电工技术期末复习题

《电工技术》期末复习题

一、单项选择题

1、KCL的计算

2、KVL的计算

☆电路如图所示，流过电压源的电流为（）o电压源发出的功率为（)WO

起电源作用的元件是（）。

☆电路如图所示:

☆试求电压Ube=（）Vo

☆试求电压UAB=（）Vo

2Q8V

AoB

I=4A

3、功率的判断与计算

☆电路中各元件的性质（电源、负载），各元件的功率。

4、电阻的串并联接求等效电阻

☆现有三个阻值均为6。的电阻，若要使R而=9。，则符合要求的电路为（）o

☆电路如图所示，跖为（）Q，凡4为（)Q。

5、电位的计算

☆电路如图所示，A点的电位VA为()。

?+12V

24。

A1212

匕

36Q

,>-24V

6、交流电路串并时伏特表、安培表的读数

若维持PA1的读数不变，将电路的频率提高一倍，再求其它表的读数。

7、正弦电路的阻抗或功率因数的计算

(见21题)

8、一阶电路初始值的计算

9、一阶电路时间常数的计算

☆例：已知某电路的全响应为乙⑺=(5+2eT")A,试求稳态值)(8)、初始值)(0+)及时间常

数人

解：由已知条件可知：L(8)=5A；1(0+)=5+2eT°/°=7A；r=O.ls0

?22

解：〃c（0+）=〃c（0-）=2V,wc（oo）=lx—V=-V,工=R“g=（R、g）C=寸3s=2s.

☆例：电路如图所示，已知：Ri=3Q,R2=6Q,电容C=0.5F。开关合在“1”位置时，电路已

达稳态，在t=0时，将开关由“1”端合向“2”端。

3Q

解：u（0）=u（0_）=---x6=2V；w（co）=---x6V=6V；

c+c6+3r6+3

时间常数为r=RC=|—jxls=ls;

<6+3j2

☆图示各电路在换路前都处于稳态，试求换路后其中电流i的初始值，(。+)和稳态值i(8)。

解：对图(a)所示电路：

(1)求初始值：换路前iJ0_)=gA=3A

换路后iJ0+)=iJ0_)=3A

2

(0+)=—^(0+)=l-5A

(2)求稳态值：

z(oo)=~~3A

对图(b)所示电路：

(1)求初始值：换路前〃c(0-)=6V

换路后〃c(0+)=〃C(。一)=6V

,(0)=6-^0J=0A

(2)求稳态值：

6

A=1.5A

2+2

对图(c)所示电路:

⑴求初始值：换路前i“(0_)=6A*(0一)=°A

换路后i”(0+)=%(0_)=6A

*(。+)=%(0一)=。4

i(0+)=卬0+)-%(。+)=6A

(2)求稳态值：i(oo)=0A

对图(d)所示电路:

4

Req=Q+2)〃2=1Q,"R,qC

2

(1)求初始值：换路前％(0一)=年'6厂=3丫

换路后%(0+)=%(。一)=3V

6-3

i(0)=2_ZA=0.75A

+2+2

⑵求稳态值：i3)=-------A=IA

2+2+2

10、三相异步电动机的起动、制动、正反转等概念

二、填空题

11、正弦量三要素的概念

☆例：已知〃=220&sin(314r)V,，=—5而in(314r+])A.分别求出它们的最大值、有效值及相量式;

角频率、频率、周期、初相位及相位差。

解(1)电压〃的

最大值t/,„=220V2=311V

有效值U=220V

相量式U=220Z0°V

角频率CD=314rad/s

£CD314sTT

频率f=——=---=50Hz

2TT2冗

周期T=—=—=0.02s

/50

初相位%=0

(2)电流i:=-5V2sin(314t+-)=5V2sin(314t--)A

22

最大值=572=7.07A

有效值/=5A

相量式j=5N(-90°)A

角频率co=314rad/s

co314

频率f=——=---=50Hz

242乃

周期T=—=—=0.02s

f50

初相位<Pi=~-rad

(3)相位差夕=9“-=0-(_乡=

12、有源一端口的诺顿等效电路参数

(b)

13、三相电路的计算

同pN30

星形连结：IL=。UL=

，心二四9,UCA=6UQG

三角形连结：

14、功率因数及提高的概念

☆电路如图所示，已知:，，

相量图为：

(1)求电流4

⑵并联电容um1〜，求总电流,及总功率因数入'；

(3)画出并联c后的相量图(含各支路电流及总电压)。

(4)求总电流『比电流马咸小了多少？

解：

所以:

七可以求得：3=3K为9"案?

因为:

所以:

15、变压器的计算

工区上KL丝」团=片团

仇E?N?/,N、K

☆一台变压器原边的电压为36KV,副边的电压为400V。已知副边的线圈匝数为30,求变压器的

变比及原线圈的匝数。

解：

』/=强=9。

。2E]N副

N原=90x30=270®

☆例：如图所示电路，将氐=8。的扬声器接在输出变压器副边，

己知：Ni=300匝，N2=l00匝，信号源Us=6V,内阻7?0=100Qo求信号源输出的功率。

r一

Ro[

+N]N2

4

解：K=»N3

N2

RL电阻折算到原边的等效电阻为：R；=力用=72Q,

故信号源输出功率P=/2R[=(—^—尸氏=0.088W。

RR

o+L

☆例：己知某变压器N=l000,N2=200,3=200V,/2=10A。若为纯电阻负载，且漏磁和损耗

忽略不计。求，。2、八、输入PI和输出功率22。

解：因为K“=丛=5,所以。,=幺=40『，4=&=2A

MKuKuu

输入功率片=。/=400W,输出功率£=。2/2=400卬o

三、基本分析计算题

16、三相电路的计算

☆对称三相负载三角形联结在三相对称电源上，已知电源线电压U/=220V,流经火线上的电流为

17.3A,三相负载的功率P=4.5kW。试求：每相负载的等效电阻和等效感抗。

解：S==V3X220X17.3=6.6A:VA：P=Scos(p-,

P

(p=arccos—=47°

S

=///招=1()A；|Z|=Up/Ip=22。

XL=|Z|sin^9=22xsin47=160,7?=|Z|cos=22xcos47=15。。

☆有一星形联接的三相对称负载，每相的电阻R=6Q,感抗Xz=8。，电源线电压。/=380V。

试求：①线电流大小；②三相功率P、。、So

[j220

解：U=220V,Z=10N37O,/=^4=—=22A=Z,,

p「|Z|101

S==73x380x22=14.48kVA；

尸=Scos0=14.48x0.8=11.5诙W

Q=Ssin(p=14.48x0.6=8.69ZV^z。

17、异步电动机铭牌参数的计算

☆一台三相异步电动机，功率5V=10kW,额定转速=145Q7min,起动能力7；/T；=1.2,过载系数

2=1.8o求：（1）该电动机的额定转矩。（2）该电动机的起动转矩。（3）该电动机的最大转矩。（4）如果电动

机采用Y-A起动，起动时的转矩7；=?（通常三相异步电动机3kW以下接成星形，4kW以上接成三角形。）

解：（1）TN=95504=9550xA-a65.9N.m（牛顿.米）

nN（r/min）1450

（2）7^yA=1.27^=1.2x65.9N.m«79N.m

（3）Tm=ATN=1.8x65.9N.m«1185N.m

T79

(4)Y-△起动时，T=—N.m=26.3N.m

tY33

☆己知Y100U-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：

2.2kW380VY接法

1420r/mincos4>=0.82H=81%

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）额定转差率及额定负载时的转子电流频率。

设电源频率为50Hzo

解：⑴线电流额定值：几PN

也UNcoscpn

2.2x103

Ax5.03A

V3x380x0.82x0.81

相电流额定值：/PN=〃=5.03A

额定转矩：=955(A=9550x2,2N.m=14.8N.m

N

nN1420

⑵额定转差蓊=

(其中p=2,故n。=1500r/min)

f2=SN£=0.053X50HZ®2.67HZ

18、叠加定理的应用

☆用叠加定理求图示电路中凡电阻上的电流1。

己知：/?,=IQ,R2=2Q,R3=3Q&=4Q,q=6V,Z5=12A。

解:

64

，-=1A,/"==-12=8A,Z=r-Z,=8-l=7Ao

2+42+4

☆应用叠加定理计算图（a）所示电路中各支路的电流和各元件（电源和电阻）两端的电压，并说明功率平衡

关系。

(b)(c)

［解］（1）求各支路电流

电压源单独作用时［图（b）］：

E生A=2A

SA

R2+R41+4

E10-

—AA=2A

5

=/,+=(2+2)A=4A

电流源单独作用时［图（c）］：

4

——xl0A=8A

R2+R451+4

—'―xlOA=2A

4

R2+R4$1+4

E/；=8A

30

两者叠加，得

I2=/2-/2=(2-8)A=-6A

八=13+八=(2+0)A=2A

乙=乙+/；=(2+2)A=4A

/£“Y=(4—8)A=-4A

可见，电流源是电源，电压源是负载。

（2）求各元件两端的电压和功率

电流源电压Us+A/4=（2X10+4X4）V=36V.

各电阻元件上电压可应用欧姆定律求得。

电流源功率"=44=36xlOW=36OW（发出功率）

电压源功率PE=EIE=1Ox4W=40W@肖耗功率）

各电阻消耗的功率

PR、=I/=1（）2*2W=200W

2X

PR,=Z；/?2=61W=36W

PR=/汨=22x5W=20W

PRi==42X4W=64W

所有消耗的功率等于电源发出的功率，两者平衡。

四、综合分析计算题

19一阶电路的响应计算

☆图示电路中，（=144=10V,&=&=50dC=40//F,电路原已达到稳定状态，在t=

0

瞬间闭合开关S,求开关闭合后人（。的变化规律。

解：

〃c（。）二〃c（。）=，s凡=1x50=50V

"c（°°）=；Us+A（K〃&）=5+1x25=30V

勺=4〃%=25。

T=ReqC-250x40〃尸=1ms

u（t）=u[u+-/r

cc（co）+c（0）-Mc（℃）k

=3O+[5O-3OKlooO/=30+20/0°°》

☆图中开关S在位置1已久，t=0时合向位置2,求换路后的z•⑺和“L⑺。

iJ0+)=iJ0_)=£=2A

解:

L1

f>0时电路的时间常数为T=—=~S

R。8

直接代入零输入响应公式：(”)=乙(。+)6T=2e-8,A

==1x(-2x8)e®=-16e-8,V

20、戴维宁定理的应用：求电流或电压

☆用戴维宁定理求如图所示电路中的电流/。

解：（1）断开待求支路，求开路电压U℃，见图解（a）所示。

1Q

所以开路电压为uoc=-x6-2x3=6Vo

3+6

（2）将图中的独立电源置零，求端口处的戴维宁等效电阻，见图解（b）所示。

由图（b）可得勺=3//6+3=5Q。

所以电流为1=—上62

A

R+44+5-3

☆电路如图（a）所示，试计算电阻&上的电流/L：（1）用戴维宁定理；（2）用诺顿定理。

解：（1）应用戴维宁定理求/L

E=Ullb=U-R：1I=（32-8x2）V=76V

R0=R,=8Q

E

（2）应用诺顿定理求。

U

*2卜=2A

ah

R3

R0p

L—x2A=Q.5A

RL+R024+8

21、正弦交流电路的计算

☆如图（a）所示RLC串联电路。已知R=15Q,L=l2mti,C=5",u=10(x/2sin500ftV。求

电流i及各元件上的电压并画相量图。

解：用相量法，口=100/0°V,画出相量模型图如图（b）所示,

复数阻抗为

-3

XL=ty£=5000xl2xl0=60Q

1]

X。=40Q

coC5000x5x10-6

Z=R+y(XL-Xc)=15+J20=25Z53.1°Q

电流为

100Z0°

=4/一53.1°A

z25/53.1°

则所求z=4V2cos(5000-53.1°)A

各元件电压相量分别为

氏=;??=15x4N-53.1。=60Z-53.1°V

UL=jxj=/60x4N-53.1。=240/36.9。V

Uc=-；Xc/=-j40x4Z-53.r=16QZ-14SrV

由U=UR+UL+UC画出相量图如图(c)所示。

☆如图是三电压表法测线圈参数的实验电路，已知R=50Q,U=50V,H=2力,。2=40匕工频。

求线圈参数r、L。

U25

解：电路的电流/=,=—=0.5A

R50

电路的总阻抗|Z|=9=^=K)OQ

1110.5

|Zj

线圈的总阻抗若=80Q

0.5

J(R+r)2+X/=|Z|

HnJ(50+r)2+X/=100

于是由Y—LL11即

正+xJ=|zjJ/+xJ=80

792

联立解得L=二^二U.252mH

XL=79.2Q314

☆如图所示电路中，/=I0N25°A,U=10QZ55°V,N为不含独立电源的一端口,

试求电路的P、Q、S、4、及输入阻抗Z。

解：输入阻抗Z二』。/"=10/30。。,Z为感性负载。

I10/25°

功率因数>1=cos。=cos%=cos30°=0.866

有功功率p=UIcos(p=100x1Ox0.866=8661V

无功功率Q=U/sin°=100x10x0.5=500var

视在功率S=W=100x10=1000V<4

22、继电接触器控制电路的分析

☆在电动机主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们各起什么作用？

答：熔断器用以切断线路的严重过载和短路故障：当线路严重过载或短路时，由于大电流很快将熔

断器熔断，起到保护电路上其他电器设备的作用。因电动机起动时起动电流较大，选用熔丝也大,

当电动机过载时熔断器不会熔断，起不到过载保护作用，因此在电动机主电路中还要装热继电器。

由于热惯性，热继电器又不能作短路保护，因为发生短路事故时，要求电路立即断开，而热继电器

是不能立即动作的。但是这个热惯性也是合乎要求的，在电动机起动或短时过载时，热继电器不会

动作，这可避免电动机的不必要的停车。

在电动机主电路中熔断器起短路保护用