電工學(xué)作業(yè)輔導(dǎo)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1電工學(xué)作業(yè)輔導(dǎo)電工學(xué)作業(yè)輔導(dǎo)第1頁/共52頁I3的實(shí)際方向與圖中的參考方向相反。的實(shí)際方向與圖中的參考方向相反。U3和和I3的參考方向相同，的參考方向相同，習(xí)題習(xí)題1.5.2（P26頁）頁）如圖電路，已知如圖電路，已知I1=3mA,I2=1mA,試確定電路元件試確定電路元件3中的電流中的電流I3和其兩端電壓和其兩端電壓U3，并說明它是電源還是負(fù)載。校驗(yàn)整個電路的功率平衡。并說明它是電源還是負(fù)載。校驗(yàn)整個電路的功率平衡。【解解】根據(jù)基爾霍夫電流定律列出根據(jù)基爾霍夫電流定律列出0321IIIVKIVU60103013mAI23得：根據(jù)基爾霍夫電壓定律可得根據(jù)基爾霍夫電壓定律可得確定電源還是

2、負(fù)載：確定電源還是負(fù)載：（1）從電壓和電流）從電壓和電流 的實(shí)際方向判別：的實(shí)際方向判別：電路元件電路元件3電流電流I3從從“+”端流出，故為電源；端流出，故為電源；80V元件元件30V元件元件電流電流I2從從“+”端流出，故為電源；端流出，故為電源；電流電流I1從從“+”端流入，故為負(fù)載；端流入，故為負(fù)載；（2）從電壓和電流的參考方向判別：）從電壓和電流的參考方向判別：電路元件電路元件3:,12. 010)2(603333WIUP故為電源；故為電源；80V元件：元件： U2和和I2的參考方向相反，的參考方向相反，,08. 0101803222WIUP故為電源；故為電源；30V元件：元件： U

3、1和和I1的參考方向相同，的參考方向相同，,09. 0103303111WIUP故為負(fù)載；故為負(fù)載；第2頁/共52頁校驗(yàn)功率平衡：校驗(yàn)功率平衡：電阻消耗功率：電阻消耗功率：,09. 010310322111WWIRPR電源發(fā)出功率：電源發(fā)出功率：,02. 010120322222WWIRPR,2 . 012. 008. 03322WWWIUIUPE負(fù)載取用和電阻損耗功率：負(fù)載取用和電阻損耗功率：,2 . 002. 009. 009. 022221111WWWWIRIRIUP兩者平衡兩者平衡第3頁/共52頁習(xí)題習(xí)題1.6.2（P28頁）頁）試求圖示部分電路中的電流試求圖示部分電路中的電流I、I1

4、和電阻和電阻R。設(shè)。設(shè)Uab=0。【解解】由基爾霍夫電流定律可知，由基爾霍夫電流定律可知，I=6A。由于由于Uab=0，可得，可得AI11AAII32632AAIII2) 31(314并得出：并得出：AAIII4)26(45又又145IRI得：得：5 .04254IIRI2I5I4I3第4頁/共52頁習(xí)題習(xí)題1.7.3（P28頁）頁）圖示電路中，在開關(guān)圖示電路中，在開關(guān)S斷開和閉合的兩種情況下試求斷開和閉合的兩種情況下試求A點(diǎn)的電位。點(diǎn)的電位。S斷斷開開ImAKI892. 0)209 . 33(1212VKIVA84. 584.17122012I+12V-3KA3.9K-12V+S20K-+-

5、 +- +S閉閉合合+12V-3KA3.9K-12V+S20KmAKVI502. 0)209 . 3(12VIKVA958. 19 . 3第5頁/共52頁習(xí)題習(xí)題1.7.5（P29頁）頁） 圖示電路中，如果圖示電路中，如果15電阻上的電壓降為電阻上的電壓降為30V，其極性如，其極性如圖，試求電阻圖，試求電阻R及及B點(diǎn)的電位點(diǎn)的電位VB。 I1I2I3【解解】各支路電流標(biāo)注如圖所示各支路電流標(biāo)注如圖所示由題意知：由題意知：AVI215301AAII7512AAAII23223由基爾霍夫電流定律可知：由基爾霍夫電流定律可知：進(jìn)而可知：進(jìn)而可知：由基爾霍夫電壓定律可知由基爾霍夫電壓定律可知32530

6、100IRIVV又又3IRVB可得可得5 .17,35RVVB第6頁/共52頁第7頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.1.3（P66頁頁） 圖中，圖中，R1=R2=R3=R4=300,R5=600,試求開關(guān)試求開關(guān)S斷開和閉合時(shí)斷開和閉合時(shí)a和和b之間的等效電阻。之間的等效電阻。S斷開斷開200)/()/(42315RRRRRRabS閉閉合合R1R3R4R2R5abR1R3R4R2R5ab200)/()/(43215RRRRRRab第8頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.2.1（P66頁頁）計(jì)算圖示電路中計(jì)算圖示電路中a和和b兩端之間的等效電阻。兩端之間的等效電阻。cdab21cdRaRcRd2132113cadca

7、daccdcRRRRRR3132112cadcadcaadaRRRRRR132132cadcaddcaddRRRRRR44.1913)1/()2(dcaabRRRR第9頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.3.4（P68頁頁） 計(jì)算圖示電路中的電壓計(jì)算圖示電路中的電壓U5。2SIA10123RAIS515I0R163SIA153/321123RRRRAIIISSS1521163/41230RRRAIRRRIS19455005VIRU37. 2555第10頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.4.2（P69頁頁）試用支路電流法或節(jié)點(diǎn)電壓法求圖示電路中的各支路電流，并求三個電源的輸出功率和負(fù)載電阻試用支路電流法或節(jié)點(diǎn)電壓法求

8、圖示電路中的各支路電流，并求三個電源的輸出功率和負(fù)載電阻RL取用功率。取用功率。0.8和和0.4分別為兩個電壓源的內(nèi)阻。分別為兩個電壓源的內(nèi)阻。（1）用支路電流法計(jì)算，列方程有）用支路電流法計(jì)算，列方程有010048 .012001164 .08 .012021121IIIIIIIVUab5.112414.018.01104.01168.0120(2)用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算對各支路應(yīng)用歐姆定律有：對各支路應(yīng)用歐姆定律有：ARUIAIAILab13.2845.112,75.84.05.112116,38.98.05.11212021(3)計(jì)算功率計(jì)算功率三個電源的輸出功率分別為：三個電

9、源的輸出功率分別為：WPWPWP1125105 .112,98475. 85 .112,105538. 95 .112321WPWPPPL316413.285 .1123164321二者功率平衡二者功率平衡【解解】解得：解得：AIAIAI13.28,75. 8,38. 921第11頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.5.2（P69頁頁）用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算圖示電路中用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算圖示電路中A點(diǎn)的電位。點(diǎn)的電位?！窘饨狻縑VA3 .14201511015501050R1R2I3R3-50V+50V-52010A第12頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.6.3（P70頁頁）應(yīng)用疊加定理計(jì)算圖應(yīng)用疊加定理計(jì)算圖(a)(a)所

10、示電路中各支路的電流和各元件所示電路中各支路的電流和各元件( (電源電源和電阻和電阻) )兩端的電壓，并說明功率平衡關(guān)系。兩端的電壓，并說明功率平衡關(guān)系。解解：（：（1）求各支路電流）求各支路電流電壓源單獨(dú)作用時(shí)，如圖（電壓源單獨(dú)作用時(shí)，如圖（b）所示）所示242410214EIIARR331025EIAR234EIIIA第13頁/共52頁電流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖（電流源單獨(dú)作用時(shí)，如圖（c）所示）所示4224410814SRIIARR24241214SRIIARR28 ,EIIA30IA兩者疊加，得兩者疊加，得222286IIIA 333202IIIA444224IIIA484EEEIIIA

11、可見電流源是電源，電壓源是負(fù)載可見電流源是電源，電壓源是負(fù)載第14頁/共52頁（2）求各元件兩端的電壓和功）求各元件兩端的電壓和功率率電流源電壓電流源電壓1442 104 436SSUR IR IV 12212 10200()RSPR IW損耗各電阻元件上的電壓可由歐姆定律求得各電阻元件上的電壓可由歐姆定律求得電阻電阻R1功率功率電阻電阻R2功率功率電阻電阻R3功率功率電阻電阻R4功率功率222221 636RPR IW 3223 35 220RPR IW 422444 464RPR IW電流源功率電流源功率36 10360SSSPU IW（發(fā)出）電壓源功率電壓源功率10440EEPEIW（取

12、用）第15頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.7.5（P71頁頁）用戴維南定理計(jì)算圖示電路中的電流用戴維南定理計(jì)算圖示電路中的電流I。+UO-R。由圖知：由圖知：VEUO1012015020可得戴維南等效電路如圖示可得戴維南等效電路如圖示+ E -R010IAREI11010100由圖知由圖知 00R第16頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.7.7（P71頁頁）圖示電路中圖示電路中,（1）求電流）求電流I;(2)計(jì)算理想電壓源和理想電流源的功率，計(jì)算理想電壓源和理想電流源的功率，并說明是取用的還是發(fā)出的功率。并說明是取用的還是發(fā)出的功率。解解：(1)應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算電流應(yīng)用戴維寧定理計(jì)算電流I03 5510abUV

13、 03R ，10223IA(2)理想電壓源的電流和功率理想電壓源的電流和功率4520.754EIIIA IE的實(shí)際方向與圖中相反，流入電壓源的的實(shí)際方向與圖中相反，流入電壓源的“+”端，故該電壓源為負(fù)載。端，故該電壓源為負(fù)載。5 0.753.75()EPW 取用理想電流源的電壓和功率理想電流源的電壓和功率2 53(52)19SUV 19 595()SPW發(fā)出第17頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.7.8（P72頁頁）電路如圖所示，試計(jì)算電阻電路如圖所示，試計(jì)算電阻RL上的電流上的電流IL:(1)用戴維南定理用戴維南定理;(2)用諾頓定理。用諾頓定理。R0ba+-UabISVIRUEUab163830RR

14、UIRUab3解：解：(1)用戴維南定理用戴維南定理(2)用諾頓定理用諾頓定理AIRUIS23AIRRRISLL5 . 000ARREILL5 . 00第18頁/共52頁習(xí)題習(xí)題2.8.1（P72頁頁） 用疊加定理求圖示電路中的電流用疊加定理求圖示電路中的電流I1。+【解解】可將原電路分成可將原電路分成(a)、(b)兩個疊加電路，但受控源不能除去，應(yīng)保留兩個疊加電路，但受控源不能除去，應(yīng)保留由圖由圖(a)，得：，得：AII2122101AII6 . 0)23(121 1 1在圖在圖(b)中，先將受控源中，先將受控源 和串聯(lián)的電阻和串聯(lián)的電阻1化為受控電流源，如圖化為受控電流源，如圖(c)所示所

15、示 12I圖圖(c)于是于是AIII4 . 16 . 02 111第19頁/共52頁求圖（求圖（a）所示電路的戴維南等效電路和諾頓等效電路）所示電路的戴維南等效電路和諾頓等效電路。 (a)【解解】求戴維南等效電路和諾頓等效電路的求戴維南等效電路和諾頓等效電路的U0、ISC和和R0。開路時(shí)，開路時(shí)，電流電流I = 0，所以受控電流源相當(dāng)于開路，于是得，所以受控電流源相當(dāng)于開路，于是得U0=10V; 電路電路a、b兩端短路時(shí)，兩端短路時(shí)，如圖如圖 (b)所示。所示。(b)習(xí)題習(xí)題2.8.2（P72頁頁）第20頁/共52頁通過電源等效變換，可得圖通過電源等效變換，可得圖 (c)，由此得由此得（c）于

16、是于是得得從求得的從求得的U0、ISC和和R0，即可得出戴維南等效電路和諾頓等效，即可得出戴維南等效電路和諾頓等效電路如圖電路如圖 (d)和和 (e)所示。所示。 （d）（e）第21頁/共52頁第22頁/共52頁習(xí)題習(xí)題3.2.2（P96頁頁） 電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。試求換路后其中電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。試求換路后其中iL，uc和和is的初始值和穩(wěn)態(tài)值。的初始值和穩(wěn)態(tài)值?！窘饨狻緼iL3115303030153015101015)0(VuC105 . 01015)0(VuuAiiCCLL10)0()0(31)0()0(由換路定則有由換路定則有AiuiiiLCLS32)0(

17、10)0()0()0()0(130電阻被短路電阻被短路0)(LiVuC5 . 710)(101015AiS43101015)(第23頁/共52頁習(xí)題習(xí)題3.4.2（P98頁頁） 電路如圖電路如圖 (a)所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)，試求所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)，試求t 0時(shí)時(shí)電容電壓電容電壓uC、B點(diǎn)電位點(diǎn)電位vB和和A點(diǎn)電位點(diǎn)電位vA的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。圖圖(a)【解解】(1) 求求t0時(shí)的電容電壓時(shí)的電容電壓uC 故故 第24頁/共52頁(2) 求求t 0時(shí)的時(shí)的B點(diǎn)電位點(diǎn)電位vB ,注意，注意，t = 0+時(shí)，由于電容中存在電流，時(shí)，由于電容中存在電流， 因此因此10k和和5k電阻中的電流不

18、等電阻中的電流不等第25頁/共52頁(3) 求求t 0時(shí)的時(shí)的A點(diǎn)電位點(diǎn)電位vC 第26頁/共52頁習(xí)題習(xí)題3.4.3（P98頁頁）電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。試求換路后（電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。試求換路后（t0）的）的uc?！窘饨狻坑萌胤ㄓ?jì)算用三要素法計(jì)算（1）確定初始值）確定初始值VuuCC10101011020)0()0(33VuC510102010120101010)(33KKR10)1010(20)1010(200（2）確定穩(wěn)態(tài)值）確定穩(wěn)態(tài)值（3）確定時(shí)間常數(shù)）確定時(shí)間常數(shù)將理想電流源開路，理想電壓源短路，將理想電流源開路，理想電壓源短路，從電容元件兩端看進(jìn)去的等

19、效電阻為：從電容元件兩端看進(jìn)去的等效電阻為：故故ssCR1 . 010101010630于是有于是有VeeeuuuutttCCCC101 . 0155)5(105)()0()(R0第27頁/共52頁習(xí)題習(xí)題3.6.2（P99頁頁）電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)將開關(guān)從電路如圖所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)將開關(guān)從1的位置扳的位置扳到到2的位置后，試求的位置后，試求i和和iL。解：解：（1）確定初始值）確定初始值39(0 )215121iA 296(0 )(0 )()2 155LLiiA 31(0 )2(0 )(0 )63(0 )2(0 )51(0 )5LiiiiiiA由由KVL定律計(jì)算，即

20、定律計(jì)算，即(0 )i在此注意，在此注意，(0 )(0 )ii。第28頁/共52頁（2）確定穩(wěn)態(tài)值）確定穩(wěn)態(tài)值39()215121iA296( )2 155LiA 0392 1512 1LAR（3）確定時(shí)間常數(shù)）確定時(shí)間常數(shù)1.8(1.8 1.6)teA591.8666()(1.22.4)555ttLieAeA 于是得于是得t91 9( )(0 )( )=+-55 5tiiiie 5-9（）e-1.20i、iLtiiL第29頁/共52頁習(xí)題習(xí)題3.6.4（P99頁頁） 電路如圖所示電路如圖所示, 試用三要素法求試用三要素法求t 0時(shí)的時(shí)的i1 、 i2和和iL。換。換路前電路

21、處于穩(wěn)態(tài)。路前電路處于穩(wěn)態(tài)。 【解解】(1) 根據(jù)換路定則根據(jù)換路定則對于開關(guān)閉合的一瞬間對于開關(guān)閉合的一瞬間, 即即t = 0+時(shí)的電路應(yīng)用時(shí)的電路應(yīng)用KCL定律和定律和KVL定律可分別列出方程定律可分別列出方程解方程后得解方程后得 第30頁/共52頁(2) 穩(wěn)態(tài)時(shí)電感元件可視作短路穩(wěn)態(tài)時(shí)電感元件可視作短路,故故 (3) 時(shí)間常時(shí)間常數(shù)數(shù)第31頁/共52頁應(yīng)用三要素法可以得出應(yīng)用三要素法可以得出 第32頁/共52頁第33頁/共52頁已知正弦量已知正弦量 和和 ，試分別用三角函數(shù)式、正弦波形及相量圖表示它們。如，試分別用三角函數(shù)式、正弦波形及相量圖表示它們。如 ，則又如何？，則又如何？ AjI

22、) 34( AjI)34(VeUoj30220【解解】Vwtu)30sin(2220VjeUj)30sin30(cos22022030AjAjjI)143sin()143cos(5)sin(arctan)ncos(arcta5344343AjAjjI)37sin()37cos(5)sin(arctan)ncos(arcta5344343Awti)143sin(25Awti)37sin(25習(xí)題習(xí)題4.2.2（P148頁頁）U30I37+1+j143I第34頁/共52頁習(xí)題習(xí)題4.4.6（P149頁頁）i+u-【解解】504 .4220IUZ53)33(20306 . 05053cosZR無源二

23、端口網(wǎng)絡(luò)如圖，輸入端的電壓和電流為：無源二端口網(wǎng)絡(luò)如圖，輸入端的電壓和電流為： 試求此二端網(wǎng)絡(luò)由兩個元件串聯(lián)的等效電路和元件的參數(shù)值，并求二端網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)及輸入的有功功率和無功功率。試求此二端網(wǎng)絡(luò)由兩個元件串聯(lián)的等效電路和元件的參數(shù)值，并求二端網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)及輸入的有功功率和無功功率。AtiVtu)33314sin(24.4)20314sin(2220,408 . 05053sinZXLWUIP5816 . 04 . 4220cosvar4 .7748 . 04 . 4220sinUIQ可見電壓超前電流可見電壓超前電流53O, 二端口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是電阻與電感的串聯(lián)二端口網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是電阻與電感的串聯(lián)HX

24、LL127. 031440第35頁/共52頁0UU設(shè)設(shè)習(xí)題習(xí)題4.5.6（P151頁頁） 電路如圖所示電路如圖所示, 已知已知 112220 ,10 ,10 3 ,20 ,UV RXR111220 011601010 3UIARjXj【解解】222201120UIAR1211 ( 60 ) 1111 3 ( 30 )IIIA 22221 12210 1120 113630PR IR IW試求各個電流和平均功率。試求各個電流和平均功率。為參考相量為參考相量第36頁/共52頁習(xí)題習(xí)題4.5.7（P151頁頁）【解解】 由相量圖可知由相量圖可知 AIII112221FXCIUXCC1591,2011

25、220221011IUZ1045sin,1045cos11ZXZRLmHXLL8 .3131410因因 和和 同相，有同相，有 電路如圖所示電路如圖所示, 已知已知 試求各儀表讀數(shù)及電路參數(shù)試求各儀表讀數(shù)及電路參數(shù)R,L和和C。AIAII6 .15222,1145sin112第37頁/共52頁習(xí)題習(xí)題4.5.8（P151頁頁）求圖示電路的阻抗求圖示電路的阻抗Zab 。 【解解】 由圖（由圖（a）可知）可知 ,10101056LXLjjjXjXjXjXjXjXZCLCLCLab10550)()/(,1101044LXL由圖（由圖（b）可知）可知 ,)1 (11jjXZL2111)(1)/(12j

26、jjjXjXjXZCCC2321121jjjZZZab5102 . 0101166CXC110100101164CXC第38頁/共52頁習(xí)題習(xí)題4.5.9（P151頁頁）【解解】 由圖（由圖（a）可知）可知 AjI4541.102)5(55AjjjjZZZI)60(403030)34(303044343030212由圖（由圖（b）可知）可知 電路如圖所示電路如圖所示,求電流求電流第39頁/共52頁習(xí)題習(xí)題4.8.3（P154頁頁）111(1010 3)20 60ZRjXj AZUI)60(2260100022022AZUI)60(116022022011222(55 3)10 60ZRjXj

27、10220UAIII)60(33)60(22)60(1121第40頁/共52頁cos0.866,301223630(tantan )(tan60tan30 )275.7314 220PCFU 611011.6314 275.7CXC1cos220 33 0.53630PUIWAjjXUICC9096.186 .110220AIIIIC2 .301 .199096.18)60(3321第41頁/共52頁第42頁/共52頁習(xí)題習(xí)題5.2.4（P168頁頁）圖示電路中，三相四線制電源電壓為圖示電路中，三相四線制電源電壓為380/200V,接有對稱星形聯(lián)接的白接有對稱星形聯(lián)接的白。設(shè)及。VUIIIIN

28、0220,132,1WP6018031AUPIP273. 022060120273. 0,)120(273. 0,0273. 0321IAIIAUPIP364. 05 . 022040cos3VUVUVU120220,)120(220,0220321設(shè)第43頁/共52頁,60, 5 . 0cos因，則超前，即比滯后比6060133UUI,60364.03AIAIII3 .85553. 060364. 0120273. 0333AIIIIIIN60364. 033321第44頁/共52頁 在線電壓為在線電壓為380V的三相電源上，接兩組電阻性的三相電源上，接兩組電阻性對稱負(fù)載，如圖所示。已知對稱負(fù)載，如圖所示。已知R1=38,R2=10，試求，試求電路的線電流。電路的線電流。習(xí)題習(xí)題5.3.1（P168頁頁）(1) 對于星形聯(lián)接負(fù)載，其線電流等于相電流對于星形聯(lián)接負(fù)載，其線電流等于相電流 因?yàn)殡娫春拓?fù)載都是對稱因?yàn)殡娫春拓?fù)載都是對稱的，所以計(jì)算一相即可。的，所以計(jì)算一相即可?！窘狻吭O(shè)線電壓設(shè)線電壓則相電壓則相電壓第45頁/共52頁（2）對于三角形聯(lián)接負(fù)載，）對于三角形