电工电子技术课后习题答案(瞿晓主编).doc

第一章1.1在图1-18中，五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得 i1 =4a i2 =6a i3 =10a u1 =140v u2 =90v u3= 60v u4=80v u5=30v，（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画一图）；（2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载？（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡？ 题1-18图 题11改画图解：（1）将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示：（2）根据电源和负载的定义及电路图可知： 元件3、4、5是电源，元件1、2是负载。（3）电源发出的功率 负载消耗的功率 ，电路的功率守恒。12 在图1-19中，已知 i1 = -3ma，i2 = 1ma 。试确定电路元件3中的电流i3和其二端电压u3,并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。解 对点写有： 对第一个回路写有： 题12图即： 根据计算结果可知，元件3是电源。这样，的电源的元件3是电路中的电源，其余元件为负载。电源提供的功率： 负载消耗的功率： 这说明电路的功率平衡。13 一只110v 8w的指示灯，现要接在380v的电源上，问要串联多大阻值的电阻？该电阻应选用多大功率的电阻？解 根据题意，电阻上的电压为，则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流，即： 电阻消耗的功率为： 电阻的阻值为： 14 如图1-20所示， 试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说明哪个电源发出功率，哪个电源吸收功率。解 图1-20 设电流源二端的电压为根据有： 消耗 发出 消耗 设各支路电流如图， 消耗 消耗 发出 发出15 有二只电阻，其额定值分别为40，10w和200，40w，试问它们允许通过的电流是多少？如将二者串联起来，其两端最高允许电压加多大？解 电阻能承受的最大电流为： 电阻能承受的最大电流为： 将2个电阻串联后，能通过的电流只能是小的值，因而2个电阻串联后能承受的最大电压为： 16 求图1-21所示电路中的电流i1和i2。解 图1-21将、及相联的三个结点看成一个广义结点，根据有： 对点，根据有 17 在图1-22所示电路中，已知u1 = 10v，u2 = 4v，u3 = 2v，r1 = 4，r2 = 2，r3 = 5，1、2两点处于开路状态，试计算开路电压u4。 解 设闭合回路中电流的参考方向如图，则有： 图1-22 对右侧开口回路，根据有： 18试用kcl和kvl求图1-23所示电路中的电压u。 图1-23解对右侧回路，设电流参考方向如图，根据有： 设各支路参考电流方向如图，有： 对点写有： 即 解得： 19 在图1-24电路中，已知u = 3 v，试求电阻r。解 设各支路电流参考方向如图，根据题意，因此对支路由欧姆定律有： 图1-24对结点写方程有： 即 其中 对电路的中间回路写方程有： 将 ， ， 代入上式有： 解得： 于是有： 110 在图1-25电路中，问r为何值时i1 = i2？r又为何值时，i1、i2中一个电流为零？并指出哪一个电流为零。解 图1-25对结点写方程有： 根据欧姆定律有： 将此式代入上式有： 整理得： （1）根据题意： 有 得 于是 （2）根据题意：先设 ，则有 ， 再设 ，则有 ，按现在这种情况，的电压源因电流等于零，因而不能发出功率，而对于的电压源，按现在电流的流向而成为负载，不合题意，因此，只能是。111 电路如图1-26所示。（a）求图 (a) 中的电阻；（b）求图 (b) 中点的电位。(a) (b)图1-26 解：（a）首先-8v点与零电位参考点间补上8v的电压源，则2上的电流为2a，两结点间电压为4v， 1电阻上的电流为4a，方向从左往右，根据kcl，r上的电流为2a，方向从右往左，电压为6v，左低右高，所以r=3。（b）4这条支路没有电流，1和2电阻上的电流均为1a，方向逆时针方向，故，a点电位va=6v-2v-3v=1v。1.12 求电路图1.10中点的电位。图1-27 解：对a点写kcl定律解得，va= -14.3v第四章4.1 如图4-24所示的电路在换路前已处于稳态，在时合上开关s，试求初始值(0+)和稳态值。 (a) (b) 图4-24 习题4.1的图解 （a）(b) 4.2 在图4-25所示电路中，已知i =10ma，r1 = 3k，r2 = 3k，r3 = 6k，c =2f，电路处于稳定状态，在时开关s合上，试求初始值(0+)，(0+)。 图4-25解 对点写结点电压方程有 将有关数据代入有 4.3 图4-26所示电路已处于稳定状态，在t = 0时开关s闭合，试求初始值(0+)、(0+)、(0+)、（0+）、(0+)。 图4-26解 对结点写kcl方程有 4.4 如图4-27所示电路，在t = 0时开关s由位置1合向位置2，试求零输入响应(t)。 图4-27 解 开关合向位置1后有 零输入响应为 4.5 在图4-28所示电路中，设电容的初始电压为零，在t = 0时开关s闭合，试求此后的(t)、(t)。 图4-28解 已知 ，开关在 时合上，电路的响应是零状态响应，首先利用戴维南定理对电路进行化简 4.6 如图4-29所示电路，开关s在位置a时电路处于稳定状态，在 t = 0时开关s合向位置b，试求此后的(t)、(t)。 图4-29解 此时电路的响应是全响应 开关由位置a合向位置 b后，零输入响应为 零状态响应为 全响应为 4.7 图4-30所示电路在开关s打开前处于稳定状态，在t = 0时打开开关s，求(t)和t =2ms时电容储存的能量。 图4-30解 零输入响应 零状态响应 全响应 当时， 4.8 电路如图4-31所示，设电感的初始储能为零，在t = 0时开关s闭合，试求此后的(t)、(t)。解 已知 ，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有 图4-31已知 ，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有 4.9 图4-32所示为一个继电器线圈。为防止断电时出现过电压，与其并联一放电电阻，已知v,，线圈电感h，,试求开关s断开时(t)和线圈两端的电压(t)、。设s断开前电路已处于稳定状态。解 4.10 电路如图4-33所示，在t = 0时开关s合上，试求零输入响应电流(t)。 图4-33解 4.11 电路如图4-34所示，开关s在位置a时电路处于稳定状态，在 t= 0时开关s合向位置b，试求此后的(t)、(t)。 图4-34解 零输入响应为 零状态响应为 全响应为 4.12 图4-35所示电路中，开关s合上前电路处于稳定状态，在t = 0时开关s合上，试用一阶电路的三要素法求、。 图4-35解 当的电路如下图所示对a点写结点电压方程有 得 4.13 图4-36所示电路中，已知u=30v、r1= 60、r2 = r3 = 40、l= 6h，开关s合上前电路处于稳定状态，在时开关s合上，试用一阶电路的三要素法求、。 图4-36解 当的电路如下图所示 因此有 4.14 图4-37所示电路中，已知is =1ma，r1= r2 = 10k，r3 = 30 k，c =10f，开关s断开前电路处于稳定状态，在t = 0时打开开关s，试用一阶电路的三要素法求开关打开后的、。 图4-37解 当开关打开后，对a点写结点电压方程有 4.15 图4-38所示电路在开关s闭合前已处于稳定状态，已知l=1h，is = 2ma，r1 = r2 = 20k，us = 10v，在t = 0时开关s闭合，试用一阶电路的三要素法求。 图4-38 解 第五章5.1 已知环形铁芯线圈平均直径为，铁芯材料为铸钢，磁路有一气隙长为，若线圈中电流为，问要获得的磁感应强度，线圈匝数应为多少？解 空气隙的磁场强度为查铸钢的磁化曲线， b = 0.9 t 时，磁场强度 h1 = 500 a/m铸钢中的磁路长度为：5.2 有一台单相变压器，额定容量，额定电压，求一次侧和二次侧的额定电流。 解5.3 有一台降压变压器，一次侧电压380v，二次侧电压36v，如果接入一个36v、60w的灯泡，求：（1）一、二次绕组的电流各是多少？（2）一次侧的等效电阻是多少？（灯炮看成纯电阻）解 （1）；（2）5. 4 实验室有一单相变压器如图5-45，其数据如下：， 。今将它改接为自耦变压器，接法（a）和（b）所示，求此两种自耦变压器当低压边绕组ax接于110v电源时，ax边的电压及自耦变压器的额定容量各为多少？图5-45解 （1）按照图5-45（a）接线的自耦变压器变比ax边额定电压变压器额定容量（2）按照图5-45（b）接线的自耦变压器变比ax边额定电压变压器额定容量5.5 一单相变压器，一次绕组匝数，电阻，漏电抗；二次绕组匝数，电阻，漏电抗。设空载和负载时不变，且，。空载时，超前于 ，负载阻抗。求：（1）电动势和；（2）空载电流；（3）负载电流和。解 （1）求和 （2）求（3）求和5.6 一台单相变压器，。在时开路和短路试验数据如下。试验名称电压/kv电流/a功率/kw备注开路试验短路试验119.2445.5157.547129电压加在低压侧电压加在高压侧试求：（1）折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值；（2）已知，设，画出t型等效电路。解 一次绕组和二次绕组的额定电流为电压比为（1） 折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值 换算到时 （2） t型等效电路如下图所示，其中 。5.7 将一铁心线圈接于电压120v，50hz的正弦电源上，其电流。若将铁心去掉，则电流，试求此线圈在具有铁心时的铜损耗和铁损耗。解 铜损 ，铁损5.8 一台三相异步电动，额定频率，额定电压380v，额定转速，试求：（1）同步转速；（2）极数对；（3）额定转差率。答：；。5.9 y-225m-4型三相异步电动机的技术数据如下：45kw 380v 联结 求：（1）额定转差率；（2）额定电流；（3）起动电流；（4）额定转矩（5）起动转矩；（6）最大转矩；（7）额定输入功率。解：（1）由已知，可知电动机的极数，（通常比略大）。则（2）由式（5-28）可得（3）（4）（5）（6）（7）5.10 y205s-6型三相异步电动机的技术数据如下：45kw 380v 联结 求：（1）额定转矩,起动转矩,最大转矩；（2）电源电压因故障降为时，电机能否带额定负载运行？解（1）解题方法如上题，（2）可以，t 与定子每相绕组电压 u2 成正比5.11 y132s-4型三相异步电动机的技术数据如下：5.5kw 380v 联结 求：（1）额定转矩,起动转矩,最大转矩；（2）额定转差率；（3）额定电流，起动电流。解解题方法如题5.9。（1），；（2）4%；（3），。5.12 y180l-4型三相异步电动机的技术数据如下：30kw 380v 联结 求：（1）星-三角换接起动时的起动电流，起动转矩。（2）当负载转矩为额定转矩的80%时，是否可采用星-三角换接起动？（3）当负载转矩为额定转矩的40%时，是否可采用星-三角换接起动？解 （1）解题方法如题5.9。，；（2）不可以，起动转矩小于负载转矩。（3）可以5.13 若题5.9中的电动机运行在的电源上，问电动机的最大转矩、起动转矩和起动电流有什么变化？解 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流上升。5.14 若题5.9中电动机运行时电网电压突然降至额定电压的60%，此时电动机能否拖动负载？会产生什么后果？解 不能，会产生堵转现象。第六章6.1 为什么热继电器不能作短路保护？为什么在三相主电路中只用两个（当然用三个也可以）热元件就可以保护电动机？解 因为热惯性。短路事故发生时，要求电路立即断开，热继电器不能立即动作。热继电器两相结构的，分别串接在任意两相即可。6.2 什么是欠压保护？用闸刀开关起动和停止电动机时有无零压保护？解 电源断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。无。6.3 说明接触器的三个主触头连接在电路的哪个部分？辅助常开触头起自锁作用时连接在电路哪里？辅助常闭触头起互锁作用时连接在电路哪个部分？其线圈呢？解 主电路。与启动按钮并联。与另一控制电路串联。6.4 分析图示控制电路，当接通电源后其控制功能？解 按sb2，km通电动作，按sb1，不能使km断电恢复常态，除非切断电源。6.5 图 示 为 电 动 机 m1 和 m2 的 联 锁 控 制 电 路。试 说 明 m1 和 m2 之 间 的 联 锁 关 系，并 问 电 动 机 m1 可 否 单 独 运 行? m1 过 载 后m2 能 否 继 续 运 行?答：(1) m1 先 起 动 运 行 后 m2 才 能 起 动；m2 停 止 后 才 能 停 m1；(2) m1 能 单 独 运 行；(3) m1 过 载 时 m2 不 能 继 续 运 行，与m1 一 起 停 车。6.6 下图为两台鼠笼式三相异步电动机同时起停和单独起停的单向运行控制电路。(1) 说明各文字符号所表示的元器件名称； (2) 说明qs在电路中的作用；(3) 简述同时起 停的工作过程。 解 (1) 元 器 件 名 称 sbstp停 止 铵 钮 qs电 源 开 关 sbst起 动 铵 钮 fu熔 断 器 km交 流 接 触 器 fr热 继 电 器 ka中 间 继 电 器 （2）电 源 开 关 qs 的 作 用 为 (a) 使 电 源 与 控 制 电 路、 主 电 路 接 通 (b) 断 开 时， 使 控 制 电 路 及 主 电 路 与 电 源 脱离(3) 同 时 起 停 工 作 过 程 起 动： 合 电 源 开 关 qs按 sbst ka 线 圈 通 电 触 点 ka1、ka2 闭 合km1、km2 线 圈 通 电km11、km21 主 触 点 及km12、km22 自 锁 触 点 闭 合m1、m2 电 动 机 同 时起动运转松开sbst电动机连续工作。 停 车：按 sbstp km1、km2 线 圈 断 电 主 触 点 及 辅 助 触 点 断 开 m1、m2 同 时 停 转 断 开 qs。6.7 设计两台电动机顺序控制电路：m1起动后m2才能起动；m2停转后m1才能停转。解 两台电动机的顺序控制电路设计思路：m1起动后m2才能起动，需在m2的起动控制环节上加上一个互锁装置；m2停转后m1才能停转，需在m1的停止控制环节上加一个互锁装置，所以此电路如下：sb3frl1l2l3qfm13frkm1m23km2sb4sb1km1sb2km2km2km1km2km2第七章7.1 n型半导体中的多子是带负电的自由电子载流子，p型半导体中的多子是带正电的空穴载流子，因此说n型半导体带负电，p型半导体带正电。上述说法对吗？为什么？答：这种说法是错误的。因为，晶体在掺入杂质后，只是共价键上多出了电子或少了电子，从而获得了n型半导体或p型半导体，但整块晶体中既没有失电子也没有得电子，所以仍呈电中性。7.2 某人用测电位的方法测出晶体管三个管脚的对地电位分别为管脚12v、管脚3v、管脚3.7v，试判断管子的类型以及各管脚所属电极。答：管脚和管脚电压相差0.7v，显然一个硅管，是基极，一个是发射极，而管脚比管脚和的电位都高，所以一定是一个npn型硅管。再根据管子在放大时的原则可判断出管脚是发射极，管脚是基极，管脚是集电极。7.3 图7-19所示电路中，已知e=5v，v，二极管为理想元件（即认为正向导通时电阻r=0，反向阻断时电阻r=），试画出u0的波形。答：分析：根据电路可知，当uie时，二极管导通u0=ui，当uie时，二极管截止时，u0=e。所以u0的波形图如下图所示：u/vt0uiu0105图7-197.4 半导体和金属导体的导电机理有什么不同？单极型和双极型晶体管的导电情况又有何不同？答：金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中则存在空穴载流子和自由电子两种载流子，它们同时参与导电，这就是金属导体和半导体导电机理上的本质不同点。单极型晶体管内部只有多数载流子参与导电，因此和双极型晶体管中同时有两种载流子参与导电也是不同的。图7-207.5 图7-20所示电路中，硅稳压管dz1的稳定电压为8v，dz2的稳定电压为6v，正向压降均为0.7v，求各电路的输出电压u0。答：（a）图：两稳压管串联，总稳压值为14v，所以u0 = 14v；（b）图：两稳压管并联，输出电压按小值计，因此u0 = 6v；（c）图：两稳压管反向串联，u0 = 8.7v；（d）图：两稳压管反向并联，可认为dz1截止不通，则u0 = 0.7v。7.6 半导体二极管由一个pn结构成，三极管则由两个pn结构成，那么，能否将两个二极管背靠背地连接在一起构成一个三极管？如不能，说说为什么？答：将两个二极管背靠背地连接在一起是不能构成一个三极管的。因为，两个背靠背的二极管，其基区太厚，不符合构成三极管基区很薄的内部条件，即使是发射区向基区发射电子，到基区后也