原绕组为220V,副绕组有两个,额定电压分别为110V和22V,22V绕组负担44VA,余下由110V绕组负担,求:这三个绕组的额定电流。 110V220V 22V解:可得:3、已知Y132S-4型三相异步电动机的额定技术数据如下:电源频率为50Hz。试求额定状态下的转差率SN、电流IN和转矩TN,以及起动转矩Tst、和最大转矩Tmax。功率 转速 电压 效率 COS Tst/TN Tmax/TN 解:,4、一台三相
10、异步电动机电源频率为50Hz,额定数据如下: 功率转速电压效率功率因数Ist/INTst/TNTmax/TN45kW 1480r/min380V% 87.0 2.2 求:(1)额定电流和启动电流(2)额定转差率(3)额定转矩、最大转矩和启动转矩解:(1)额定电流为:(2)由铭牌数据可得,同步转速n01500r/min转差率为:(3)各额定转矩为:5、电源频率为50Hz的一台三相异步电动机的额定数据如下:功率 转速 电压效率 功率因数Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 5.5kW 1440r/min380V8% 4 7.0 2.22.2 求:(1)额定电流和启动电流(2)额定转差率(3)
11、额定转矩、最大转矩和启动转矩 解:(1)额定电流为: 启动电流为:(2)由铭牌数据可得,同步转速转差率为:(3)各额定转矩为:6、三相异步电动机的正反转控制电路如下图所示。(1)试将线路补充完整。(包括连线和电器图形符号)(2)在补充完整后的图中指出自锁及互锁触点。KMFFRFRKMRFUQM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C解:(1)线路补充见下图中(1),(2),(3),(4)虚线所示 (2)自锁及互锁触点见下图所示。互锁触点自锁触点,(4)(2)KMRKMFFUFRFRKMRQKMFM3 KMFKMRSBFKMRKMFSBRSBA B C(1)(3)7、设计两台电动机M1、M2按顺序起动的控制电路。 QFU1 SB1 SB2 KM1 FR1 FU2 FU3 KM1 KM1 KM1 KM2 FR2 FR1 FR2 SB1 SB2 KM2 KM2 M23M13解: QFU1 FU2 FR SB3KM KM FR SB1 SB2 SB4 KM SB5 M38、图所示为三相异步电动机控制电路,分析此电路完成什么控制,图中各按钮分别作什么用,并说明动作过程。解:Q总开关SB1 SB2 完成两地停机控制SB3完成点动控制 SB4 SB5完成两地起动并互锁控制FU1 FU2 完成主电路和辅助电路的电路保护FR 过载保护动作过程(略)