678911章 课后答案【khdaw_lxywyl】.pdf

6 章 暂态电路习题 6 1 2 电路如图 6 02 所示 求在开关S 闭合瞬间 t 0 各元件中的电流及其两端电压 当 电路到达稳态时又各等于多少 设在t 0 时 电路中的储能元件均为储能 解 t 0 时 此时等效电路如图解 6 10 所示 F V20 00000 A1000 A1 82 10 00 000 000 1 2121 121 21 21 21 R 2RRLL RCC 21 RR cc LL u Riuuu iii RR U ii uu ii 当电路达到稳定 t 此时等效电路如图解 6 11 所示 A1 82 10 0 0 21 LRLR LL CC 2211 21 21 RR U iiii uu ii 注意 的方向相反的方向和 0 22 RR ii 8V 2RCRC 2221 Riuuu 注意 2V0 122 RRR uuu方向相反 与 图解图解 6 11 6 2 7 电路如图 6 10 所示 换路钱已处于稳态 试求换路后 t 0 的uC 图6 10 习题6 2 7的图 解 换路前 t 0 时 V1010201010 33 C u 1 w w w k h d a w c o m 课后答案网 换路后 V1000 C C uu 到达稳定 t 时 V5101020 201010 10 101 33 C u 时间常数 s1 0101010 201010 201010 63 于是 V155 51050 10 1 0 CCCC t tt e eeuuuu 6 5 2 电路如图 6 16 所示 在换路前已处于稳态 当将开关从 1 的位置合到 2 的位置后 试 求iL和i 并作出它们的变化曲线 解 当开关 S 处于 1 位置时的稳态值为 A2 10 A2 1 12 2 A8 1 12 12 1 3 L L i ii i 所以 开关S合到 2 时 02A 100 LLL ii 将i作恒流源代替电感L 并与 2 电 阻组成电流源 再将其变成 2 4V 2 的电压源 其参考方向为下 上 由此可 求得i 0 当 为 所示 的变化曲线如图解和 结果 到达稳态时当 时间常数 17 6 A4 22 1 2 12 12 10 A6 18 1 8 12 08 10 A2 18 1 3 2 12 2 8 1 12 12 1 3 1 8 1 3 2 1 3 12 12 1 V2 0 21 4 23 0 L 8 1 8 1 LLLL 8 1 8 1 L ii e eeiiii e eeiiii ii si t s L i t tt t tt 图解 6 17 2 w w w k h d a w c o m 课后答案网 6 5 4 电路如图 6 18 所示 试用三要素法求t 0 时的i1 i2及iL换路前电路处于稳态 解 开关 S 闭合前电感 L 中的电流为 1A 3 69 0 1A 6 612 0 V6 3 1 6 1 2 3 9 6 12 0 0 000L A200 A2 6 12 0 2 1 L L 21L LL L i i u u iii iiS i 用节点电压法求 和代替 求用恒流源将电感 闭合后各电流初始值为开关 开关闭合后各电流的稳态值为 5A32 3A 3 9 2A 6 12 21L 2 1 iii i i 求电路时间常数 A35525 A23313 A22120 5 0 63 63 1 22 L 2 5 0 2 2 5 0 1111 tt t t t tt eei eei eeeiiii s R L 于是 第 7 章 习题解答 7 5 1 有一单相照明变压器 容量为 10kV A 电压为 3300V 220V 今欲在副绕组接上 60W 220V 的白炽灯 如果要变压器在额定情况下运行 这种电灯可接多少个 并求原副绕组的额 定电流 解解 因为白炽灯 cos 1 故有 3 w w w k h d a w c o m 课后答案网 A 5 45 220 1010 A03 3 3300 1010 166 60W A10kV 3 2N N 2N 3 1N N 1N 只 U S I U S I n 7 5 2 SJL型三相变压器的铭牌数据如下 kV 10A kV180 N1N USU2N 400V f 50Hz 联接Y Y0 已知每匝线圈感应电动势为 5 133V 铁心截面积为 160 2 试求 1 原 副绕组每相匝数 2 变压比 3 原 副绕组的额定电流 4 铁心中的磁感应强度 m B 解解 1 原 副绕组额定相电压为 V231 3 400 3 V5774 3 1010 3 N2 2P 3 N1 1P U U U U 所以 匝 匝 45 133 5 231 133 5 1125 133 5 5774 133 5 P2 2 P1 1 U N U N 2 25 400 1010 3 2N 1N U U K 3 A4 10 10103 10180 3 3 3 N1 N N1 U S I A260 4003 10180 3 3 N2 N N2 U S I 4 T45 1 101605044 4 133 5 4 m B 7 5 3 在图 7 5 6 中 将RL 8 的扬声器接在输出变压器的副绕组 已知N1 300 N2 100 信 号源电动势E 6V 内阻R0 100 试求信号源输出的功率 解解 根据阻抗变换原理 变压器原边等效负载阻抗为 728 100 300 2 L 2 2 1 L R N N R 信号源输出功率为 4 w w w k h d a w c o m 课后答案网 图 7 5 4 习题 7 5 3 的图 图 7 01 习题 7 5 4 的图 7 5 4 在图 7 01 中输出变压器的副绕组有中间抽头 以便接 8 或 3 5 的扬声器 两者都能达 到阻抗匹配 试求副绕组两部分匝数之比 3 2 N N 解解 5 01 5 3 8 5 38 5 38 3 2 2 32 2 3 2 2 1 2 21 1 1 N N NNN N N NN N Z 7 5 7 有三个线圈如图 7 04 所示 试定出线圈 1 和 2 2 和 3 3 和 1 的同极性端 用三种记号 标出 解解 假定 1 和 2 的同极性端用 表示 2 和 3 的同极性端用 表示 3 和 1 的同极性端用 表示 根据右螺判定如图解 7 11 所示 图解 7 11 图 7 04 题 7 5 7 图 7 5 8 当闭合 S 时 图 7 05 画出两回路中电流的实际方向 解解 根据同极性端的定义 图 7 05 中电流正方向 参考方向 应由 端流入 对 于S闭合瞬间 i1实际方向应指向 端 由楞茨定则知i2的实际方向应使其产生的 磁通抵消i1产生的磁通 故应由 端流出 图解 7 11 图 7 04 题 7 5 7 图 第 8 章 习题解答 8 4 1 已知 Y100L1 4 型异步电动机的某些额定技术数据如下 5 w w w k h d a w c o m 课后答案网 2 2kW 380V 接法 1420r min 81cos 试计算 1 相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩 2 额度转差率及额定负载时 的转子电流频率 设电源频率为 50Hz 解 1 线电流额定值为 2 67Hz500 053fsf 053 0 1500 1420 1500 s 1500r min n2p n n n s m8N 14 1420 2 29550 9550 5 03A A03 5 81 082 03803 102 2 cos3 1N2 N 1 1 N1 N N N NPN 3 N N N 于是有 故其中磁极对数额定转差率为 额定转矩为 相电流额定值为 n P T I I U P I N 8 4 3 有 Y112M 2 型和 Y160M1 8 型异步电动机各一台 额定功率都是 4kW 但前者额定转速 为 2890r min 后者为 720r min 试比较它们的额定转矩 并由此说明电动机的极数 转速 及转矩三者之间的大小关系 解 Y112M 2 的额定转矩为 mNT 2 13 2890 4 9550 N1 Y160M1 8 的额定转矩为 mNT 1 53 720 4 9550 N2 有上比较可知 电动机的磁极数愈多 则转速愈低 在 同样额定功率下额定转矩于欲大 8 4 4 有一台四极 50Hz 1425r min 的三相异步电动机 转子电阻 时 试求 当感抗200VE 10E E 08 0X 02 0 1201202 R 和功率因数电流 02020 cos 电动机1 启动初始瞬 间 n 0 s 1 转子每相电路的电动势 IE 2 222 cosI E 和额定转速时的 比较在上述两种情况下转子电路的 各个物理量 电动 势 频率 感抗 电流 及功率因数 的大小 解 1 起动瞬间 A243 08 0 02 0 20 V20 10 200 10 222 20 2 2 20 20 1 20 XR E I E E 6 w w w k h d a w c o m 课后答案网 243 0 08 002 0 02 0 cos 222 20 2 2 2 20 XR R 2 额定状态 98 0 08 005 002 0 02 0 cos A49 08 005 002 0 1 V12005 0 05 0 1500 14251500 2 2 2 20 2 2 2 2 2 2 2 20 2 2 20 2 202 sXR R sXR sE I EsE s N N 比较 额定状态时转子每相电动势E2 频率 f22 5Hz500 05sf1 转子漏抗和 转子电流均比起动时小 而转子电路的功率因数则大大提高 8 4 5 Y132S 4 型三相异步电动机的额定技术数据如下 功率 转速 电压 效率 功 率 因 数 Iat IN N Tst TN N Tmax TN 5 5kW 1440r min 380V 85 5 0 84 7 2 2 2 2 电源频率为 50Hz 试求额定状态下的转差率 maxatatNNN T T I T s最大转矩起动转矩以及起动电流和转矩电流I 解 由Y132S 4 可知磁极对数p 2 旋转磁场转速n1 1500r min 则有转差率为 mNTT mNTT AII mN n P U P I n nn s N Nst Nat N N NNN N N N 3 805 362 22 2 3 805 362 22 2 4 8164 1177 5 36 1440 5 5 95509550T A64 11 855 084 03803 105 5 cos3 04 0 1500 14401500 max N 3 1 1 8 4 6 Y180L 6 型电动机的额定功率为 15kW e 额定转速为 970r min 频率为 50Hz 最大转 矩为 295 36N m 试求电动机的过载系数 解 额定转矩 2 7 147 36 295 T T 7 147 970 15 95509550T N max N 过载系数为 mN n P N N 8 4 7 某四极三相异步电动机的 额定功率为 30kW 额定电压为 380V 三角形接法 频率为 50Hz 在额定负载下运行时 其转差率为 0 02 效率为 90 线电流为 57 5A 试求 1 7 w w w k h d a w c o m 课后答案网 转子旋转磁场对转子的转速 2 额定转矩 3 电动机的功率因数 解 min 1470r02 011500s1nn min 1500rn2p N1N 1 当额定运行时 转速为得根据 1 转子旋转磁场对转子的转速即为转差 min 30r14701500nn2 2 额定转矩 88 0 5 5738039 0 1030 IU3 R cos 195 7014 30 95509550 3 NN N N N mN n P T N N 8 5 1 上题中电动机的 7 2 1 NatNat IITT试求 1 和起动转矩 换接起动时的起动电流 2 当负载转矩为 额定转矩的 60 和 25 时 电动机能否起动 解 1 直接起动电流为 换接起动时起动 A 5 402 5 5777 Nat II电流为 2A 1345 402 3 1 I 3 1 I atat 直接起动时启动转矩为 m78N234 3 1 T 3 1 T m234N1952 12T 1T atat Nst 换接起动时起动转矩为 2 当负载转矩为 60 TN时 不能起动 mNTmNT stC 781171956 0 当负载转矩为 25 TN时 可以起动 mNTmNT stC 7875 4819525 025T 0 N 第 9 章 习题解答 9 3 1 他励电动机在下列条件下其转速 电枢电流及电动势是否改变 1 励磁电流和负载转矩不变 电枢电压降低 8 w w w k h d a w c o m 课后答案网 2 电枢电压和负载转矩不变 励磁电流减小 3 电枢电压 励磁电流和负载转矩不变 与电枢串联一个适当阻值的电阻 ao R 解解 1 电枢电压下降时 因励磁电流不变 磁通也不变 因此理想空载转速 n0下降 导致转速下降 由于负载转矩不变 所以电枢电流不变 而反电动势则降低 2 励磁电流减小则磁通减小 理想空载转速升高 导致转速升高 为了维持电磁转 矩等于负载转矩不变 电枢电流升高 因为电枢电压不变 反电动势将 下降 aaF RIUE 3 电枢串入电阻后 电压降增加 使反电动势下降 在磁通不变条件下转速将下 降 负载转矩不变 所以电枢电流不变 ao R F E 9 3 3 有一Z2 32 型他励电动机 其额定数据如下 P2 2 2kW U U1 110V n 1500r min 0 8 并已知Ra 0 4 Rf 82 7 试求 1 额定电枢电流 2 额定励磁电流 3 励磁功率 4 额定转矩 5 额定电流时的反电动势 解解 1 额定输入功率为 kW75 2 8 0 2 2 2 1 P P 额定电流为 A25 110 1075 2 3 N 1 N U P I 2 额定励磁电流为 A33 1 7 82 110 F f fN R U I 额定电枢电流为 A7 2333 125 fNNaN III 3 励磁功率为 W3 14633 1110 fff IVP 4 额定转矩为 mN14 1500 2 2 95509550 N 2 N n P T 5 反电动势为 V5 1004 07 23110 aaF UIUE 9 4 1 对上题的电动机 试求 1 起动初始瞬间的起动电流 2 如果使起动电流不超过电 流的 2 倍 求起动电阻 并问起动转矩为多少 解解 1 A275 4 0 110 N N st R U I 2 92 14 0 7 232 110 2 a aN N st R I U R 在忽略励磁电流情况下 9 w w w k h d a w c o m 课后答案网 8 14 0 252 110 2 a N N st R I U R 当磁通 为恒值时 转矩T正比于电枢电流Ia即T Ia 所以起动转矩为额定转矩的 2 倍 即 st mN281422 N T T 11 5 课后习题全解 11 2 1 试画出三相鼠笼式电动机既能连续工作 又能点动工作的继电接触器控制线路 解解 电路如图解 11 5 所示 其中SB2为连续工作启动按钮 SB3是双联按钮 用于点动 工作 当按下SB3时 接触器线圈有电 主触点闭合 电动机起动 串联在自锁触点支路的 常闭按钮断开 使自锁失效 松开SB3时 接触器线圈立即断电 电动机停车 可见SB3只 能使电动机点动工作 10 w w w k h d a w c o m 课后答案网 11 2 3 根据图 11 2 2 接线做实验时 将开关Q合上后按下起动按钮SB2 发现有 下列现象 试分析和处理故障 1 接触器KM不动作 2 接触器KM动作 但电动机不转动 3 电动机转动 但一松手电动机就不转 4 接触器动作 但吸合不上 5 接触器触点有明 显颤动 噪音较大 6 接触器线圈冒烟甚至烧坏 7 电动机不转动或者转得极慢 并有 嗡 嗡 声 解解 重画图 11 2 2 如图解 11 7 所示 1 有 3 种可能的原因 i 1 2 两根线上的熔丝有一个或两个烧断 使控制电路无电 源 ii 热继电器常闭触点跳开后未复位 iii 4 5 两点有一点 或两点 未接好 2 可能有两个原因 i A相熔断器熔丝烧断 电动机单相供电 无起动转矩 ii 电 动机三相绕组上没接通电源 例如丫形接法只将U1 V1 W1接向电源 而U2 V2 W2未 接在一起 形接法时未形成封闭三角形等等 3 自锁触点未接通 电动机在点动控制状态 4 可能有 3 个原因 i 电源电压不足 ii 接触器线圈回路 即控制回路 接触电阻过 大 iii 接触器铁心和衔铁间有异物阻挡 5 接触器铁心柱上短路铜环失落 6 可能有 3 个原因 i 接触器线圈额定电压与电源电压不符 ii 接触器长时间吸 合不上 电流过大而烧坏 iii 接触器线圈绝缘损坏 有匝间短路 7 A 相熔丝烧断 电动机单相运行 11 2 4 今要求三台鼠笼式电动机M1 M2 M3按照一定顺序起动 即M1起动后M2 才可起动 M2起动后M3才可起动 试绘出控制线路 11 w w w k h d a w c o m 课后答案网 解解 控制线路画如图解 11 8 所示 三台电动机的主电路是互相独立的 控制电路也基 本相似 但在KM2支路中串联了KM1常开触点 在KM3支路中串联了KM2常开触点 保证 了电动机的工作顺序 然而三台电动机停车则互相独立 11 2 6 在图 11 01 中 有几处错误 请改正 解 图 11 01 所示电路图中有 5 处错误 1 熔断器 FU 应接在组合开关 Q 下方 当丝 烧断后 才能在 Q 断开情况下不带电安全地更换熔丝 而图中接在 Q 上方 无法更换 2 联结点 1 应接到主触点 KM 上方 否则控制电路将无法获得电源 3 自锁触点KM应仅与起动按钮SB2并联 否则SB1失去控制作用 电动机无法停车 4 控制电路中缺少热继电器触点 不能实现过载保护 5 控制电路中缺少熔断器 无法保护控制电路短路 11 3 1 某机床主轴由一台鼠笼式电动机带动 润滑油泵由另一台鼠笼式电动机带动 今要求 1 主轴必须在油泵开动后 才能开动 2 主轴要求能用电器实现正反转 并能单 12 w w w k h d