《电工学》上册课后答案解析.pdf

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1、1 电路的基本概念与定律1.5 电 源 有 载 工 作、开路与短路1.5.1在图1中，五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知一a+-a+UJ-+”邱”日幼a邸-4-I图 1:习题1.5.1 图I =-4 A/2=6A，3=1 0 AUi=1 4 0 V U2=3=60 Va =-90小=1试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。2判断哪些元件是电源？哪些是负载？3计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？解:2元件1，2为电源；3，4，5为负载。3尸=。/=1 4 0 x(-4)#=-电 源 发 出 功 率 产E560/乃=必 卜=(-90

2、)x 6=-54 0/凡=U3I3=60 x 1 0 =60 0/rP U J =(-80)x(-4)/=3 2 0/月=I k h =3 0 x 6V =1 80/fP P?=HOOF负载取用功率 尸=凡+4+用=1 1 0 0/两者平衡1.5.2在图2中，已知=3 m A,I 2=1勿4试确定电路元件3中的电流A和其两端 电压区，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。解 首先根据基尔霍夫电流定律列出图2:习题1.5.2图-71 +/2-，3 =0-3 +1 -73=0可求得A =-2 m A,A的实际方向与图中的参考方向相反。根据基尔霍夫电流定律可得&=(3 0 +1 0 x

3、 lO3 x 3 x lO 3)r =60 r电路元件380 V元件3 0 V元件其次确定电源还是负载：1从电压和电流的实际方向判定：电流A从“+”端流出，故为电源；电流A从“+”端 流 出，故为电源；电流/i从“+”端 流 出，故为负载。2从电压和电流的参考方向判别：电路元件3 丛和/3的参考方向相同尸=l h h=60 x（-2）x lO 3F-1 2 0 x lO-3 （负值），故为电源；80 V元件 友和A的 参 考 方 向 相 反 尸-=80 x 1 x10，=80 x lO 3”（正值），故为电源；3 0 V元件 而和/|参考方向相同尸=Uh =3 0 x 3 x 1 0 3 =9

4、0 x1 0-3/（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：P&=同71=10 43 mlf=90mWPR?=尼攵2=20m W =20加”电源发出功率:PE=&+h=(80 +1 2 0)/=2 0 0/z/V负载取用和电阻损耗功率：P=M/i+R Z2+R212=(90 +90 +2 0)/=1 2 2 0 0加历两者平衡1.5.3有 一 直 流 电 源，其 额 定 功 率 为 =2 0 0/，额 定 电 压%=5 0,。内阻扁0.5Q 负载电阻”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 的 电 流

5、及 负 载 电 阻；2开 路 状 态 下 的 电 源 端 电 压；3电 源 短 路 状 态 下 的 电 流。解(1)额 定 电 流LN=-77-A 44负载电阻4 =O =1 2.5QUN 50 jN 4IN(2)电 源 开 路 电 压%=E=%+卜 R。=(50 +4 x 0.5)，=52，(3)电源短路电流/s1.5.4A452=o075=有 一 台 直 流 稳 压 电 源，其额定输出电压为3 0/，额 定 输 出 电 流 为2 4，从空载到 额 定 负 载，其输出电压的变化率为千分之一(即 一 =0.1%),试 求 该 电 源 的 内 阻。UN，UN 解 电源空载电压外即为其电动势，故

6、可 先 求 出%,而后由-E-AQI ,求内 阻 凡 由此得-UNUN%.3030 U0.1%U q =E=30.03F再由uE-Ro/30=30.03-x2得出扁-0.01501.5.6一只H O,、8”的 指 示 灯，现 在 要 接 在3 8 0/的 电 源 上，问 要 串 多大阻值的电 阻？该 电 阻 应 选 多 大 瓦 数 的？解 由 指 示 灯 的 额 定 值 求 额 定 状 态 下 的 电 流 和 电 阻 尼，：人=/=7 3JRNUN _ HO QIN 0.073=1507Q在3 8 0/电源上指示灯仍保持1 1 0,额 定 电 压，所串电阻其额定功率UNIN380-Q=3700

7、Q1100.073PN=R ll =3700 x(0.073)2/=电 6/故可选用额定值为3.7 4 Q、20/的 电 阻。1.5.8图3所 示 的 是 用 变 阻 器 用 调 节 直 流 电 机 励 磁 电 流/的 电 路。设 电 机 励 磁 绕组 的 电 阻 为315Q,其 额 定 电 压 为220嗫 如 果 要 求 励 磁 电 流 在0.35 0.74的范围内变 动，试 在 下 列 三 个 变 阻 器 中 选 用 一 个 合 适 的：(1)1000Q、0.5/；(2)200Q、1/；(3)350Q、1/。解当4=0时当/=0.354时2204+315=丝=630Q0.35R=(630-

8、3 1 5)=315Q因 此，只能选用350Q、的 变 阻 器。图3:习题1.5.8图1.5.1 1图4所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。&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，&的阻值随之而改变，这反映在输出信号小上。在测量前如果把各个电阻调节到&=1 0 0 Q，R=R?2 0 0 Q，照=1 0 0 Q，这 时 满 年=5的电桥平衡条件，=0。在进行测量Ri Ri时,如果测出：(1)Uo=im V；(2)Uo=-m V；试计算两种情况下的&。以极性的改变反映了什么？设电源电压是直流3。解(1)%=+1/图4:习题1.5.1 1

9、图 应用基尔霍夫电压定律可列出：%+为+以=0%+Uo _ uad=0或0=001+S,l-100,0+.03+-o -l a h-I c =25+W O+25=50/50+50+5025-50 A=0.5450100-505025-50504=14A=0.54乙 和 人 的 实 际 方 向 与 图 中 的 参 考 方 向 相 反。2.5.2用 结 点 电压法计 算 图13所 示 电 路 中/点 的 电 位。解+50 VoWORD完美.格式【囹l)2OQo-5OV图1 3:习题2.5.2图5 0-T-5 0VA=10 5=-1 4.+-+5 0 5 2 02.5.3电路如图1 4（a）所 示，

10、试用结点电压法求电阻及上的电压，并计算理想电流源的功率。解图1 4:习题2.5.3图将与44理想电流源串联的电阻除去（短接）和与1 6,理想电压源并联的8Q电阻 除 去（断开），并不影响电阻及上的电压，这样简化后的电路如图1 4（b）所示，由此得”,1 64+-jU=1一4一V =1 2.8/-+i+-14 4 8计算理想电流源的功率时，不能除去4。电阻，其上电压=4 x4，=1 6 F，并由此可得理想电流源上电压%=4+=（1 6 +1 2.8），=2 8,8 F。理想电流源的功率则为Ps=2 8.8 x 4/=1 1 5.2/（发出功率）2.6 叠加定理2.6.1在 图1 5中，（1）当

11、将 开 关S合 在a点 时，求 电 流A、A和 八；（2）当W O R D完 美.格 式将 开 关S合在力点时，利用（1）的结果，用叠加定理计算电流/、A和/3。解WORD完美.格式/;图(1)当将开关S合在a点 时,应用结点电压法计算：U=130 120-十-产1 2 M=100F一 十 一 十 一2 2 4=130-100,，一-A=15 A乙h =120-100,in,-A=10J乙h -100,c一-A=25 月4(2)当将开关S合在5点 时，应用叠加原理计算。在图15(b)中是2 0,电源单独作用时的电路，其中各电流为130/和120/两个电源共同作用(2 0/电源除去)时的各电流即

12、为(1)中的 电 流，于是得出4=4=2+4 3=4彳=二 2八/一 6月2+-2+44-2=2+4 6八 2力h=(15-4)4=11J164/3=(25+h =:(10+6)/=2)A=27AWORD完美.格式2.6.2电路如图16(a)所 示，E =12 k，R =R?=必=用，%=10，若将理想WORD完美.格式电压源除去后 图1 6(b)，试问这时优 等于多少？解图 1 6:习题2.6.2图 将图16(a)分为图16(b)和图16(c)两个叠加的电路，则应有因ab故2.6.3阻)解(1)%=U卜 嗯照R+及+E +凡E=-xl2/=3 M4%=(10-7y3)r =应用叠加原理计算图

13、17(a)所示电路中各支路的电流和各元件(电源和电 两端的电压,并说明功率平衡关系。求各支路 电 流 电压源单独作用时 图17(b)E2AR+R-A =2A1+4WORD完美.格式2E 104A/=245IES=72？，3 =（2+2）A =4 AWORD完美.格式图1 7:习题2.6.3图电流源单独作用时 图17(c)兄，4I，=-4-x l O J =8A照+凡 1 ,+4r 6 0 _ R?T 1*1 0 =2力44 J%=84普=0两者叠加，得八=2/如=(2-8)/=-6力h=寸/阳=(2+0)/=24h=才/阴=(2+2)/=4力IE=9-8)/=-4 A可 见，电流源是电源，电压

14、源是负载。(2)求各元件两端的电压和功率电 流 源 电 压Us=Rx l s+偏 乙=(2 x 10+4 x 4)/=3 6 r各电阻元件上电压可应用欧姆定律求得电流源功率 Ps=Us I s =3 6 x l QI f =3 6 0/fWORD完美.格式（发出）电压源功率 PE=EIE=10 x 4/=40（取 用）电阻用功率 An=Q/2=2 x l（）2/=200/f用 厂=1（损耗）电阻向功率X 62 砂=36”PR2（损耗）WORD完美.格式电阻尼功率 PKA=凡/3 =5 x 2 2/=20/（损耗）3电阻其功率 PR A=偏2=4 x 4 2/=6 4（损耗）两者平衡。2.6.4

15、图18所示的是4-2A T形 网 络，用于电子技术的数模转换中，试用叠加原理证明输出端的电流/为I 气与j（23 +22+21+2 ）oK X L 解 R R R O )图1 8:习题2.6.4图本题应用叠加原理、电阻串并联等效变换及分流公式进行计算求证。任何一个电源队起作用,其他三个短路时5都可化为图19所示的电路。四个电源从右到左依次分别单独作用时在输出端分别得出电流：UR UR UR UR3 7 7 2X43 X83-X16所以TUR、UR、UR、UR3 x 2】ZR x 22 3 x 23 3 x 24=_3 A x 24WORD完美.格式+22+21+2)WORD完美.格式2.7 戴

16、 维 南 定 理 与 诺 顿 定 理2.7.1应用戴维宁定理计算图20(a)中1Q电 阻 中 的 电 流。解 图2 0:习题2.7.1图将 与10力 理 想 电 流 源 串 联 的2Q电阻除去(短接)，该 支 路中 的 电 流 仍 为10月；将 与10理 想 电 压 源 并 联 的5Q电 阻 除 去(断开)，该 两 端 的 电 压 仍 为1 0,。因 此，除 去 这 两 个 电 阻 后 不 会 影 响1Q电阻 中 的 电 流/，但电路可得到简 化 图20(b)，计 算 方 便。应 用 戴 维 宁 定 理 对 图20(b)的 电 路 求 等 效 电 源 的 电 动 势(即 开 路 电 压 功)和

17、内 阻 尼。由图20(c)得%=(4 xlO-10)F=由图20(d)得 所以 30/1Q电阻中的电流扁=40ft _ 30 f1642.7.2应用戴维宁定理计算图21中2Q电 阻 中 的 电 流/。WORD完美.格式 解 WORD完美.格式2Ab图2 1:习题2.7.2图求开路电压乙加和 等 效 电 阻 偏。19-R优加=麻 +&+%=(一 1 X2+0+6”=6,3+b+3 xR=(1+*6)Q=0 4。.n3+6由此得1$=X A42.7.5用戴维宁定理计算图22(a)所 示 电 路 中 的 电 流/。解 图2 2:习题2.7.5WORD完美.格式图(1)用戴维宁定理将图22(a)化 为

18、 等 效 电 源，如 图22(b)所 示。WORD完美.格式(2)由图22(c)计算等效电源的电动势，即开路电压仇%=(20-15 0+120)F =-10F(3)由图22(d)计算等效电源的内阻必扁=0(4)由图22(b)计算电流102.7.7在图23中，(1)试求电流/；(2)计算理想电压源和理想电流源的 功 率，并说明 是取用的还是发出的功率。解_s v Q 6 4 a 03 a 卜 A图2 3:习题2.7.7图(1)应用戴维宁定理计算电流/%加=(3 x 5-5)/=10,4=3 Q(2)理想电压源的电流和功率 35/=4 一 /V(2)/=-0.7 5 44的实际方向与图中相反，流入

19、电压源的+端，故该电压源为负载。PE=3 x 0.7 5 V =3.7 5/f (取用)理想电流源的电压和功率为%=2 x5+3(5 -2)，=WORD完美.格式WORD完美.格式19Vps=19 x5甲=9 5 发出）2.7.8电路如图24(a)所 示，试 计 算 电 阻&上 的 电 流。；(1)用 戴 维 宁 定 理；(2)用诺 顿 定 理。解 图2 4:习题2.7.8图(1)应用戴维宁定理求/心E=加=一 向 /=(3 2-8 x 2)/=16/扁=庶=8。(2)应用诺顿定理求I s =l abs 卷-/M 8-2)/=24Ro 8。二小心58历。取2.7.9电路如图25(a)所 示，当

20、 火=4。时，/=21。求当A =9 Q时，/等 于 多少？解 把 电 路 瑟 以 左 部 分 等 效 为 一 个 电 压 源，如图25(b)所 示，则得I =品+均 由 图2 5(c)求 出1即扁=R2/R.Z 所以1 Q当=9 Q =(4 +R)I=(1 +4)x 2V时=1 0，WORD完美.格式WORD完美.格式10.iK1A(a)(b)(c)图2 5:习题2.7.9图2.7.1 0试求图2 6所示电路中的电流/。解图2 6:习题2.7.1 0图 用戴维宁定理计算。(1)求劭间的开路电压功a点电位可用结点电压法计算4 8 V，=1 6 6/=&/-+-+-6 6 6力点电位2 4Vb=

21、产 3 _v=-2V一 十 一 十 一2 6 3次=E=Va-%)=8 -(-2)VWORD完美.格式=lor（2）求劭间开路后其间的等效内阻功将 电 压 源 短 路 后 可 见，右边三个6 Q电 阻 并 联，左边2。，6 Q，3 Q三个电阻WORD完美.格式也 并 联，而后两者串联，即得扁=1 +_JY kQ=(2+1)0 =3kQ1 4 4 +F -6 6 6 2 6 3(3)求电流/1/；=(3+)x l*=2 xlO M=2成2.7.11两个相同的有源二端网络/和力”联结如图27(a)所 示，测 得 用=4,。若联结 如 图27(b)所 示，则测得A=1力。试求联结如图27(c)所示时

22、电流/i为多少？解()(b)(c)图2 7:习题2.7.11图 有源二端网络可用等效电源代替1先求出等效电源的电动势 和内阻为(1)由图27(a)可 知，有源二端网络相当于开路，于是得开路电压=%=4(2)由图27(b)可 知，有源二端网络相当于短路，于是得短路电流八=Is=1A由开路电压和短路电流可求出等效电源的内阻F 4.&=厂=/=4Q(3)于 是，由图27(c)可求得电流八WORD完美.格式WORD完美.格式0.84WORD完美.格式目录第3章 电路的暂态分析 3第3.2节 储 能 元 件 与 换 路 定贝I.3 第 3.2.1 题3第3.2.2题.4 第 3.3节 RC电路的响应.5

23、第3.3.1 题.5第第3.6.1 题.3.3.3题 13第3、6.2题.14第3,6.4题.5 第第3.6.5题.3.3 4题 17.6 第 3.4节 一 阶 线 性 电 路 暂 态 分 析 的 三 要 素 法.7第3.4.1 题7第3.4.2题8第3.4.3题10 第 3.4.4题11 第 3.4.5题WORD完美.格式1 2 第3.6节 RL电路的响应.13WORD完美.格式List of Figures1习题3.2.1图.32习题3.2.2图.43习题3.3.1图.54习题3.3.3图.65习题3.3.4 图.66习题3.4.1图.77习题3.4.2图.88习题3.4.2 图.99习题

24、3.4.3 图.1010 习题 3.4.4.1111 习题3.4.5.1212 习题3.4.5.1313 习题3.6.1.1414 习题3.6.2.1515 习题3.6.4.1616 习题3.6.5.17WORD完美.格式3 电路的暂态分析3.2 储能元件与换路定则3.2.1图1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/(0+)和稳 态 值 式8).解 图1:习题3.2.1图(1)对 图1(a)所示电路1L(0+)-。(/)=2/=3 42 0+)=9 x 3 4 =1.5 4乙 I 乙i(8)=6 1 ,Q 42 +2(2)对

25、图1(b)所示电路%(。+)-%(0-)=6/WORD完美.格式A=04-5=-26+2-2=o+XI/8TWORD完美.格式(3)对 图1(c)所示电路1L =1L(0-)=6 41L 2=1L 2(0 )=07(0+=ii(0+)-in(O+)=(6 -)0)J =6 4i(oo n(4)对 图1(d)所 示电路4(o+)=%(o -q x2r=3乙T-乙6 一7(0+)=言夕=，7 5 43.2.2图2所 示 电 路 在 换 路 前 处 于 稳 态，试求换路后力，1”和 的 初 始 值 和 稳 态值。解 图2:习题3.2.2图(.Q(”；、1 L1 5 3 0 (1 3 0 11 f),

26、1()1 5 x *3 0 +1 5 I-2 *3 0 +1 5 41 u-)1 U +1 U A+3 0 A1 5 +3 0%(0+)=%(。-)(1 5 1 0 x0.5 =1 0/i o 1 2f s(0+)=力(0+)-)-JL(0+)=(-=A九(0+)=1 0 1 0 3 333 0 Q电 阻 被 短 接，其 中 电 流 的 初 始 值 为 零。WORD完美.格式1L(8)=0uc 5 X 10 V =1 V(5 +2 5)x 10J6 一 (一 6)”8)(10 +5 +2 5)xl O3 x 5*1 0 V =L 5”r =(?1+R /Z R C=0.4 4 xl 0-6s故

27、tuc=1.5 +(1-0.4 4 xl O-6 V1.5)e 6=(1.5 -0.5 4 2 3 x10(2)求1 2 0时的4点 电 位 6 (-6)-1?(0+)-(io +2 5)xl 0 3 xl 0 xl 0 3 V=(6-3.14)f =2.86 F%(-6 _ _6 7-6)1 03 y=(10 +5 +2 5)x l V=(6-3)F =3，故vB=3 +(2.86-3)e-62-3 xi。=(3 -0.14 12 出Mt”注 意：（l）%（0 ）=0，而%（0+）=2.86,=%（0 ）；（2）在 t=0+的 电 路 中，电阻10 4 Q和25m中通过同一电流，两 者 串

28、联，而电阻WORD完 美.格 式5 A Q中 通 过 另 一 电 流，因此它与10 AQ或2 5 AQ不是串联的，在 方=8的电路中 三者才 相 串 联；(3)在t=0+的 电 路中，计算电阻10 AQ或25m中电流的式子是6-(-6)-1（10 +公）xWORD完美.格式(3)求)2 0时4点电位VA?76-(-6)-1 o(0+)(1。+2 5)布 1伊 2 5 0+(-6)/=(7.86-6)f =L86T9 9_ _ _ _ 3 一_ 2 5 史 +(-6)V(10 +5 +2 5)xl 0 3 10=(7.5 -6)，=1.5,故匕=1.5 +(1.86-1.5)e-2-3 x10

29、M r=(1.5 +0.3 6e-2-3 x10 6 f)r3.4.3电路如图9所 示，换 路 前 已 处 于 稳 态，试 求 换 路 后 与0)的“。解 图9:习题3.4.3图 本 题 应 用 三 要 素 法 计 算。(1)确定初始值%(0+)=z/c(0-)xl O(2)确定稳态值间常数“c(-=(3)确定时WORD完美.格式(2 O5 x 1 xl O 3-io)r=IOF.1010 +10i x1 X1。一x2 0 x3 10310=一 5,将 理 想 电 流 源 开 路，理 想 电 压 源 短 路。从 电 容 元 件 两 端 看 进 去 的 等 效 电阻为_20 x(10+10)=2

30、0+(10+10)依=10AOWORD完美.格式故 于 是得出r =R C-10 x 103 x 10 x 10-6s0.1s tUc=c（8）+M（0+）-c（8）e Tt=-5 +10 -（-0.15）e=（-5 +3.4.1 5 8-。，），4有一R C电路 图10(a)，其输入电压如图10(b)所 示。设脉冲宽度T =R C。试求负脉冲的幅度历 等于多大才能在=27时使4=0。设4(0一 )=0。解图1 0:习题3.4.4图由1=0到1=T期间tuc=10（1-re%（T）=10（1-夕1）=6.3 2,由方=T至U-=2 T期间t -WORD完美.格帝c =4+%（7）-U-ye T

31、t=2T=0，时 即2T-U-+限（？）-T=0U-e心+（6.3 2 -么）x 0.3 68U-=-3.68 FW OR D完美.格式3.4.5在 图11中，开 关S先 合 在 位 置1，电 路 处 于 稳 态。方=0时，将 开 关 从 位 置1合 到 位 置2，试 求t=r时4之 值。在 方=r时，又 将 开 关 合 到 位 置1，试 求t=2 x 10一 2 5时之 值。此时再将开关合到2，作出的c变化曲线。充电电路和放电电路的时间常数是否相等？解图1 1:习题3.4.5图(1)2=0时，将开关从1合到24(0一 )=4(0+)=10，tuc 10 er ir j=(20 +10)x 卜

32、 10 6 5=10-2 5=o.O l s103 x 3WORD完美.格式Uc(ri)=10/1 r-10 x 0.368,=3.68FWORD完美.格式(2)t =r时 又 将 开 关 合 到1wt.(Ti)=3.68 V“A0 0)=10V2=1 x1 10 6s 1-AIO 2s=0.0033s103 x 3 3(t -0.01)uc=10+(3.68 10)e 乙-V(t-0.01)=(i o -72)r632e(0.02-0.01)%(0.02s)10-0.0033 V=6.32e=(10-6.3 26 3)，=(10-6.32 xn nrr rr=9.68 r(3)t =0.02

33、s时，再 将 开关合到2(t -0.02)uc=9.68e/vc的 变 化 曲 线 如 图12所 示。图1 2:习题3.4.5图3.6 RL电路的响应WORD 完美.格式3.6.1在图 13 中，/=2 Q，尼=1 Q，4=0.0 1 ，4=0.0 2 ，=6,。（1）试 求S闭合后电路中电流/和f 2的变化规律；（2）当闭合S后电路到达稳定状态时再 闭合国，试 求 右 和 的 变 化 规 律。WORD完美.格式图1 3:习题3.6.1图(1)当开关&闭合前，/1 (0-)=/2(0-)=0,故以零状态响应计算，即WORD完美.格式i式中71=故i-4(1-e电路到达稳态时，(2)到达稳态时闭

34、合与后，4(8)济=1=于是得出i=3)eh =0)et=122 =-&+-戏(1-71)L +Z/2 0.0 1+0.0 2 八入+用 1 +2 S=0-0 1S6 _ _ _ J：7 0.0 1)A=2(1 皆 )A1 1 乙6(8)=/2(8)=247i(0+)=，2(。+)=2/。闭合$后到达稳态时,3AJ2()=0时间常数分别为3=4=-5=0.0 0 5sK LrZ2 0.0 2 n n o2-万一 s-0.0 2st 3+(20.0 0 5=(3-e 20 0 t Mt,02 A=2 6 5 0?0 +(2-3.6.2电 路 如 图14所 示，在 换 路 前 已 处 于 稳 态。

35、当 将 开 关 从1的 位 置 扳 到2的位置后，试 求 了 和 几 WORD完美.格式图1 4:习题3.6.2图(1)确定初始值A O )=-3=三q 4Y 511L(0+)in(0-)=9-1 x(=)A A2+1 5 5在此注意，/(0+)=7(0-)。0+)由基尔霍夫电压定律计算，即3=x/(0+)+2；(0+)-。(0+)3=7(0+)+2，昌+)+1 53=3/(0+孕+5/()+)45(2)确定稳态值,/、2 9,62/(O O)-年 4 =4L 2+1 5 5(3)确定时间常数WORD完美.格式WORD完美.格式=Z-=-3-G =9R。+52 +1于是得i=式8)+7(0+)

36、;(a)e ，59 1 f 9-小)6 939 At1.8)A=(1.2-1.8)A5)3.6.4电路如图15所 示，试用三要素法求t NO时 的 力，为及力，。换路前电路已欠 于 稳 态。解()l 2 V9 V o图1 5:习题3.6.4图(1)确定初始值打(0+(0-)注 意：力和，2的 初 始 值 应 按1=0+的 电 路 计 算，不 是 由1=0 _的 电 路 计算。由1=0+的电路应用基尔霍夫定律列出7.(0+)+/2(0+)=iLWORD完美.格式解之得WORD完美.格式（0+）=267i（0+）-3；2（0+）=12-9=3 1（。+）=，2（。+）=1A(2)确定稳态值稳态时电

37、感元件可视为短路，故6(8)=2=2460(8)=Q=31L(刃)=6(8)+/2(o o)=(2+3)/=5A(3)确定时间常数L 1 一 方=c 百 s=0.5sRo 6 x 36+3于是得出ti=2)e 2+(1-0,5=(2-e-2f)At-0 75=(3-2-A12=3)e 3+(1-t蓝 4 =(5-3 e-2 t)Ah=5)e 5+(2-3.6.5当 具 有 电 阻？=1Q及 电 感/=0.2的 电 磁 继 电 器 线 圈(图1 6)中 的 电 流/=30 4时，继 电 器 即 动 作 而 将 电 源 切 断。设负载 电 阻 和 线 路 电 阻 分 别 为RL=20 Q和/=1

38、Q，直流电源电压=220,，试问当负载被短路后，需要经过多少时间继电器才能将电源切断？解WORD完美.格式WORD完美.格式图1 6:习题3.6.5图晨0+)1 +20+1A=104i(8)1=/=110=1 I1于是得t/=110+(10-QA A=(110-lOOe-l 0 t)A110)Je当 了 =30J时30=110100e-10fiot_ 110 30=-fet=YQ Qs 0.02s8经过0.02碗电器动作而将电源切断。WORD完美.格式WORD完美.格式目录第4章 正 弦 交 流 电 路 3第4.3节单一参数的交流电路.3 第 4.3.2题.3 第4.4节 电 阻、电感与电容元

39、件串联的交流电路.4第4.4.2题4 第4.4.3题4 第4.4.4题5 第4.4.5题5 第4.4.6题6 第4.4.7题6 第4.4.8题7 第4.4.9题8 第4.4.11 题.8 第4.5节 阻抗的串联与并联.9 第4.5.1 题9 第4.5.3题1 0 第4.5.4题I I 第WORD完美.格式4.5.5题1 2第4.5.6题1 3第4.5.7题1 3第4.5.11题1 4第4.5.12题.1 5第4.7节 交流电路的频率特性.16 第 4.7.4题1 6第4.7.5题1 7第4.7.6题.1 7第4.8节 功率因数的提高.19第4.8.2题.19第 4.8.3题.20WORD完美.

40、格式List of Figures1 习题4.3.2 32 习题4.3.2 33 习题4.4.6 64 习题4.4.7 75 习题4.4.8 76 习题4.4.9 87 习题4.5.1 108 习题4.5.3 119 习题4.5.4 1110 习题4.5.5 1211 习题4.5.6 1312 习题4.5.7 1413 习题4.5.11.1414 习题4.5.12.1515 习题4.7.5 1716 习题4.7.6 1817 习题4.8.2 1918 习题4.8.3 20WORD完美.格式4 正 弦 交 流 电 路4.3 单一参数的交流电路4.3.2在电容为64尸的电容器两端加一正弦电压=22

41、0 2 sin 314T T压和 电 流 的 参 考 方 向 如 图1所 示，试 计 算 在t t =和t =的电流和电压的 大 小。解电压与电流的正弦曲线如图2所 示。/，设电,瞬间图1:习题4.3.2图图2:习题4.3.2图Un,=220 2V U=220TWORD完美.格式uI=宁=勿 C=220 X 314 x 64 x610 1=4.4243cWORD完美.格式(1)tZ时6u(2)t(3)tsi n(2万iZ时4usi n(2万Z时2u -4.42201 X -f tT 6_ 厂4.4 2 2 s in(6 0 2 2 01 X4T-4.4 2 2 s in(90 2 2 0 s

42、in(2族17T)，=2 2 01 1 0+90 )AT)，=2 2 02 2 0+90 )AT一 注4.4 2 2 s in(1 8 0 2 s in 6 0 V6，2.2 1 2A0=2 s in 1 8 0 V=0+90 )A =-4.4 2 2A电 阻、电感与电容 元 件 串 联 的 交 流 电 路4.4.2有 一6Vo -1 0/交 流 接 触 器，其 线 圈 数 据 为380/、3 0加、5 0 z，线 圈 电 阻1.6AQ，试求线圈电感。解这是也串联电路，其阻抗模为/=。R2+S)2=U-,1 q,茂90QQ=1 2 70 0 Q =12.7k Q3 0 xio-3I v 0型

43、K 5一.6 2一。3=4。5 04.4.3一个线圈接在=1 2 0,的直流电源上，/=2 0 4；若接在f=5 0 z，U =2 2 0/的交流电源上，则/=2 8.24。试求线圈的电阻4和 电 感 。解接在直流电源上电感/不起作用，故电阻4 =WORD完美.格式120 20=Q=6 Q。接在交流电 源 上 时，P-220/Z/=#+-=祟 Q =7.8QTT1 Zb.Lj（口）2 =_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _L q工啰一招 J唳=15.M2/f /2/x50WORD完美.格式4.4.4有一JZ7型 中 间 继 电 器，其线圈数据为3 8 0/、5 0 z，线圈电阻2 m，线

44、圈电 感4 3.3，试 求 线 圈 电 流 及 功 率 因 数。解 线圈阻抗为Z =R+j L=(2 x 1。3 +/2 万 x 5 0 x 4 3.3)Q =1 3.8 x1 0 3/8 1.6 QU/J7I =3 8 01 3.8 x1 03A=2 7.6 m Ac os 0c os 8 1.6 =0.1 54.4.5a光 灯 管 与 镇 流 器 串 联 接 到 交 流 电 压 上，可 看 作 应 串 联 电 路。如 已 知 某 灯管 的 等 效 电 阻 凡 =2 8 0 Q )镇 流 器 的 电 阻 和 电 感 分 别 为 尼=2 0 Q和/=1.6 5，电源电压=2 2 0 T，试 求

45、 电 路 中 的 电 流 和 灯 管 两 端 与 镇 流 器 上 的 电压。这两个 电压加起来是否等于2 2 0,?电源频率为5 0/。解 电路总阻抗Z =(凡+睑)+J6 JL=(2 8 0 +2 0)+，2万 x 5 0 x1.6 5。=(3 0 0 +j5 1 8)Q =5 99Z 5 9.9 Q电路中电流人/7 5 99=0.3 6 74灯管两端电压UR=RI =2 8 0 x 0.3 6 7/=1 0 3 r镇流器的阻抗4=房+j 3 L=(2 +75 1 8)0 =5 1 8/8 7.8 0镇流器电压因为小WORD完美.格式U+190)F=293 r2l +/2 不 能 有 效 值

46、 相 加。220/z2518x0367V190Vu2103WORD完美.格式4.4.6无 源 二 端 网 络(图3)输入端的电夕和电流为u =2 2 0/2i=4,r 23 3 s in(3 1 41+)rs in 4 1 -)4试 求 此 二 端 网 络 由 两 个 元 件 串 联 的 等 效 电 路 和 元 件 的 参 数 值，并求二端网络的功 率 因 数 及 揄 入 的 有 功 功 率 和 无 功 功 率。解 二端网络阻抗为o+ua无源二端网络图3:习题4.4.6图Z=p-=2 2 0/2 0 Q =5 0/5 3 Q =(3 0 +/4 0)。1*4.4 Z-d o则其参数为=3 0

47、Q 莅=4 0 Q由此得出电感 Z =0.1 2 7功率因数为 幻 3 14输入的有功功率为P=U I c os 0 =2 2 0 x 4.4 x 0.6必无功功率为=5 8 0/Q=/s in。=XL 12=4 0 x 4,4 2 va r=774 va r4.4.7有一R C串 联 电 路，如图4(a)所 示，电 源电压为“，电阻和电容上的电压分别WORD完美.格式为必?和“，已知电路阻抗模为2 0 0 0。，频 率 为1 0 0 0 z，并设与4之间的相位差为30,试求?和C，并 说 明 在 相 位 上 比 娓 前 还 是 滞 后。解 按题意做电压和电流的相量图 图4(b)，由相量图可见

48、WORD完美.格式R=/Z /c os 6 0 0 =(2 0 0 0 x 0.5)Q=1 0 0 0 0Xc=/Z/s in 6 0 =(2 0 0 0 x 0.8 6 6)。=1 73 2 0C=一=-F=0.iiFXc(d 1 73 2 x 2/x 1 0 0 0 c滞后于“3 0 4.4.8图5(a)是一移相电路。如果C =0.0 1/T7，输入电压1 =2 s in 6 2 8 0 tV 今 欲使输出电压2在相位上前移6 0 ，问应配多大的电阻4?此时输出电压 的 有 效 值 等 于 多 少？解按题意做电压和电流的相量图 图5(b)，由相量图可见，(a)(b)WORD完美.格式WOR

49、D完美.格式图5:习 题4.4.8图仿=公=A c os 6 0 =1 x 0.5 r=0.5t a n 3 0 夕=勺=-。-=R x 6 2 8 0 x 0.0 1 x 1 0 6Uc/c 16 2 8 0 x 0.0 1 xio-6由上式可求出R=9.2 A Q4.4.9图6（a）是一移相电路。已知A =1 0 0 Q，输入信号频率为5 0 0 z。如要求输出 电压2与输入电压 1间的相位差为4 5 ，试求电容值。同上题比较，“2与”1在相 位 上（滞后和超前）有何不同？解做电压和电流的相量图 图6（b），由相量图可见图6:习题4.4.9图t a n 4 5 擎=与=-丫-=C x 2

50、7 x 5 0 0 x 1 0 02 /x 5 0 0 xC由上式可求出 C=3.1 8 尸上题从电阻上输出,2超前于幼；本题从电容上输出,2滞 后 于 4.4.1 1有一2 2 0,、6 0 0的电炉，不得不用在3 8 0/的电源上。欲使电炉的电压保持在2 2 0,的额定值，（1）应和它串联多大的电阻？或（2）应和它串联感抗为多大的WORD完美.格式电 感 线 圈（其 电 阻 可 忽 略 不 计）？（3）从 效 率 和 功 率 因 数 上 比 较 上 述 两 种 方法。串 联 电 容 器 是 否 也 可 以？解 WORD完美.格式(1)电炉的额定电流串联的电阻380-R=J；Q=58.7Q乙