电工电子技术基础——习题解答

第一章练习题1-1判决问题1 .电荷的取向转移形成电流。 ()2 .在直流电路中，电流总是从高电位流向低电位。 ()3 .电阻体积越大，其额定耗散功率越大。 ()4 .电阻额定功率越大，其消耗功率越大。 （）5 .在电阻串联的情况下，各电阻消耗的功率与电阻的电阻值成反比。 （）6 .电流计应串联应用于电路，电压表应并联应用于电路。 ()7 .选择电气设备时，电气设备的额定电压必须与电源的额定电压相同。 ()8 .额定功率越大的电气设备，其消耗功率一定越多。 （）9 .电压源和电流源是同一电源的两种不同等效模型。 ()10 .电容器和电阻器虽然结构不同，但实际上是相同类型的电气部件。 （）11 .电容器并联总电容增加，电容器串联总电容减少。 ()12 .对于相同电容器，两端的电压越高，存储的电场能量越小。 ()1-2计算问题众所周知，流过1个导体的电流在1min以内通过导体横截面的电荷量为6000C，这个电流的大小是多少？如果1s以内通过导体横截面的电荷量为6万c，那么就来问问这个电流是多少吧解：根据I=Q/t(1)I=6000C/60s=100A(2)I=6000C/1s=6000A2在图1-30中显示电流、电动势、电压的实际方向，询问通过电流计A1和A2的电流是否相等，b、c、d各点的电位是谁高图1-30问题2图解：因为A1、A2是串联关系，所以流过的电流相等的电位的顺序是BCD有2根3长1 km、截面积2 mm2的导线，1根是铝线，1根是铜线，这2根导线在常温下的电阻是多少？为了使铝线的电阻与铜线的电阻相同，铝线的截面积需要增大多少？解答：(1)铝线在常温下的电阻；14.15(2)铜导线常温下的电阻；8.75(3)铝引线电阻与铜引线的电阻相同时的铝引线的截面积有42盏灯，额定功率均为40 W，一盏额定电压为36V，另一盏额定电压为12V，两盏灯工作时的电阻是多少？如果将两盏灯泡串联连接到48V的电源上，会发生哪一盏灯泡的电压超过额定电压的情况呢解答：(1)工作电压为36VR=U2/P=32.4(2)工作电压为12VR=U2/P=3.8(3)与48v电源串联连接两电阻之和为R=32.4 3.8=36.2根据串联电阻分压式vU2=48-43.2=4.8V额定电压为36V的灯为过电压，灯丝断开。5 .计算下述灯的电阻和额定电压下的电流，进行比较，明确“电流大则功率大”、“电阻大则功率大”等单方面的识别。(1)白炽灯泡220 V/100 W(2)白炽灯泡220 V/60 W(3)小电珠2.5 V/0.75 W。解答：(1)白炽灯泡220 V/100 WR=U2/P=484I=U/R=0.455A(2)白炽灯泡220 V/60 WR=U2/P=806.7I=U/R=0.27A(3)小电珠2.5 V/0.75 WR=U2/P=8.3I=U/R=0.302A比较：功率等于电压与电流的乘积，在相同的电压下电流越大功率就越大，不一定因电压而导致电流越大。6 .碳膜电阻瓦数有2 W、1 W、1/2 W、1/4 W、1/8 W和1/16 W等各种规格。 现在需要电阻值为4.7 k、电流为10 mA的电阻，应该选择多少瓦数的电阻？解答：w选择1/16W的电阻，即可满足要求。7 .电路如图1-31所示。 R1=0.5 、R2=20 、r3=30、R3消耗的电力为P3=480 W，您知道电源的电力是多少？图1-31问题7图解答：vPR2=U2/R=720WI=UR2/R2/R1=120/12=10AW=R1I2 P2 P3=50 480 720=1250W8 .电路如图1-32所示。 已知电源的内阻R0=0.1 ，连接引线的电阻Rl=0.2 ，负载是电灯和电阻炉的组成。 假设负载两端的电压为200 V，电阻炉的电力为600 W，则电灯组并联连接14个电灯，各个电灯的电阻可以用400 求出(1)电源端子电压u(2)电源的电动势E0。图1-32问题8图解答：(1)电阻炉中电流I炉=P/U=600/200=4A(2)灯电流I灯=U/R=200/(400/14)=7A(3)E0E0=200 (R0 2Rl)I=200 0.511=205.5VU=E0-R0I=205.5-1.1=204.4V9 .另一方面，有两室一厅的住宅，房间内的供电电压U=220 V是众所周知的。 使用的电器分别是一台冰箱、耗电量120 W； 1台彩色电视机，耗电量130 W； 1台微波炉，功耗720 W； 各种灯具最大功耗500 W； 空调功耗1 200 W电热水器的功耗为1 200 W其他电气设备的总功耗为1万w。 以上电器全部工作时的总电流是多少，铜芯塑料绝缘导线的电流容量是8.7 A /mm2，选择导线的截面积是多少？ 8月份各电气设备的工作状况是冰箱、空调的停止运转时间相等(每天12小时)，电视、热水器每天工作3小时的微波炉每天工作20 min的照明器具每天只运转40 W，其他电气设备每天开200W工作。 一个月的用电量请多少次计算，还知道电费一次是0.6元，8月份电费是多少解答：(1)电气设备的总电力p=120 w 130 w 720 w 500 w 1200 w 1200 w 1000 w=4870 w(2)导线截面积I=P/U=4870/220=22.14AS=I/8.7=22.14/8.7=2.55mm2 (以8.7A/mm2选择铜芯导线)(3)8月的电费电费= (1201200 ) 12h (1301200 ) 3h 7201/3h 404 h 2001 h /1000 ) 300.6=367.74 (元)10 .双范围的电压表电路如图1-33所示。 已知其标题部的内部电阻R0=120 ，允许流过的电流I0=500 A，求出串联分压电阻R1、R2的电阻值和电力。图1-33问题10图解答：(1)10V档R1=10/0.5-0.12=19.88k，电阻功率： P=UI=100.5=5mW(2)50V档R2=50/0.5-0.12=99.88k电阻功率： P=UI=500.5=25 mW，1/4W。11 .有微安全集管，其最大行程为I0=100 A，内阻为r0=1k，若变更为最大电流为100 mA电流计，则分流电阻R 1=？ (改造回路请参照图1-34。 中所述情节，对概念设计中的量体体积进行分析图1-34问题11图解答：总电阻是多少U0=I0 R0=0.1VR=U0/I=0.1/100=0.001k=1分流电阻为根据电阻并联式计算带入r、R0，=1.001根据分流公式计算12 .电路如图1-35所示。 请将a图和b图转换为等效的电流源，简化c图转换为等效的电压源，简化。(a) (b) (c )图1- 35问题12图解答：(a)IS=3A，RS=1.33(b)IS=6A，RS=7.33(c)ES=10V，RS=313 .电路如图1- 36所示。 已知E 1=9 V，E2=12 V，R1=3 ，R2=3 。 请使该电路与电压源等效。图1-36问题13图解答：ES=10.5V，RS=1.514 .电路如图1-37所示。 请将该电路转换为等效电压源和等效电流源。图1-37问题14图解答：等效电压源：ES=9V，RS=6等效电流源：IS=1.5A，RS=615 .电路如图1-38所示。 R1=5 R2=10 ，R3=15 ，E1=18 V，E2=8 V。 求各位旁路电流。图1- 38问题15图解答：I1=I3- I2E1-E2=I1R1-I2R2E2=I2R2 I3R3了解： I1=1.2A，I2=-0.4A，I3=0.8A。16 .电容器并联电路如图1-39所示。 已知C1=10 F、C2=22 F、C3=47 F、电压U=100 V。 求出总电容c、极板上的总电荷量q及电容器中蓄积的能量WC。图1-39问题16图解答：C=C1 C2 C3=10 22 47=79Fq=uC C=1007910-6=0.0079C (库仑)WC=0.579 10-6 1002=0.395 J17 .电容器串联电路如图1-40所示。 已知电压U=120 V、C1=10 F/100 V、C2=22 F/100 V。 求出总电容c和施加在各电容上的电压。 两个电容器工作正常吗？图1-40问题17图解答：Fu1=Vv第二章练习题2-1判决问题1 .有两个完全相同的环状螺线管，一个以光纤板为管道的介质，一个以芯为管道的介质。 在两个线圈中流过相同的电流时，两个线圈的b、h的值相等。 （）2 .磁感应强度b总是与磁场强度h成比例。 ()3 .线圈产生的电动势的大小与其通过的电流成正比。 ()4 .导磁率是表示各种材料导磁率强弱的物理量。 ()5 .铁磁材料导磁率大，常数。 （）6 .软磁性材料适用于制造电器的磁芯，而硬磁性材料适用于制造永久磁铁。 ()7 .磁路由表面绝缘的硅钢板制成，唯一的目的是减小磁路的磁阻。 （）8 .如果磁路有气隙，磁路磁阻不会增加。 （）9 .直流电磁铁由于某种原因，电枢一旦粘在一起，线圈就会烧坏。 （）10 .交流电磁铁由于某种原因而衔铁粘在一起时，线圈烧坏。 ()11 .额定电压为220V的电磁铁，如果直流电磁铁没有连接到交流电源，则不工作的交流电磁铁没有连接到直流电源，线圈就会烧坏。 ()12 .导体在磁场中切断磁力线时，导体有感应电动势。 ()13 .通过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大。 （）14 .自感应电动势的大小与线圈的电感量成正比。 ()15 .如果两线圈的互感磁通一定，则两线圈的互感电动势为零。 ()2-2计算问题1 .如图2-27所示，表示各通电导线受到的磁场力的方向。图2-27问题1图解答：2 .具有均匀的强磁场，磁感应强度B=0.13 T，磁力线垂直通过S=10 cm2的平面，介质的相对磁导率 r=3 000。 求出磁场强度h和通过平面的磁通。解答：=B S=0.131010-2=0.013Wb r=/ 0 =r 0=3000410-7 H/mh=b /=0. 13/(3000410-7 )=108.3/(a/m )3 .均匀地紧密缠绕的环形空心线圈如图2- 28所示，平均直径D=40 cm、圈数N=5 000圈。 在线圈的中心产生B=1.25 T的磁感应强度，求出线圈中的电流。图2-28问题3图解答：，将B=1.25T代入上式，求出I=250A4 .已知铸铁的B1=0.3 T、铸钢的B2=0.9 T、硅钢板的B3=1.1 T，请分别从图2-7调查H1、H2、H3解答：H1=7.5(A/cm )H2=5.5(A/cm )H3=4.8(A/cm )5 .在硅钢板制成的闭合铁心上缠绕N=880圈的线圈，铁心的截面S=1010-4 m2，铁心的平均长度l=0.4 m。 为了使磁芯产生=0.0013 Wb的磁通，线圈需要流过多少电流？ 如果流过1.8 A的电流，铁心的磁通量是多少？提示：根据已知条件计算铁心的磁感应强度，根据图2-7检测h值求出电流I。解答：t核对清单，H=12(A/cm)=1200(A/m )。有根据a.a6 .在图2-30中，有效长度l=0.3 m的直线导线在B=1.25 T的均匀强磁场中，以=40 m/s的速度在垂直磁场方向上运动。 设导线电阻R0=0.1 、外部电路电阻R=19.9 ，通过对