电工学简明教程第一二章习题答案ppt课件VIP

.,1,例1、求图所示的电路中R支路的电流。已知Us1=10V,Us2=6V,R1=1,R2=3,R=6。,.,2,解先把每个电压源电阻串联支路变换为电流源电阻并联支路。网络变换如图(b)所示,其中,.,3,网络简化如图(c)所示。对图(c)电路,可按分流关系求得R的电流I为,注意：用电源变换法分析电路时，待求支路保持不变。,.,4,例2、图（a）所示桥形电路中R1=2,R2=1,R3=3,R4=0.5,Us=4.5V,Is=1A。试用叠加定理求电压源的电流I和电流源的端电压U。,.,5,解(1)当电压源单独作用时,电流源开路,如图（b）所示,各支路电流分别为,电流源支路的端电压U为,.,6,(2)当电流源单独作用时,电压源短路,如图（c）所示,则各支路电流为,电流源的端电压为,.,7,电流源的端电压为,(3)两个独立源共同作用时,电压源的电流为,.,8,例3、求图(a)所示单口网络的戴维宁等效电路。,解：在单口网络的端口上标明开路电压uoc的参考方向，注意到i=0，可求得,.,9,将单口网络内1V电压源用短路代替，2A电流源用开路代替，得到图(b)电路，由此求得,根据uoc的参考方向，即可画出戴维宁等效电路，如图(c)所示。,.,10,例4、求图(a)所示单口网络的戴维宁等效电路。,解；标出单口网络开路电压uoc的参考方向，用叠加定理求得uoc为,.,11,将单口网络内的2A电流源和电流源分别用开路代替，10V电压源用短路代替，得到图(b)电路，由此求得戴维宁等效电阻为,根据所设uoc的参考方向，得到图(c)所示戴维宁等效电路。其uoc和Ro值如上两式所示。,.,12,例5、图（a）所示电路中,已知Us=12V,R1=4k,R2=8k,C=1F,开关S原来处于断开状态,电容上电压uC(0-)=0。求开关S闭合后,t=0+时,各电流及电容电压的数值。,解选定有关参考方向如图所示。,(1)由已知条件可知:uC(0-)=0。,(2)由换路定律可知:uC(0+)=uC(0-)=0。,(3)求其它各电流、电压的初始值。画出t=0+时刻的等效电路,如图（b）所示。由于uC(0+)=0,所以在等效电路中电容相当于短路。故有,由KCL有iC(0+)=i1（0+）-i2（0+）=3-0=3mA。,.,13,例6、如图（a）所示电路,已知Us=10V,R1=6,R2=4,L=2mH,开关S原处于断开状态。求开关S闭合后t=0+时,各电流及电感电压uL的数值。,解选定有关参考方向如图所示。(1)求t=0-时电感电流iL(0-)。由原电路已知条件得,(2)求t=0+时iL(0+)。由换路定律知,(3)求其它各电压、电流的初始值。画出t=0+时的等效电路如图（b）所示。由于S闭合,R2被短路,则R2两端电压为零,故i2(0+)=0。由KCL有,由KVL有,.,14,例7、如图（a）所示电路,已知Us=12V,R1=4,R2=8,R3=4,uC（0-）=0,iL（0-）=0,当t=0时开关S闭合。求当开关S闭合后,各支路电流的初始值和电感上电压的初始值。,解(1)由已知条件可得,(2)求t=0+时,uC(0+)和iL（0+）的值。由换路定律知,（3）求其它各电压电流的初始值。,.,15,(3)画t=时的等效电路,如图(d)所示。,例8、如图（a）所示电路,已知R1=100,R2=400,C=125F,Us=200V,在换路前电容有电压UC(0-)=50V。求S闭合后电容电压和电流的变化规律。,解用三要素法求解:,画t=0-时的等效电路，如图(b)所示。由题意已知UC(0-)=50V。,(2)画t=0+时的等效电路,如图(c)所示。由换路定律可得UC(0+)=UC(0-)=50V,.,16,(4)求电路时间常数,(5)由公式得,波形图,.,17,例：,电路如图，t=0时合上开关S，合S前电路已处于稳态。试求电容电压和电流、。,(1)确定初始值,由t=0-电路可求得,由换路定则,.,18,(2)确定稳态值,由换路后电路求稳态值,(3)由换路后电路求时间常数,.,19,uC的变化曲线如图,.,20,用三要素法求,.,21,例：,由t=0-时电路,电路如图，开关S闭合前电路已处于稳态。t=0时S闭合，试求：t0时电容电压uC和电流iC、i1和i2。,求初始值,.,22,求时间常数,由右图电路可求得,求稳态值,.,23,(、关联),.,24,例9、已知工频条件下,两正弦量的相量分别为,试求两正弦电压的解析式。,解由于,所以,.,25,例10、如图（a）、(b)所示电路中,已知电流表A1、A2、A3都是10A,求电路中电流表A的读数。,解设端电压,(1)选定电流的参考方向如图(a)所示,则,(与电压同相),（滞后于电压90）,电流表A的读数为。注意:这与直流电路是不同的,总电流并不是20A。,.,26,(2)选定电流的参考方向如图(b)所示,则,电流表A的读数为10A。,.,27,例11、如图（a）、(b)所示电路中,电压表V1、V2、V3的读数都是50V,试分别求各电路中V表的读数。,a）选定i、u1、u2、u的参考方向如图(a)所示,则,(与电流同相),（超前于电流90）,解：设电流为参考相量,即,.,28,已知:,求:(1)电流的有效值I与瞬时值i;(2)各部分电压的有效值与瞬时值；(3)作相量图；(4)有功功率P、无功功率Q和视在功率S。,例：在RLC串联交流电路中，,解：,.,29,(1),(2),.,30,通过计算可看出：,而是,(3)相量图,(4),或,(5),.,31,1.假设R、L、C已定，电路性质能否确定？阻性？感性？容性？,2.RLC串联电路的是否一定小于1？,4.在RLC串联电路中，当LC时，u超前i，当LC时，u滞后i，这样分析对吗？,.,32,复杂正弦交流电路的分析和计算,若正弦量用相量表示，电路参数用复数阻抗（)表示，则直流电路中介绍的基本定律、定理及各种分析方法在正弦交流电路中都能使用。,相量形式的基尔霍夫定律,相量（复数）形式的欧姆定律,.,33,一般正弦交流电路的解题步骤,1、根据原电路图画出相量模型图(电路结构不变),2、根据相量模型列出相量方程式或画相量图,3、用相量法或相量图求解,4、将结果变换成要求的形式,.,34,例：,已知电源电压和电路参数，电路结构为串并联。求电流的瞬时值表达式。,一般用相量式计算:,分析题目：,已知:,求:,.,35,解：用相量式计算,.,36,同理：,.,37,例：,下图电路中已知：I1=10A、UAB=100V，,求：总电压表和总电流表的读数。,解题方法有两种：,(1)用相量(复数)计算,(2)利用相量图分析求解,.,38,求：A、V的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,解法1:用相量计算,所以A读数为10安,.,39,求：A、V的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,.,40,解法2:利用相量图分析求解,画相量图如下：,设为参考相量,由相量图可求得：,I=10A,求：A、V的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,超前,.,41,UL=IXL=100V,V=141V,由相量图可求得：,求：A、V的读数,已知：I1=10A、UAB=100V，,设为参考相量,.,42,由相量图可求得：,解：,例：,已知,开关闭合后u，i同相。,开关闭合前,求:,(1)开关闭合前后I2的值不变。,.,43,解：(2)用相量计算,开关闭合后u，i同相，,由实部相等可得,由虚部相等可得,.,44,解：,求各表读数,(1)复数计算,.,45,(2)相量图,根据相量图可得：,求参数R、L、C,方法1：,.,46,方法2：,即:XC=20,.,47,例：,图示电路中,已知:U=220V,=50Hz,分析下列情况:,(1)S打开时,P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL,(2)S闭合后发现P不变，但总电流减小，试说明Z2是什么性质的负载？并画出此时的相量图。,解:(1)S打开时:,.,48,(2)当合S后P不变I减小,说明Z2为纯电容负载,相量图如图示:,方法2:,.,49,例：,解：(1)利用相量图求解,相量图如图:,由相量图可知电路谐振，则：,.,50,又：,.,51,解：,图示电路中U=220V,故:,.,52,并联电路的等效阻抗为:,串联谐振时,阻抗Z虚部为零,可得:,总阻抗,.,53,例:,各电阻负载的相电流,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。,.,54,负载星形联接时，其线电流为,负载三角形联解时，其相电流为,(2)电路线电流,一相电压与电流的相量图如图所示,.,55,一相电压与电流的相量图如图所示,(3)三相电路的有功功率,.,56,三相对称负载作三角形联结，UL=220V，当S1、S2均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率P=4.5kW，试求:1)每相负载的电阻和感抗；2)S1合、S2断开时,各电流表读数和有功功率P；3)S1断、S2闭合时,各电流表读数和有功功率P。,例：,.,57,解：,(1)由已知条件可求得,.,58,2)S1闭合、S2断开时,IA=IC=10AIB=17.32A,流过电流表A、C的电流变为相电流IP，流过电流表B的电流仍为线电流IL。,因为开关s均闭合时每相有功功率P=1.5kW,当S1合、S2断时，ZAB、ZBC的相电压和相电流不变，则PAB、PBC不变。,P=PAB+PBC=3kW,.,59,IB=0A,3)S1断开、S2闭合时,变为单相电路,I1仍为相电流IP，I2变为1/2IP。,IA=IC=10A+5A=15A,I2变为1/2IP，所以AB、BC相的功率变为原来的1/4。,P=1/4PAB+1/4PBC+PCA=0.375W+0.375W+1.5W=2.25kW,.,60,例：,某