大连海事大学电工学习题讲解分析课件

1.5.1 在图1.01中,五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，今通过实验测量得知 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。 （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：1、2为电源，其他为负载。,电源发出功率： P =140(-4)+(-90)6=1100W,负载取用功率: P=600+320+180=1100W,1.5.2 在图1.02 中，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是否平衡。,解：I1+I3=I2 I3= I2 - I1= - 2mA,U3=U2 - I220K =U1+ I1 10K = 60V,元件3为电源,输出功率 = 801+602 = 200mW,吸收功率=303 +10KI12 +20KI22 = 90+90+20=200mW,1.6.2 在图1.11所示的电路中，已知U1=10V，E1=4V，E2=2V，R1=4，R2=2，R3=5 ，1、2两点间处于开路状态，试计算开路电压U2。,解：,1.7.1 试求图1.12所示电路中A点的电位。,解：,O,1.7.2试求图1.13所示电路中A点和B点的电位。如将A、B两点直接连接或接一电阻，对电路工作有无影响？,解：,1.7.3 在图1. 14中，在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。,解：等效电路图变换,当开关S 断开时：,当开关S闭合时：,1.7.4 在图1. 15中，求A点电位VA。,解：转换等效电路图,VA=50-R1I1,VA=R3I3,VA=R2I2-50,1.7.5 在图1. 16中，如果15电阻上的电压降为30V。其极性如图所示，试求电阻R及B点的电位VB。,解：设电流的方向,I1=3015=2A,I2=I1+5=7A,VB=100 - 30 - 57=35V,I3=I2 2 - 3 =2A,R=352=17.5,2.1.1 在图2 .01的电路中，E=6V，R1=6，R2=3，R3=4，R4=3，R5=1 。试求I3和 I4。,解：,2.3.3 计算2.13中的电流I3。,解：电源等值变换 US=ISR4=2V,2.3.4 计算图2.14中的电压U5。,解：,解：求戴维宁等值电路。,2.4.2 试用支路电流法或结点电压法求图2.17所示电路中各支路电流,并求三个电源的输出功率和负载电阻RL取用的功率。0.8和0.4分别为两个电压源的内阻。,解：列写结点电压方程,接上页,列写支路电流方程：,I1+I2+10=I -120+116-0.4I2+0.8I1=0 -116+4I+0.4I2=0,2.5.1 试用结点电压法求图2.18所示电路中的各支路电流。,O,O,解:,2.6.1 用叠加原理计算图 2.19 中各支路的电流。,对于（1）图：c、d为等位点。,对于（2）同理a、b为等位点。,2.6.4 应用叠加原理计算图2.22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：,电流源：10A ，US=210+1I1+5I5=36V，360W（输出）。,电压源：-4A，10V，40W（输入）。,1：6A，6V，36W。,2：10A，20V，200W。,4：4A，16V，64W。,5：2A，10V，20W。,2.7.1 应用戴维宁定理计算图2 .22中1电阻中的电流。,解：E = 41010 = 30V,R0 = 4,2.7.3 图2.24所示是常见的分压电路，试用戴维宁定理和诺顿定理分别求负载电流IL。,解：,2.7.4 在图2.25,已知E1=15V,E2=13V, E3=4V, R1=R2=R3=R4=1,R5=10。 （1）当开关S断开时，试求 电阻R5上的电压U5和电流I5； （2）当开关闭合后， 试用戴维宁定理计算I5。,解：（1）I5= 0，U5= 0,（2）,2.7.5 用戴维宁定理计算图2.26所示电路中的电流I。,解：E=Uab=20150120 = - 10V,R0=0,3.2.1 图3.01所示的是时间 T=0 时电压和电流的相量图，并已知 U=220V，I1=10A，I2=52A，试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。,解：,3.7.1 在图3.04所示的各电路图中，除A0和V0外，其余电流表 和电压表的读数在图上都已标出（都是正弦量的有效值），试求电流表A0或电压表V0的读数。,解（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,3.7.2 在图3.05中，电流表A1和A2的读数分别为I1=3A，I2=4A。（1）设Z1=R，Z2=jXc，则电流表A0的读数应为多少? （2）设Z1=R，问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最大？此读数应为多少？ （3）设Z1=jXL，问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最小？此读数应为多少？,解（1）,（2）Z2= R 时，I = I1+I2 = 7A,（3）Z2=jXC时，,3.7.3 在图3.06中,I1=10A,I2=102A,U=200V,R=5,R2=XL,试求I,XC,XL及R2。,解：设,3.7.4 在图3.07中,I1=I2=10A,U=100V,u及i同相,试求I,R,XC,及XL。,解：设,u与i同相位，,可画出电压相量图,可得,3.7.9 无源二端网络（图3.08）输入端的电压和电流为 u = 2202sin(314t+200)v i = 4.42sin(314t-330)A 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输入的有功功率和无功功率。,解：,3.7.10 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uR和uC，已知电路阻抗为2000，频率为1000Hz，并设u与uC之间的相位差为300，试求R和C ，并说明在相位上uC比u超前还是滞后。,解：画出相量图,3.8.2 在图3.13中，已知U=220V，R1=10，X1=103，R2=20，试求各个电流和平均功率。,解：设,3.8.4 在图3.15中已知R1=3，X1=4，R2=8，X2=6，u=2202sin314tV，试求i1，i2和i。,解：Z1= R1+jx1 = 3+j4 = 553.10,Z2= R2+jx2 =8+j6=1036.90,3.8.6 求图3.17所示电路的阻抗Zab。,解: (a),(b),3.8.7 在图3.18两图中的电流I。,解（a）,（b）,3.8.9 在图3.19所示的电路中，已知UC=100V，求U。,解：设电流的正方向,3.10.2 某收音机输入电路的电感约为0.3mH，可变电容器的调节范围为25360pF。试问能否满足收听中波段5351605kHz的要求。,解：,L=0.3mH，C1=360pF，C2=25pF,能满足收听中波段5351605kHz的要求。,3.10.5 有一R，L，C串联电路，接于频率可调的电源上，电源电压保持在10V，当频率增加时，电流从10mA（500Hz）增加到最大值60mA（1000Hz）。试求（1）电阻R，电感L和电容C的值；（2）在谐振时电容器两端的电压UC；（3）谐振时磁场中和电场中所储的最大能量。,解：,当,4.2.1 有一三相对称负载,其每相的电阻R=8，感抗XL=6。如果将负载连接成星形接于线电压UL=380V 的三相电源上，试求相电压、相电流及线电流。,解：Z=8+j6=1036.90,负载为星形连接,4.2.2 图4.01所示的是三相四线制电路，电源线电压UL=380V。三个电阻性负载连接成星形，其电阻为RA=11，RB=RC=22。（1）试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；（2）如无中线，求负载相电压及中性点电压；（3）如无中性线，当A相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；（4）如无中性线，当C相断路时求另外两相的电压和电流；（5）在（3），（4）中如有中性线，则又如何？,解:(1),(2),(3) A相短路时,（4）C相断路,（5）,4.2.5 在图4.02所示的电路中，三相四线制电源电压为380 /220V，接有对称星形连接的白炽灯负载，其总功率为180W。此外，在C相上接有额定电压为220V，功率为40W功率因数COS=0.5 的日光灯一支。试求电流 及 。设 。,解：,4.4.2 在图4.07中，电源线电压UL=380V。（1）如果图中各相负载的阻抗都等于10，是否可以说负载是对称的？（2）试求各相电流，并用电压与电流的相量图计算中性线电流。如果中性线电流的参考方向选定得同电路图上所示的方向相反，则结果有何不同？（3）试求三相平均功率P。,解（1）不是对称负载,（2）,4.4.3 在图4.08中，对称负载联成三角形，已知电源电压UL=220V，电流表读数IL=17.3A，三相功率P=4 .5W，试求（1）每相负载的电阻和感抗；（2）当AB相断开时，图中各电流表的读数和总功率P；（3）当A线断开时，图中各电流表的读数和总功率P。,解:（1）,（2）AB相断开,(3)A线断开,6.1.1,t=0,ii,i,R1,i1,R2,i2,C,q0=0,E,+,-,图6.01,在图6.01中,E=100V, R1=1, R2=99, C=10F,试求: (1)S闭合瞬间(t=0+), 各支路电流及各元件 两端电压的数值; (2) S闭合后到达稳定状态时 (1)中各电流和电压的数值;,(3)当用电感元件替换电容元件后(1),(2)两种情况下的各支路 电流及各元件两端电压的数值.,解:(1)求出S闭合前的值为:,i1 (0-) =0; i2 (0-) =0; uc(0-)= uR2 = 0,则S闭合瞬间(t=0+)的值为:,uc(0+)= uc(0-) = uR2 = 0; uR1 = E=100V;,i1 (0+) =0; i= i2 (0+) =100A,S,（2）稳态时：i1 =i=1A; i2 =0; uc= uR2 = 99V uR1 =1V,t=0,ii,i,R1,i1,R2,i2,C,q0=0,E,+,-,图6.01,解:(3)，（1）求出S闭合前的值为:,i1 (0-) =0; i2 (0-) =0; uL(0-)= uR2 = 0,则S闭合瞬间(t=0+)的值为:,i2 (0+) = i2 (0-)=0A i = i1 =1A;,S,uL(0+) = uR2 = 99V; uR1 = 1V;,解:(3)，（2）求出S闭合后达到稳定状态时的值为:,i = i2 =100A， i1 =0A，uL = uR2 = 0V， uR1 = 100V,R1,2F,R3,S,R2,I,uc,+,-,6.2.2 在图示中,S闭合前电路已处于稳态.,求:在t0时uc和i1，并作出它们随时间的 变化曲线。,解：用三要素法,（1），