电工学—电工技术课后答案

第二章 电路的分析方法 P39 习题二2-1 E+- 题2-1图 题2-1等效图解： ， ，代入 另外，戴维南等效图6V+- 回归原图 ，所以 2-2答 由并联输出功率400所以每个R获得功率改串联后：2-3 b112a123 题2-3等效图，2-4 abc 题2-4 -Y变换（一）图 题2-4 -Y变换（二）图bca 题2-4 -Y变换（三）图bac题2-4 等效星型图2-5 解：+-10V5A题2-5 （a)图 10A+-20V题2-5 （b）图+-5V+-5V 2.5A题2-5 （c）图5A5A+-10V题2-5 （d）图2-6 用两种电源等效互换的方法，求电路中5电阻上消耗的功率。 习题2-6图解：由两源互换，原图可变为下图 15V+-1A2V+-4V，所以：2-7 题2-7 图解： ，所以 ： 所以：2-8 试用支路电流法和节点电压法求如图所示各支路的电流。 题2-8图+-100V25VU25V题 2-8参考方向图 所以： 2-9 用叠加原理求图中的电流I。 题2-9 图解：由叠加原理可知原图可变为下（a）、（b）两图之和。2V+-（a）（a)中 （b)中 所以 2-10 用叠加原理求如图所示电路中的电压及元件ab消耗的功率。（电阻单位为） 题2-10图 解：由叠加原理可有：12V+-5AabI12V+-ab（a)+5A（b)（a)图中：，（b）图中所以：故 2-11 题图a）中，。若将理想电压源去掉后，如图b），试问此时？RRRRIabIb)+-=RRRRIabIa)+-+-ERRRRabc)+-+-E解：由叠加原理可知，b)图等于a)图减c)图，即：两电流源共同作用的响应，等于总的响应减去电压源单独作用的响应。由已知，而C)图中 ，所以：2-12 求：（1）题图中端点a、b处的戴维南和诺顿等效电路。 （2）如果用1电流表跨接在a、b处，将通过多大电流？ 题2-12图解：所以，等效戴维南电路与诺顿电路如下：ab+-ab等效戴维南电路等效诺顿电路 时 所以电流表的读数约为1.43A2-13 应用戴维南定理求图中1电阻的电流。 解： 由于1为研究对象，所以与电流源串联的2和理想电压源并联的5每个电阻对1不起作用，因此电路图为（b）图 4110V10A+-I(b)410V10A+-ab（c）将1电阻开路，如（c）图，去源后，如（d）图：4ab（d）戴维南等效电路如（e）图30V+-41I（e）2-14 试用戴维南定理和诺顿定理求图中负载上的电流。 题2-14图 解：由戴维南定理，等效图如下图（a），ab5050220V+-（a）去源 化简后见（b）图110V+-2550ba（b）而诺顿等效电路如图（c）：50baI25（c）2-15 解：+-UR+12V4ka）U12I36912b） 题2-15图当当，故当时，中的与的点的轨迹为直线中在第一象限中的线段。第三章 电路的暂态分析 习题三 3-1 习题3-1图解：a）图中；， b）图中，3-2 解： ，代入得：3-3 解： ，闭合后，为零输入响应。， uti60V0.012A3-3题电容电压电流曲线图3-4 解： ，为零状态响应。 3-4题电容电压曲线图ut020V3-5 解： 本题为零状态响应。，3-6 解：,所以：3-7 解：, 所以1.81.20t习题3.7曲线图3-8 解：，所以： 3-9 如图所示电路中，t=0时，开关S闭合，试求时，（1）电容电压；（2）B点的电位和A点的电位的变化规律。假设开关闭合前电流已处于稳态。习题-图解 ：所以：3-10 解：时。属于零状态响应所以：，时，全响应。，所以：t06.32u 习题3-10曲线图3-11 解：，所以：3-12 解：所以：3-13解：（1）闭合： （2）稳态后，再闭合，此刻计时，3-14 解： 3-14题电容电压曲线图t09V16Vu3-15 解： ，。3-16 解： 要使则即：，解得。3-17 解： ，。第四章 正弦交流电路P 93 习题四4.1 已知（1）试问i1与i2的相位差等于多少？（2）画出i1与i2的波形图；（3）在相位上比较i1与i2谁超前谁滞后。 解：（1） （2） w t 题4-1 曲线图 （3）4.3 解： ，当时，则 w t 题4-3 曲线图4.4 解：（1） 题4.4 (1)图 或(2) 题4.4 (2)相量图4.5 指出下列各式的错误：（1）（2）；（3）；（4）；解：（1）等号不可连等；前者为瞬时表达式，后者为相量式。 （2）I为有效值，与复数式不能连等。 （3）为大小，为瞬时值之比。 （4）左边表示大小，右边为复数，两者不是一回事。4.6 解：（1） （2） ，为纯电阻时； （3），为纯电容时。4.7 解： 4.84.9 解： 题4-8电容电压与电流相量图4.9 解： 4.10 解： 即解得：4.11 已知如图所示电路中，电路为感性的，电流表A的读数为6A。求电流表的读数。 A+- 题4-11图 解：由已知有：，则， 又 解得：，两表的读数均为。4.12 已知题4-12图所示电路中，电流表A的读数为2A。电压表的读数均为200V。求参数R、L、C，并作出该电路的相量图。并写出的瞬时值表达式。 A+-A 题4-12 图解： 同理 ，整理得：，即 习题4-12相量图 由相量图可知电流超前端电压，4.13 求图4-13两图中的电流。 -j(a)(b)-jj解： 图（a）中， 图（b）中，4.14 在图4-14中，与同相，试求及。 +-R题4-14图解：设，则因为 ，所以 又因同相，故 又，。相量图如下： 习题4-14相量图4.15 一个电感线圈，（1）的有效值；（2）求电路的总的功率因数及总功率P。 RLC题4-15图 解：（1）设电压则 故 （2）总功率 4.16 电路如题图4-16是三个阻抗串联的电路，电源电压，已知，求 （1） 电路的等效复数阻抗，电流和电压。 （2） 画出电压、电流相量图。 （3） 计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。题4-16 图题4-17 图 解：（1） （2） 相量图 题4-16相量图 （3） 4.17 题图4-17所示的是并联电路，输入电压，。求 （1）并联电路的等效复数阻抗；（2）各支路电流和总电流；（3） 画出电压和电流相量图；（4） 计算电路总的、和。解： （1） ， （2） 设，则 所以 （3）相量图如下： 习题4-17相量图 （4） 418电路如图所示，已知，试求并联支路端电压及电路的。 u+_RCLab+_习题4-18图 解： 设，依题意得： （1） ， 则 总阻抗 （2）总电流 并联电路端电压 功率因数 4.19 今有40W的日光灯一个，使用时灯管与镇流器（可近似地把镇流器看作纯电感）串联在电压为220V，频率为50赫兹的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器的感抗与电感。这时电路的功率因数是多少？若将功率因数提高到0.8，问应并联多大的电容？ RL+_+_+_习题4-19图 解：消耗在灯管上的有功功率为，则 故感抗为 将功率因数提高到0.8，需并联电容为： 4.20 在题图中，试求：（1）电流表的读数和电路的功率因数；（2）欲使电路的功率因数提高到0.866，则需并联多大的电容？（3）并联电容后电流表的读数又为多少？ u+_AX1ab习题4-20图X2C 解：（1）画相量图如下图所示， ， ， 故同相，滞后,c此时功率因数 。 （2）欲使电路的功率因数提高到0.866，则因并联上电容后，电路的总有功功率不变， （3）并联C后，因，所以 。第五章 三相交流电路 P115 习题五 解：A所以： 相量图如下： 题5-1相量图5-2 解：只能连接所以：则：又 故 5-3 解：设，则又 所以： 连接时所以：则：故： 习题5-3供电图5-4 解： 当Y形连接时，由当联接; 。5-5 解：（1） 当开关S闭合时，（2）当开关S断开时，所以： 5-6 解： 而：所以：.故： ,5-7 解 ：由 设，则 电源线电压为467.31V。5-8 解： 由又因为负载星形联结；所以： 所以：，故：5-9 解：由于负载联结：所以且负载对称性，所以：5-10 如图所示电路中，电源线电压为380V，各相负载的阻抗值均为。求（1）三相负载是否对称？（2）试求各相电流，并用相量图计算中线电流；（3）试求三相平均功率P。 习题5-10图解： （1）不对称（2）画相量图，由星形联接 习题5-10相量图故：从相量图中，设 (3) 所以：5-11 解：（1）中性线正常时，负载端电压对称，即：所以：，而中线电流需相量式计算，设则： 而： 故：(2)中性线断开时，电路如下图 ， ，5-12 解：设相序U-V-W对应A-B-C则另画图有： +-+-+-习题5-12电路图= ，则： 故：W相的灯比V相的灯流过电流大，那么W相的灯比较高，而V相的灯比较暗。第六章 磁路与变压器P135 习题六6.2 解： 铁心线圈取用的总有功功率为： 空心线圈取用的总有功功率为： 空心线圈取用的总有功功率即为铜损，故可得： 铁心线圈的铜损为： 铁心线圈的铁损为： 6.3 有一台10000、230V的单相变压器，其铁心截面积，磁感应强度最大值，电源频率为，求一次、二次绕组的匝数各为多少？解： 由于 则 6.4 解：由于副边为纯电阻，由，可知：所以：又因为：6.5 解：根据变压器阻抗变换原理，负载阻抗折算到原边的等效阻抗为：信号源输出功率为：6.6 一台、的变压器，试求：（1）电压比k及和。（2）该变压器在满载情况下向的感性负载供电时，测得二次侧电压为220V，求此时变压器输出的有功功率。解：(1)(2) 6.8 在图中，输出变压器的二次绕组有中间抽头，比连接的扬声器，两者都能达到阻抗匹配。试求二次绕组两部分匝数之比。 习题6-8图解：扬声器折算到原边阻抗模为扬声器折算到原边阻抗模为由题意可知：，所以6.9 习题6-9图解： (1) 1与4端相连，2与3端相连，接入220V电源上。（2） 1与3端相连，2与4端相连，接入110V电源上。（3） 在上述两种情况下，一次侧每个绕组中的额定电流和电压均不变，二次侧电压亦不变，只是电源供给电流大小不同，110V电源供给的电流是220V电源的2倍，而输出的视在功率是相同的。6.10 习题6-10图解：两个副边绕组的匝数分别为： 两个副绕组的电流分别为： 由于两个副边绕组接的都是电阻性负载，故电流同相位，则原边电流为： 6-11 习题6-11图 +-ESmA电流实际方向图6-12 习题6-12图 （1）1V (2) 3V (3) 9V （4）2V (5) 6V (6) 8V （7）13V (8) 7V (9) 5V （10）11V (11) 4V (12) 10V (13) 12V第七章 异步电动机P167 习题六7-1 解： 7-2 解： 当极对数为P=2时，旋转磁场转速（同步转速） （a）起动瞬间，时 （1）定子旋转磁场对定子的转速 （2）定子旋转磁场对转子的转速 （3）转子旋转磁场对转子的转速 （4）转子旋转磁场对定子的转速 （5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速 （b）转子转速为同步转速的，则有 （1）定子旋转磁场对定子的转速 （2）定子旋转磁场对转子的转速 （3）转子旋转磁场对转子的转速 （4）转子旋转磁场对定子的转速 （5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速 （c）转差率时， （1）定子旋转磁场对定子的转速 （2）定子旋转磁场对转子的转速 （3）转子旋转磁场对转子的转速 （4）转子旋转磁场对定子的转速 （5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速7-3 解： 当三相异步电动机的磁极对数为P=2时，旋转磁场转速（同步转速）（1）电机起动瞬间，时 （2）在额定转速4，其额定转差率： 所以， 综上计算结果，转子电路的电动势及感抗与转差率成正比，而额定运行时转差率很小，所以上述两个物理量也很小。在起动时，转子电流很大，但功率因数很低，在额定状态下，转子电流减小很多，功率因数则提高到接近为1。7-4 解： （1）当三相异步电动机的磁极对数为P=3时，旋转磁场转速（同步转速） 又 由于 ，则 故 又 ，有。7-5 解： 当时， 当时， 当时， 当时，7-6 解： 由，得 又 过载能力，所以，7-7 解： 由，得 又 过载能力，所以，7-8 解： 由，得 7-9 解： （1）由，有（2）由，得 （3）（4）7-10 解： （1）由，得 （2）由，得 （3）当时，电动机能起动。当时，电机能起动。 （4） 所以起动时， 当，电动机不能起动。 当，电动机能起动。 （5）， 电动机的起动电流： 线路上的起动电流：7-11 解： 由，有由，得 故：电动机的起动电流： 线路上的起动电流：7-12 一台三相异步电动机的，若电源电压降低30，试问：（1）能否满载起动？（2）能否半裁起动？ 解： 当时，故 （1）电机不能满载起动。 （2）所以电动机能半载起动。7-13 解： 空载时， 满载时，7-14 解： （1） （2）由 （3）由，得 （4）Y接法： 接法： （5） （6） （7）第八章 继电-接触器控制系统 8-1 答：自锁：用自身的常开辅助触点，并联在起动按钮两端，在同一时间里保证接触器长时间连续正常工作的控制作用，称为自锁；互锁(连锁)：用不同接触器的常闭辅助触点，串联于对方接触器，在同一时间里保证自身接触器长时间连续正常工作的同时，其它接触器无法正常工作的控制作用，称为互锁。 8-2 习题8-2图 答：因为两个起动按钮的作用是等同的，即两者并联只起到一个的作用，本题只是两地起动连续运行控制图。如果将SB2、SB3联动，组成复合按钮，即可实现点动加连续运行的功能，那时缺点为动作不可靠。8-3 习题8-3图 答：不能。因为两个起动按钮的作用是等同的，即两者并联只起到一个的作用，本题只是两地起动连续运行控制图。8-4 答：不能。主控制图中KM1主触点压力太重，使电路无法正常工作。控制线路参考习题8-5接法。8-5 习题8-5控制图SB18-6 LSB1SB2KTKHKTKMKMKT习题8-6控制图 8-7 答：起互锁作用的常闭触点KMF和KMR对调即可。 习题8-7控制电路图8-8 如图所示，下列控制电路实现什么功能？简述其工作原理。 FUKM2FR2ABCFUM1ABCKM1FR1M2主电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2控制电路SB2KM1FR1KM1 习题8-8主控制图答：实现了小车在工作台上循环往复的运动。其工作原理如下：SBFKMF ，小车正向运行至A端撞SQa KTa 延时2分钟KMR 小车反向运行至B端撞SQb KTb 延时2分钟KMF 小车正向运行如此往反运行。 8-9 题图是电动机顺序起停控制电路。其中接触器KM1和KM2分别控制电动机M1和