少学时电工学习题答案.pdf

共 9 页 第 1 页 1 3 1 在图 1 02 所示电路中 电源电动势 E 120 V 内电阻 RS 0 3 连接导线电阻 RW 0 2 负载电阻 RL 11 5 求 1 通路时的电流 负载和电源的电压 负载消耗 的电功率 电源产生和输出的电功率 2 开路时的电源电压和负载电压 3 在负载端和 电源端短路时电源的电流和电压 解解 1 通路时 SWL LL SWL 120 A10 A 0 30 2 11 5 10 11 5 V115 V 10 0 2 11 5 V117 V E I RRR UR I UI RR 负载消耗功率 22 LL 1011 5 W1150 WPI R 电源输出功率 22 WL 10 0 2 11 5 W1170 WPIRR 电源产生功率 120 10 W1 200 WPEI 2 开路时 LL S 0 A 0 V 120 V I UR I UE 3 在负载端短路时 SW SW 120 A240 A 0 30 2 240 0 2 V48 V E I RR UIR 在电源端短路时 S S 120 A400 A 0 3 0 V E I R U 1 5 1 试分析图 1 03 所示两电路中电阻的电压和电流 以及图 a 中电流源的电压和 图 b 中电压源的电流 解解 图 a S 1 V 1 A2 A 0 5 R R R UU U I R 电流源的电压 S 1 VUU 图 b S 1 A 0 5 1 V0 5 V R RR II URI 电压源的电流 S 1 AII 1 6 1 在图 1 05 所示电路中 已知 US 6 V IS 2 A R1 2 R2 1 求开关 S 断 共 9 页 第 2 页 开时开关两端的电压 U 和开关 S 闭合时通过开关的电流 I 不必用支路电流法 解解 把与电压源并联的电阻 R1断开 不影响对电路的计算 设通过 R2的电流为 I2 S 断开时 2S S22 2 A 6 1 2 V4 V II UUR I S 闭合时 R2两端电压等于 US 故 S 2 2 2S 6 A 62 A4 A U I R III 1 7 1 用支路电流法求图 1 09 中各支路电流 并说明 US1和 US2是起电源作用还是起负 载作用 图中 US1 12 V US2 15 V R1 3 R2 1 5 R3 9 解解 123 223 3S2 1 13 3S1 0 0 0 III R IR IU R IR IU 联立方程 解得 123 0 2 A 1 6 A 1 4 AIII 1 7 2 用支路电流法求图 1 10 中各支路电流 解解 列方程 1 122S S12 R IR IU III 解方程 12 12 2310 5 II II 解得 1 1 AI 2 4 AI 1 8 1 用叠加原理求图 1 10 所示电路中的电流 I1和 I2 解解 恒流源单独作用时 2 1S 12 1 2S 12 3 5 A3 A 23 2 5 A2 A 23 R II RR R II RR 恒压源单独作用时 S 12 12 10 A2 A 23 U II RR 恒流源与恒压源共同作用时 111 222 1 A 4 A III III 1 9 2 用戴维宁定理求图 1 10 所示电路中的电流 I2 共 9 页 第 3 页 解解 eSSS1 01 eS 2 02 105 2 V20 V 2 20 A4 A 23 UUI R RR U I RR 1 9 4 用诺顿定理求图 1 10 所示电路中的电流 I2 解解 S eSS 1 01 0 2eS 02 10 5 A10 A 2 2 2 10 A4 A 23 U II R RR R II RR 2 3 1 在图 2 03 所示电路中 开关 S 闭合前电路已处于稳态 试确定 S 闭合后电压 uC 和电流 iC i1 i2的初始值和稳态值 解解 1 求初始值 1 S 1 1 2 2 S12 0 4 1 5 V6 V 0 6 0 A1 5 A 4 0 6 0 A3 A 2 0 0 0 1 5 1 53 A3 A C C C C uR I u i R u i R iIii 2 求稳态值 2 1S 12 2S1 1 1 0 A 2 1 5 A0 5 A 42 1 50 50 A1 A 4 0 5 V2 V C C C i R iI RR iIii uRi 2 3 2 在图 2 04 所示电路中 开关 S 闭合前电路已处于稳态 试确定 S 闭合后电压 uL 和电流 iL i1 i2的初始值和稳态值 解解 1 求初始值 S 1 2 1 12 1 2 12 S1 1 12 0 A3 A 4 6 0 0 3 A1 8 A 46 4 0 0 3 A1 2 A 46 0 0 124 1 8 V4 8 V L L L L U i R R ii RR R ii RR uURi 2 求稳态值 共 9 页 第 4 页 S 1 1 S 2 2 12 0 120 A3 A 4 120 A2 A 6 32 A5 A L L L L u Uu i R Uu i R iii 2 4 1 在图 2 4 1 a 所示的电路中 已知 U0 6 V R 10 k C 50 F 开关 S 合在 a 端时 电路已处于稳态 求开关改合到 b 端后的响应 uR以及 uR降至 3 V 绝对值 时所需的 时间 解解 0 0 6 V C uU 36 2 0 5 2 2 10 1050 10 0 5 s 0 e 0 60 e V6e V 6e V 36e 0 3465 s tt t CCCC t RC t RC uuuu uu t 2 6 1 在图 2 08 所示电路中 已知 US 6 V IS 2 A R1 R2 3 C 1 F 开关闭 合前 UC 6 V 试用三要素法求开关 S 闭合后的 uC和 iC 解解 C S1 S 1 0 0 6 V 63 2 V12 V 3 1 S 3 S CC C uuU uUR I RC 33 3 0 e 12 6 12 e V126e V d 2e A d ttt CCCC t C C uuuu u iC t 2 6 2 在图 2 09 所示电路中 已知 US 6 V IS 2 A R1 R2 6 L 3 H 试用三 要素法求开关 S 闭合后的响应 iL和 uL 解解 把开关闭合后的电路用戴维宁定理来等效 eSS2 S 02 66 2 V6 V 6 UUR I RR eS 0 0 0 0 0 A 6 A1 A 6 3 S0 5 S 6 LL L ii u i R L R 共 9 页 第 5 页 2 0 5 2 0 e 1 0 1 e A1 e A d 6e V d tt t LLLL t L L iiii i uL t 3 2 1 已知 12 2sin 36 Ait o 试写出表示它的有效值相量的四种形式 解解 j36 1236 A12e A12 cos 36 jsin 36 A9 71j7 05 AI o ooo 3 3 1 在图 3 01 所示电路中 已知 R 100 L 31 8 mH C 318 F 求电源的频 率和电压分别为 50 Hz 100 V 和 1 000 Hz 100 V 两种情况下 开关 S 合向 a b c 位置时 电流表的读数 并计算各元件中的有功功率和无功功率 解解 当 f 50 Hz U 100 V S 合向 a 时 100 A1 A 100 R U I R 100 1 W100 W 0 varPUIQ S 合向 b 时 2 L L UU I XfL 3 100 A10 A 2 3 14 50 31 8 10 100 10 var1 000 var 0 W LL QUIP S 合向 c 时 C C 2 U IfCU X 6 2 3 14 50 318 10100 A10 A C 100 10 var1 000 var 0 W C QUIP 当 f 1000 Hz U 100 V S 合向 a 时 100 A1 A 100 R I 100 1 W100 W 0 varPUIQ S 合向 b 时 3 100 A0 5 A 2 3 141 00031 8 10 L I 100 0 5 var50 var 0 W L QP S 合向 c 时 6 2 3 14 1 000 318 10100 A200 A C I 共 9 页 第 6 页 100 200 var20 000 var 0 W C QP 3 4 3 将一个电感线圈接到 20 V 直流电源时 通过的电流为 1 A 将此线圈改接于 2000 Hz 20 V 的电源时 电流为 0 8 A 求该线圈的电阻 R 和电感 L 解解 1 线圈接到 20 V 直流电源时 20 20 1 U R I 电路呈电容性 2 线圈改接于 2000 Hz 20 V 的电源时 2222 20 25 0 8 2520 15 15 H1 19 mH 2 2 3 14 2000 L L U Z I XZR X L f 3 5 3 在图 3 06 所示电路中 已知 U 220 V f 50 Hz 开关 S 闭合前后电流表的稳 态计数不变 试求电流表的读数值以及电容 C C 不为零 解解 电流表的读数值 2222 220 A1 97 A 50100 L U I RX 设220 0 VU o 开关 S 闭合前的电流为 1 220 0 A1 9763 43 A j50j100 L U I RX o o 开关 S 闭合后的电流为 1 97 63 43 AI o 通过电容的电流 1 1 97 63 431 9763 43 A3 52 90 A 220 62 5 3 52 11 F51 F 2 2 3 14 50 62 5 C C C C III U X I C fX ooo 3 6 3 一 R L C 并联交流电路 R 60 XC 80 XL 40 接于 220 V 的交流 电源上 求电路的总有功功率 无功功率和视在功率 解解 22 2222 2222 220 W806 67 W 60 220220 var605 var 4080 806 67605 V A1008 34 V A R LC LC U PP R UU QQQ XX SPQ 共 9 页 第 7 页 3 7 1 两台单相交流电动机并联在 220 V 交流电源上工作 取用的有功功率和功率因数 分别为 P1 1 KW 1 0 8 P2 0 5 KW 2 0 707 求总电流 总有功功率 无功功率 视在功率和总功率因数 解解 11 22 12 arccosarccos0 836 9 arccosarccos0 70745 10 5 kW1 5 kWPPP o o 121122 tantan 1 0 750 5 1 kvar1 25 kvar QQQPP 2222 3 1 51 25 kV A1 95 kV A 1 95 10 A8 86 A 220 1 5 0 77 1 95 SPQ S I U P S 3 7 2 图 3 10 所示日光灯电路 接于 220 V 50 Hz 交流电源上工作 测得灯管电压为 100 V 电流为 0 4 A 镇流器的功率为 7 W 求 1 灯管的电阻 RL及镇流器的电阻 R 和 电感 L 2 灯管消耗的有功功率 电路消耗的总有功功率以及电路的功率因数 3 欲使 电路的功率因数提高到 0 9 需并联多大的电容 解解 1 L L 22 100 250 0 4 7 43 75 0 4 R U R I P R I 22 L 220 550 0 4 L U ZRRX I 22 L 22 550 25043 75 465 465 H1 48 H 2 2 3 14 50 L L XZRR X L f 2 LL 100 0 4 W40 WPU I LR LR 407 W47 W 407 0 53 220 0 4 PPP PP UI 3 arccosarccos0 5358 arccosarccos0 925 84 tantan581 6 tantan25 840 48 o o o o 共 9 页 第 8 页 2 2 tantan 47 1 60 48 F3 46F 2 3 14 50 220 P C U 4 2 1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路 已知电源相电压为 220 V 负载每 相阻抗模 Z 为 10 试求负载的相电流和线电流 电源的相电流和线电流 解解 负载相电压 P 220 VU 负载相电流 P P 220 A22 A 10 U I Z 负载线电流 LP 22 AII 电源线电流 SLL 22 AII 电源相电流 SPSL 22 AII 4 2 3 有一电源为三角形联结 而负载为星形联结的对称三相电路 已知电源相电压为 220 V 每相负载的阻抗模 Z 为 10 试求负载和电源的相电流和线电流 解解 电源线电压 SL 220 VU 负载线电压 LSL 220 VUU 负载相电压 L P 220 V127 V 33 U U 负载相电流 P P 127 A12 7 A 10 U I Z 负载线电流 LP 12 7 AII 电源线电流 SLL 12 7 AII 电源相电流 SL SP 12 7 7 33 A 33 I I 4 3 1 有三个相同的电感性单相负载 额定电压 380 V 功率因素为 0 8 在此电压下消耗 的有功功率为 1 5 kW 把它接到线电压为 380 V 的对称三相电源上 试问应采用什么样的 联结方式 负载 R 和 X L是多少 解解 三角形联接 共 9 页 第 9 页 3 P P P P 1 5 10 A4 93 A 380 0 8 380 77 1 4 93 cos77 1 0 8 61 7 sin77 1 0 6 46 3 L P I U U Z I RZ XZ 4 3