电工电子技术习题1.doc

习 题 一(a) IUU IU(b) UI (c)I(d)图1.51 习题1-1的电路+=+-=+=+U-=+=+-=+=+U-=+1-1 在图1.51中，方框代表电源或负载。已知，。试问，哪些方框是电源，哪些是负载？解：（a）电源 （b）电源 （c）负载 （d）负载1-2 已知蓄电池充电电路如图1.52。电动势，设，当端电压时求 电路中的充电电流及各元件的功率。并验证功率平衡的关系。IRE U图1.52 习题1-2的电路+=+-=+解： A W W电路中电源发出的功率等于负载消耗的功率，功率是平衡的 1-3 在图1.53所示电路中，已知，+=+ U3 I4 I2U1 1 4 2 U23图1.53 习题1-3的电路+=+-=+=+-=+-=+ 。求各元件的功率。并说明是吸收还是发出。并验证功率平衡的关系。解： I1 由上面计算得：元件1发出功率，元件2、3、4吸收功率 (a) (b)IS 2 21A1A25V 2A2图1.54习题1-4的电路1-4 求图1.54示电路中电流源两端的电压及通过电压源的电流。解：（a） (b) 1-5 一直流电源，其额定功率为，额定电压，内阻为，负载电阻可调。试求：（1）额定工作状态下的电流及负载电阻；（2）开路电压U0；（3）短路电流。解：（1） A （2）V （3）A1-6 图1.55中已知，。试计算开路电压 R2 R3 E2 + -R4R1E1U2图1.55 习题1-6的电路U1+-+-解：对左边回路列KVL方程：对右边回路列KVL方程：2A 10V 102图1.56 习题1-7的电路1-7 图1.56所示电路中，求恒流源的电压，恒压源的电流及各自的功率。解：由KVL方程： A 由KCL方程： A 由KVL方程： V W W12V8V100 100Ix 50Rx Ux图1.57习题1-8的电路 +-1-8 电路如图1.57示。流过电压源的电流是0，计算，。解：由KVL方程： 得： Va 2 b6V I 12V 6V I 12V5 1 1 50图1.58题1-9的电路1-9 试求图1.58电路中的及。解：由KCL方程： 12V 36V图1.59题1-10的电路33A 3I1-10 用电压源和电流源的等效变换法求图1.59电路中的。6VI1.5V1A6VI3A6VI解：等效变换图为：4A I18V 12V2 44图1.60题1-11电路 I2I31-11 用支路电流法求解图1.60中的各支路电流。解： 联立得：I 10.5 1V 1 1 2A图1.61习题1-12的电路1-12 用叠加原理计算图1.61示电路中的。解：利用叠加原理1.61分解为下列(a)(b)两图： 1V 1 1 10.5 (a) 1 1 2A 10.5 (b)20V150V10120V101010I 图1.62习题1-13的电路1-13 用戴维南定理计算图1.62所示电路中的电流。解：图1.62可简化为图（c）的等效电路。等效电路的电动势可用图（a）来求得： 等效电路的内阻可用图（b）求得： 得等效电路如图（c）所示。 由等效电路求得：AE R0 I10ba（c）101010abRO（b）20V150V10120V1010ab_+UO（a）R1=9R2=42AR3=6R4=210V图1.63习题1-14的电路1-14 用戴维南定理计算图1.63示电路中上的电流。解：图1.63可简化为图（c）的等效电路。等效电路的电动势可用图（a）来求： V等效电路的内阻可用图（b）求得： 得等效电路如图（c）所示。 由等效电路求得：AE R0 I9ba（c）R1R2=42AR3=6R4=2(b)ba+-ROR2=42AR3=6R4=210V(a)ba+-UO1-15 用支路电流法、叠加原理、戴维南定理分别计算图1.64所示电路中的电流。图1.64 习题1-15的电路6A246V3I8解：图1.64可简化为图（a）(a)6A46VI8I1(1)支路电流法： 求得：A （2）叠加原理：将图（a）分解为下列(b)(c)两图(b)46V8(c)6A48 a(d)6A46V+_bUO (3) 戴维南定理：等效电路的电动势可用图（d）来求： 等效电路的内阻为从ab两端看进去的E R0 I8ba（ e）除源等效电阻 得等效电路如图（e）所示。 由等效电路求得1-16 求图1.65所示电路的戴维南等效电路。ab2A668V2(c)ba25V6V3A(b)ba2A10V8V2(a)图1.65 习题1-16的电路+-解：（a）等效电路的电动势：等效电路的内阻为从ab两端看进去的除源等效电阻 得戴维南等效电路为图（a）（b）等效电路的电动势： 等效电路的内阻为从ab两端看进去的除源等效电阻 得戴维南等效电路为图（b）(c) 等效电路的电动势： 得： 等效电路的内阻为从ab两端看进去的除源等效电阻 得戴维南等效电路为图（C）ba（ c）9V1.5aba（ a）10V2b（ b）11V2203k3k3k12s图1.66 习题1-17的电路1-17 在图1.66中，求开关断开和闭合两种状态下A点的电位。解：开关断开时： 开关闭和时： 3VA126V2图1.67 习题1-18的电路1-18 求图1.67中A点的电位。解： 图 2.35 习题2-1的电路I1 UI2 45o习 题 二2-1 已知：正弦交流电压，电流，的相量图如图2.35所示，试分别用三角函数式，复数式，波形图表示。解：0w tui/A, u/vi2i12-2 已知正弦量的相量式如下：试分别写出正弦量的瞬时值表达式，画出它们的相量图。解： 2-3 已知： 试用相量图求：（1）, 并写出电压的瞬时值表达式；（2），并写出电流的瞬时值表达式。解：V 2-4 已知：L=100mH，f=50Hz。 （1）时，求两端电压（2）时，求并画相量图。解：（1） （2） 2-5 已知：，f = 50Hz。（1）时，求电流（2）时，求并画相量图。解： 2-6 已知R, L, C串联的电路中，。在电容元件的两端并联一开关S。求：（1）当电源电压为220V的直流电压时，试分别计算在短路开关闭合和断开时两种情况下的电流I及，。（2）当电源电压为时，试分别计算在上述两种情况下的电流I及，。解：（1）开关闭合 A V 开关断开 （2）开关闭合 开关断开： 2-7 图2.36所示电路中，试画出各电压电流相量图，并计算未知电压和电流。（a） （b）（c） （d）（e） （f）图 2.36 习题2-7的电路（a）ULURU（b）IUCURU（C）IULUCU（d）IIR IL U（e）IIR IC U（f）IIC IL U+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-I解：(a) V (b) V (c) V(d) A (e) A (f) A 2-8 在图2.37所示电路中，上的电压分别为，(1) 设，图 2.37 习题2-8的电路UU1U2IZ1Z2+-+-+-(2) 若，为何种元件时，U最大，是多少？为何种元件时，U最小，是多少？解：(1) (2) 为电感 U最大 14V为电容 U最小 2V2-9 测得图2.38（a）所示无源网络N的电压电流波形如图2.40（b）所示。(1) 用瞬时值表达式、相量图、相量式表示电压和电流；（ f =50Hz）(2) 画出N的串联等效电路，并求元件参数；图2.38 习题2-9的电路 正弦量的初相位ui(a)N+-0w t(b)iui/A, u/v(3) 计算该网络的P, Q, S。 解：(1) V 1111(2) 串联等效电路为：(3) 2-10 一线圈的电阻为1.6k，接入U=380V， f=50HZ的交流电源，测得线圈电流I=30mA，求线圈电感L。解： 2-11 RC串联电路，输入电压为U，阻抗值 |Z |=2000， f=1000Hz，若从电容两端输出，通过相量图说明输出电压与输入电压的相位关系，若两者之间的相位差为，计算R和C。若从电阻两端输出呢？解：从电容两端输出： 所以： 从电阻两端输出： 2-12 有R, L, C串联的交流电路，已知，I=1A，试求其两端的电压U。解：iCiLiR2mFu图2.39 习题2-13的图300Wi0.4H+- V2-13 在图2.39所示电路中，已知：。试求，。解：A u L R Ci1 i2 i3 图2.40 习题2-14的图+-2-14 在图2.40所示电路中，已知：，。画出相量图并求，的数值。解： 2-15 图2.43所示电路中，已知，且。求电路的（1）复阻抗Z； （2）； （3）P, Q, S。解：（1）图2.41 习题2-15的图iiS uC uCR uR+-+-+-（2）V （3） 图 2.42 习题2-16的电路R1UR1URLUIR2L+-+-2-16 图2.42所示电路中，已知，f=50Hz，L=1.65H求：I，。解： 2-17 在R, L, C串联电路中，已知，端口电压为10V，电流为4A， 。试求电容电压UC及R，L，C。 解： 2-18 图2.43所示电路中，求电压表、电流表的读数。解： 图2.43 习题2-18的电路AV1V2j10j10-j55100VUULI1 I3 I2 +-+-所以，电流表的读数为10A 电压表的读书为141.4V2.19 日光灯可等效为一个R, L串联电路。已知，30W日光灯的额定电压为220V，灯管电压为75 V，若镇流器上的功率损耗可忽略，计算电路的电流及功率因数。 解： 得 A 图2.44 习题2-20的电路10- 4H1100F1ab 2-20 求图2.44所示电路的复阻抗Z。 解：图 2.45 习题2-21的电路j2-j22UUC+-+-2-21 图2.45所示电路中，已知：。求及P。解：2-22 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5351605kHz的要求？解：发生谐振时， 所以能满足收听5351605kHz的要求2-23 有一R, L, C串联电路，接于频率可调节的电源上，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）。试问，当电流为最大值时，电路处于什么状态？此时，电路的性质为何？电路内部的能量转换如何完成？试求：R, L, C及谐振时的。解：当电流为最大值时，电路处于谐振状态。此时，电路呈电阻性。电源只给电阻提供能量，电感和电容的能量交换在它们两者之间进行。当时， 当 其中： 由联立解得： 谐振时：2-24 已知一感性负载的电压为工频220V，电流为30A，。欲把功率因数提高到0.9，应并电容器的电容量为多少？解：由公式 代入公式得：I 图2.46 习题2-25的电路CLRI1 IC U+-2-25 如图2.46所示电路中，已知，L=40mH，电源电压U=220V。f=50Hz。求：（1）各支路电流；电路的P，Q，S及；（2）若将功率因数提高到1，应增加多少电容？（3）画出相量图。解：（1） U) j1 （2）习 题 三 3-1 一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于的对称三相电源上，其线电流为，。试求该电动机每相绕组的阻抗Z。解：V UAIAICUCUB 36.9o36.936.9IB3-2已知对称三相电路每相负载的电阻，感抗。 （1）设电源电压。求负载星形连接时的相电压，相电流，线电流，并作相量图。 （2）设电源电压。求负载三角形连接时的相电压，相电流，线电流，并作相量图。（3）设电源电压仍为。求负载三角形连接时的相电压，相电流，线电流又是多少？（4）分析比较以上三种情况。当负载额定电压，电源线电压时和时两种情况下，各应如何连接？ 解 (1) -ICAUABIABICA-IAB-IBCICIAIBUCAUBC 3030 36.9o36.936.9IBC(2) (3) V 当电源线电压为380V时，采用星形连接 当电源线电压为220V时，采用三角形连接图3.20 习题3-3的电路ABCNR-jXCIAIBICjXLIN3-3 图3.20所示电路的电源电压，每相负载的阻抗值为10。（1）试问，能否称其为对称负载？为什么？（2）计算各相电流和中线电流。在同一坐标上画出负载的电压、电流的相量图。解：（1）不是对称负载，因为阻抗角不相等。（2）A AUAICUCUB3030IBIA A3-4 对称负载星形连接。已知每相阻抗，电源线电压为。求三相总功率P、Q、S及功率因数。解： AW3-5 图3.21所示为三相四线制电路，三个负载连成星形。已知电源的线电压，负载电阻，。试求：（1）负载的各相电压、相电流、线电流及三相总功率P。（2）中线断开，A线又短路时的各相电流、线电流。（3）中线断开，A线也断开时的各相电流、线电流。ABCNRARCRB图3.21 习题3-5的电路IAIBICIN解：(1)V (2) V VA A 设 V 则 V V则：A (3) 3-6 三相对称负载三角形连接，其线电流,有功功率，功率因数，求电源的线电压，电路的视在功率S和每相阻抗Z。解： V 10WABC图3.22 习题3-7的电路IIAYIAB38W3-7 在线电压为的三相电源上，接有两组电阻性对称负载，如图3.22所示。试求线路电流I。17.321022解： 作相量图：A习 题 四uR1 t=0 i2 iL 4-1 图4.16所示电路中，已知。开关闭合前电路已到达稳态。（1）求开关闭合瞬间各支路电流电压的初始值。（2）开关闭合后，到达稳定状态时各支路电流、电压的数值。uLR2 LLR1E t=0 R2 i2C(a)i1 R1 SE(b)图4.16 习题4-1的电路+-+-+-uR1+-+-iCi1LS解：（a）图（1） VV（2） (b)图（1）AVV（2）A V uC UuL6VS R4 1kW iC 1KW Ci1 R1 R3 i3 iLt=0图4.17 习题4-2的电路R2 2 kW 1kWi2 1kW+-+-L+-4-2 图4.17所示电路换路前已处于稳态。试求（1）换路后瞬间的。（2）换路后电路到达新的稳定状态时的。 解：（1） 由换路定则： （2）换路后达到新的稳定状态 4-3 求图4.18所示电路S接通和断开两种情况下的时间常数。已知：。t=0R1 S R3 iL R2 R4 C图4.18 习题4-3的电路+-解：接通时： 断开时： Et=0 R1 C1 C2 uCS R2图4.19 习题4-4的电路+-+-4-4 在图4.19中，电容原先未储能。求时的，并画曲线。解： 0 tuCt20 图4.20 习题4-5的电路10mA St=06k 3kR3 R1 iCR2 3k2mFC +-uC4-5 求图4.20所示电路中的，并