《电工学作业辅导》PPT课件.ppt

电工学（上）,作 业 辅 导,第2章 电路的分析方法,第4章 正弦交流电路,第1章 电路的基本概念和基本定律,第3章 电路的暂态分析,第5章 三相电路,第 1 章,电路的基本概念和基本定律,I3的实际方向与图中的参考方向相反。,U3和I3的参考方向相同，,习题1.5.2（P26页）,如图电路，已知I1=3mA,I2=1mA,试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3， 并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率平衡。,【解】,根据基尔霍夫电流定律列出,根据基尔霍夫电压定律可得,确定电源还是负载：,（1）从电压和电流 的实际方向判别：,电路元件3,电流I3从“+”端流出，故为电源；,80V元件,30V元件,电流I2从“+”端流出，故为电源；,电流I1从“+”端流入，故为负载；,（2）从电压和电流的参考方向判别：,电路元件3:,故为电源；,80V元件：,U2和I2的参考方向相反，,故为电源；,30V元件：,U1和I1的参考方向相同，,故为负载；,校验功率平衡：,电阻消耗功率：,电源发出功率：,负载取用和电阻损耗功率：,两者平衡,习题1.6.2（P28页）,试求图示部分电路中的电流I、I1和电阻R。设Uab=0。,【解】,由基尔霍夫电流定律可知，I=6A。,由于Uab=0，可得,并得出：,又,得：,习题1.7.3（P28页）,图示电路中，在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。,习题1.7.5（P29页）,图示电路中，如果15电阻上的电压降为30V，其极性如图，试求电阻R及B点的电位VB。,【解】,各支路电流标注如图所示,由题意知：,由基尔霍夫电流定律可知：,进而可知：,由基尔霍夫电压定律可知,又,可得,第 2 章,电路的分析方法,习题2.1.3（P66页）,图中，R1=R2=R3=R4=300,R5=600,试求开关S断开和闭合时a和b之间的等效电阻。,习题2.2.1（P66页）,计算图示电路中a和b两端之间的等效电阻。,习题2.3.4（P68页）,计算图示电路中的电压U5。,习题2.4.2（P69页）,试用支路电流法或节点电压法求图示电路中的各支路电流，并求三个电源的输出功率和负载电阻RL取用功率。0.8和0.4分别为两个电压源的内阻。,（1）用支路电流法计算，列方程有,(2)用结点电压法计算,对各支路应用欧姆定律有：,(3)计算功率,三个电源的输出功率分别为：,二者功率平衡,【解】,习题2.5.2（P69页）,用结点电压法计算图示电路中A点的电位。,【解】,习题2.6.3（P70页）,应用叠加定理计算图(a)所示电路中各支路的电流和各元件(电源 和电阻)两端的电压，并说明功率平衡关系。,解：（1）求各支路电流,电压源单独作用时，如图（b）所示,电流源单独作用时，如图（c）所示,两者叠加，得,可见电流源是电源，电压源是负载,（2）求各元件两端的电压和功率,电流源电压,各电阻元件上的电压可由欧姆定律求得,电阻R1功率,电阻R2功率,电阻R3功率,电阻R4功率,电流源功率,电压源功率,习题2.7.5（P71页）,用戴维南定理计算图示电路中的电流I。,由图知：,可得戴维南等效电路如图示,习题2.7.7（P71页）,图示电路中,（1）求电流I;(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：(1)应用戴维宁定理计算电流I,(2)理想电压源的电流和功率,IE的实际方向与图中相反，流入电压源的“+”端，故该电压源为负载。,理想电流源的电压和功率,习题2.7.8（P72页）,电路如图所示，试计算电阻RL上的电流IL:(1)用戴维南定理;(2)用诺顿定理。,解：(1)用戴维南定理,(2)用诺顿定理,习题2.8.1（P72页）,用叠加定理求图示电路中的电流I1。,+,【解】可将原电路分成(a)、(b)两个叠加电路，但受控源不能除去，应保留,由图(a)，得：,于是,求图（a）所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。,(a),【解】求戴维南等效电路和诺顿等效电路的U0、ISC和R0。,开路时，电流I = 0，所以受控电流源相当于开路，于是得U0=10V;,电路a、b两端短路时，如图 (b)所示。,(b),习题2.8.2（P72页）,通过电源等效变换，可得图 (c)，,由此得,（c）,于是得,从求得的U0、ISC和R0，即可得出戴维南等效电路和诺顿等效电路如图 (d)和 (e)所示。,（d）,（e）,第 3 章,电路的暂态分析,习题3.2.2（P96页）,电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后其中iL，uc和is的初始值和稳态值。,【解】,由换路定则有,30电阻被短路,习题3.4.2（P98页）,电路如图 (a)所示，换路前已处于稳态，试求t 0时电容电压uC、B点电位vB和A点电位vA的变化规律。,图(a),【解】(1) 求t0时的电容电压uC,故,(2) 求t 0时的B点电位vB , 注意，t = 0+时，由于电容中存在电流，,因此10k和5k电阻中的电流不等,(3) 求t 0时的A点电位vC,习题3.4.3（P98页）,电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后（t0）的uc。,【解】用三要素法计算,（1）确定初始值,（2）确定稳态值,（3）确定时间常数,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：,故,于是有,习题3.6.2（P99页）,电路如图所示，在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置扳到2的位置后，试求i和iL。,解：,（1）确定初始值,由KVL定律计算，即,在此注意，,（2）确定稳态值,（3）确定时间常数,于是得,习题3.6.4（P99页）,电路如图所示, 试用三要素法求t 0时的i1 、 i2和iL。换路前电路处于稳态。,【解】(1) 根据换路定则,对于开关闭合的一瞬间, 即t = 0+时的电路应用KCL定律和KVL定律可分别列出方程,解方程后得,(2) 稳态时电感元件可视作短路,故,(3) 时间常数,应用三要素法可以得出,第 4 章,正弦交流电路,【解】,习题4.2.2（P148页）,习题4.4.6（P149页）,【解】,可见电压超前电流53O, 二端口网络应是电阻与电感的串联,设,习题4.5.6（P151页）,电路如图所示, 已知,【解】,试求各个电流和平均功率。,为参考相量,习题4.5.7（P151页）,【解】,由相量图可知,因 和 同相，有,习题4.5.8（P151页）,求图示电路的阻抗Zab 。,【解】,由图（a）可知,由图（b）可知,Z1,Z2,习题4.5.9（P151页）,【解】,由图（a）可知,由图（b）可知,Z1,Z2,电路如图所示,求电流,习题4.8.3（P154页）,解：,（1）设,已知,在图示电路中， (1)求电流表的读数和电路功率因数 ；（2）欲使电路的功率因数提高到0.866，则需并联多大电容？（3）并联电容后电流表的读数为多少？,于是得,电流表读数为33A，电路功率因数cos =cos60=0.5,(2),(3)并联电容C后,电流表的读数为19.1A,减小了。,第 5 章,三 相 电 路,习题5.2.4（P168页）,【解】,每相白炽灯的功率,每相白炽灯的电流,则,日光灯的电流,中性线电流,电压和电流的相量图如图（b）示。,在线电压为380V的三相电源上，接两组电阻性对称负载，如图所示。已知R1=38,R2=10，试求电路的线电流。,习题5.3.1（P168页）,(1) 对于星形联接负载，其线电流等于相电流,因为电源和负载都是对称 的，所以计算一相即可。,【解】,设线电压,则相电压,（2）对于三角形联接负载， 其相电流为,则其线电流为,（3）线路总电流为,习题5.4.1（P168页）,【解】,三相对称负载作三角形联结，Ul =220V，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率 P = 4.5 kW，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、S 2闭合时, 各电流表读数和有功功率P。,习题5.4.3（P169页）,或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R,解：,(1) 由已知条件可求得,(2) S1闭合、S2断开时, I1 = I3 = 10A I2 =17.32 A,流过电流表 L1 、 L3的电流变为相电流 IP，流过电流表L2 的电流仍为线电流Il 。,因为开关S均闭合时 每相有功功率 P =1.5 kW,当 S1合、S2断时，Z12、Z23 的相电压和相电流不 变，则P12、P23不变。,P = P12+P23 = 3 kW,P = 1/4 P1