電工學(xué)-電工技術(shù)答案-艾永樂主編

1、第二章 電阻電路的分析本章的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)電阻電路的分析計(jì)算方法，并運(yùn)用這些方法分析計(jì)算 各種電阻電路中的電流、電壓和功率。本章基本要求1 .正確理解等效電路的概念，并利用等效變換化簡電路。2 .掌握電阻串、并聯(lián)等效變換、電源的等效變換。3 .電阻電路的分壓公式和分流公式的應(yīng)用。4 .運(yùn)用支路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法分析計(jì)算電路。5 .運(yùn)用疊加定理分析計(jì)算電路。6 .熟練應(yīng)用戴維寧定理分析計(jì)算電路。7 .應(yīng)用戴維寧定理求解電路中負(fù)載電阻獲得的最大功率。8 .學(xué)會含有受控源電路的分析計(jì)算。9 . 了解非線性電阻電路的分析方法。本章習(xí)題解析2-1求習(xí)題21所示電路的等效電阻，并求電流右。2Qao1 I+

2、 2Q <I I3V3Q 6Q，5 4Q t4Q_ i r i1Q2。ao1 F+ 2QI I_一3V3fiQ_6£/5I1Qb；1 I2。題2-1圖題解2-1圖解：電路可等效為題解27圖由題解21圖，應(yīng)用串并聯(lián)等效變換得7?ab = 3 /(2 / 2 + (2 +1) / 6) = 1.5 Q由分流公式，5 =32+131-= - A3 + 3 2 + 1 + 6 Rah 322題22圖所示的為變阻器調(diào)節(jié)分壓電路。勺=50。，電源電壓U = 220V,中間環(huán)節(jié)是變阻器。變阻器的規(guī)格是100。3Ao今把它平分為4段，在圖上用a、b、c、d、e等點(diǎn)標(biāo)出。試求滑動觸點(diǎn)分別在a、b

3、、c、d四點(diǎn) 是，負(fù)載和變阻器所通過的電流及負(fù)載電壓，并就流過變阻器的電流與其 額定電流比較來說明使用時的安全問題。01+ erd-u c-b -H0i4UL Rl題2-2圖U 220解：l)a 點(diǎn)：八=0 /l=0 /ca= =2.2A100U 22012)c 點(diǎn)：4q = 75Q/«=2.93A /L = 1.47 Af/L = 73.5 VU 2203) d 點(diǎn)：R = 55 Q /內(nèi)=4 A /L = 2.4 AId = 1.6 AcqRCq 55LdaUL = 120 V4) e 點(diǎn):= 2.2 A220L = 4.4 A 4=22。VL 50L23試求習(xí)題23ab之間的輸

4、入電阻。a)b)題2-3圖解：a)圖為兩個Y型并聯(lián)，都將其等效為連接，如題解22圖a),并且 利用公式計(jì)算出圖示結(jié)果。凡1b = (82.5 + 425)54 = 1.269 Q4b = 221 + 2 = 2.5Q試畫出其b)圖，3。電阻被短路，如題解22圖b)a)田心山廠”題解2-3圖 2-4已知某線性無源最簡等效電路。解：等效為一個100Q的電阻，圖略。2-5在圖2 53中，已知電壓源O；=27V,電阻 &=五2 = 6。，&=&=尺5 = 20,試求支路電流小 心和上。題解2-5圖凡和凡組成電橋電路，且% 人rrTi.+rb 仆小。 "I 11&quo

5、t;一 浦 :上題2-5圖解：由電路可知，凡、凡、R5 與凡=44，故它是平衡電橋，因此可將原電路等效變換為題解24圖所示電 路。由歐姆定律，得27271= = = 3.375A6 +286 + 3由分流公式得39/1 = A,I.6 + 3 1 826 一個電源模型的電流為12A、內(nèi)阻為0.5Q,試分別畫出它的電流源 模型和電壓源模型（標(biāo)出參考方向和參數(shù)），并求出它的開路電壓U&和短路 電流Isc O0.5 Q+06 Vb)解：由題意刻畫出題解26圖a）、b）所示結(jié)果。12A.e u0.5 Qo題解2-6圖開路電壓oc=6V即為理想電壓源的電壓，短路電流a=12A為理想電流源 的電流

6、。2-7 一個電源的外特性如圖247所示，試求其電壓源模型和電流源模 型（標(biāo)出參考方向和計(jì)算參數(shù)）。解：由題圖給出的直線，建立其方程u i +10容易知，其開路電壓Uoc=10V,等效電阻Aeq=l。可畫出其等效電壓源模型如題解2-7圖a）所示結(jié)果，再由電源的等效變換 可到b）圖所示的等效電流源模型。2-8試將圖2 8中電壓源模型等效變換成電流源模型，電流源模型等效變 換成電壓源模型。2QO8Va)©3Q"6Ab)2。e8Ad)題2-8圖解：由電源的等效變換可將4個圖分別化為題解28圖©2Q-4Va)018V-±o b)題解2-8圖注意c、d圖中的電阻不

7、起作用。2-9試用電源的等效變換法將圖2-56所示的各電路化簡。題2-9圖解： 將原電路逐步等效變換，最終化簡成最簡電路，化簡過程如圖所示。a)c)d)題解2-9圖2-10電路如題210圖所示，試用電源等效變換法求電流九2c題2-10圖解 首先利用電源的等效變換求出1。電阻以左部分的最簡等效電路，逐步 等效化簡過程如題解210圖所示。2Q2Q4 QI + =20 Vo題解2-10圖在最簡的等效電路中，由歐姆定律得:型=4A52-11 一個實(shí)際電源的內(nèi)阻為0.5 Q,在不接負(fù)載時，測得其開路電壓為24V。 試求：1）電源的短路電流；2）當(dāng)外接負(fù)載電阻為11. 5。時，負(fù)載的電流和功率。解：1）由

8、題意可知該世界電源的模型如題解211圖a）所示短路電流2405二 48A2）當(dāng)外接負(fù)載電阻為11. 5。時，電路如題解2-Hb）所示+024VVT-J11.5Qo.5Q題解2-11圖易得240.5 + 11.5=2A負(fù)載電阻的功率 心=1L52、46W2-12支路電流求題2T2圖所示電路的支路電流。解：a）該電路三條支路，需3個方程 L+h+I=Q選網(wǎng)孔列寫K'L-10Z,+10/. =40-20-10Z, +20A =20聯(lián)立，解得Z. =-1.6A,人=0.4A, L =1.2A.Ja）該電路三條支路，按理需3個方程，但觀察電路發(fā)現(xiàn)有一條無伴電流 源支路，因此支路電流方程已知，只需

9、列寫兩個方程。對結(jié)點(diǎn)列寫KCL/2 + 八=0選大回路列寫KVL3/1 + 6八=24聯(lián)立，解得/1=L33A, A=3.33A2-13在題213圖中，已知電壓源Us=20V,電流源Ai=2A, &=3A, 電阻Ai = 3O, & = 2。，& = 1。，& = 試求各支路電流及各元件的功率, 并驗(yàn)證電路的功率是否平衡。乙乙3題2-13圖題解2-13圖解對1、2、3結(jié)點(diǎn)可列出3個獨(dú)立的KCL方程為7T+，T=o /2 + /j2-/4 = o對中間回路列寫KVL方程為U R / R / =0AJ J.4 X聯(lián)立方程，代入數(shù)據(jù)，可解得支路電流為/. = 4A,

10、1、=1A, K =2A, /. = 2 A 上.J電阻消耗的功率為Pri = I；R, = 42 X3 = 48W , PR2 = (-1)2x2 = 2W43 =廳& =2?xl = 4W, 九=不&= 2?x4 = 16W 20v電壓源發(fā)出的功率為R. =U/ = 20x2 = 40W2A電流源發(fā)出的功率為P%=U3 = gIJ 晨= 3x4x2 = 2433A電流源發(fā)出的功率為%2x3 = 6W% =展，故電路的功率平衡。2-14用支路電流法求解圖2-60所示電路中A點(diǎn)的電位。O-12V2kIkQ<I ky0 A5k。I,+8V題2-14圖12IkQ A nzi-

11、oA5k Q題解2-14圖解 題214圖為電子電路中常見的簡化畫法，將其改畫為題解274圖。 指定電流的參考方向。對結(jié)點(diǎn)1列寫KCL/1 + /,+73=0對網(wǎng)孔列寫KVL(1 + 5)八=_8聯(lián)立，解得144/. = 一61nA , 1、=mA,/,=mA332-15 在題 215 圖所示電路中,U1 = 9V, 52=4V, Zs=UA, Ai = 3Q, 火2 = 2。，4 = 60。試求A點(diǎn)的電位和各電源的功率，并指出是發(fā)出功率還是吸 收功率。解指定支蹣也游圖如題解2-15圖所示，采用翟債應(yīng)用核解本題。列結(jié)點(diǎn) 電壓方程為力 Ug 五一W代入數(shù)據(jù)，解之，得=12V由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)

12、系可求得各支路電流為R、9V電壓源吸收功率PUn =U$/=9xl = 9W4V電壓源發(fā)出功率玲=UJ = 4x8 = 32W t =8AUA電流源發(fā)出功率Pf =（/./ =12xll = 132W/ J八、2 16 在題 216 圖所示電路中，設(shè) 5i = 10V, 2 = 9V, LrS3 = 6V, Zs=1A, Ri = 2。，五2 = 3。，& = 3。，Ri = 3Q, & = 6。以結(jié)點(diǎn)4為參考點(diǎn)，求結(jié)點(diǎn)1、 2、3的結(jié)點(diǎn)電壓；求支路電流/1、刀、，3、A和15。解（1）以結(jié)點(diǎn)4為參考點(diǎn)，得蒯2夕橢點(diǎn)電壓（、U心、U心,可列結(jié)點(diǎn)電壓方程為（丁 十 丁 + ?。?/p>

13、6 一 r U"2 一 丁 U"3 lj& ，d R4 凡 -R4 心 ，i rr i ，1ii、4一 iTUnl !TU,t2 +（丁 + / + 萬）% = 丁 + 丁K） 14 N, 色 /4色 （代入數(shù)據(jù)并整理方程，得Mi-12 Unl + 3Un2- 2aL -6 也一%+ 3幾=15解之，得 Uld = 6V , U, = 6V ,= 9V（2）由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可求得各支路電流為 £=10-6=2A1 R, 212 =U1 U3 + U$2 = 6 - 9 + 9 = 2 Au u 6-9= -lA&32-17在題2-17圖所

14、示電路中, R1 = 2C,火2=10。，3=1。，Ri = 2Q。 求電流源的端電壓5和5。設(shè) Usi=45V, Us2 = 8V, 2si=6A,&2=5A,試求各支路電流、八、/3、和15；解選參考結(jié)點(diǎn)如題解277圖，得3個結(jié)點(diǎn)電壓，“、UU心,列結(jié)點(diǎn)電壓方程為(- + W ,-u 9<R R3 R3 ".一"U八+ (器+ 言02 一看U“3 = &U“3= U,2= 8VU" 8V代入數(shù)據(jù)整理，得3/ -U =竺"2。心 U_ 2531"+/2-產(chǎn)3=6解之，得Su = 29V, Un2 = 26V , Un.

15、= 8V(1)由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可得各支路電流為u -U 45-29/ 幺£1 =上上 =8A1 凡 2/, = 3= -5A> 七一% ="3AU： 26-81. =4 R4 2由KCL方程可得/5 = Z4-Z2 =9-(-5) = 14A(2)電流源的端電壓為q = Ult2 = 26V由一=U”3,可得U、=-UV。2-18在題218圖所示電路中，列寫結(jié)點(diǎn)電壓方程，求1。題2-18圖題解2-18圖解 指定結(jié)點(diǎn)1、2,得2個結(jié)點(diǎn)電壓U心，列結(jié)點(diǎn)電壓方程為,限+】必4=2 U.+(l + l)Un?=3/該電路中含有受控源，因此需要增補(bǔ)方程% =%代入，整

16、理得*4二2+23、=0解之，得unl = 2V , Urn = 4V而/ = Uni = 2V219試計(jì)算圖265所示電路在開關(guān)S斷開與閉合時A、B點(diǎn)的電位。解題#英CM合時，電路可改畫為題解 由分壓公式3兀10 = 6V"3 + 2由KT圖加9- 1、。 題2-1TaOV/常規(guī)畫法。VA =-5 + VB =1V開關(guān)S打開時，電路可改畫為題解219圖b）,此時不構(gòu)成回路，因此% = 10V由KVLVA =-5 + VB =5V2-20在題220圖a）、b）所示電路中，己知U, =4V, Is =3A, R = 4。試用疊加定理求電壓CA題2-20圖解a）由疊加定理，題220a）圖

17、可分為兩個電路如題解220a）和a）2, a) -1為左邊電壓源5單獨(dú)作用的分電路，a) -2為右邊電壓源么單獨(dú)作 用的分電路。RRRRUsa)-la)-2Rb)-lRo1-1 H+u 1 L "s4,e0b)-2題解220圖在a) -1圖中，應(yīng)用分壓公式，3VR/R + R3在a) -2圖中，應(yīng)用分壓公式，U"= RHR .U =3v R/R+R s 3 疊加，得總電壓QU = U' + U" = V3b)題220b)圖可分為兩個電路如題解220b)1和b)2, b) -1為左邊電流源人單獨(dú)作用的分電路，b)2為右邊電流源心單獨(dú)作用的分 電路。在b) -

18、1圖中，應(yīng)用分流公式， u，= R + R+R在b) -2圖中，應(yīng)用分流公式，U"= R + R + R/R = 4V疊加，得總電壓221電路如題 各支路電流/1、八和外1用題2-21圖b)題解2-21圖u = u'+u" = ov2 21所示，試分別計(jì)算開關(guān)S合在a點(diǎn)和b點(diǎn)時,解1) S合在a點(diǎn)時，有兩個電壓源作用于電路，采用疊加定理求解。 20V電壓源單獨(dú)作用時的分電路如題解221a)圖所示，由KVL,得由分流公式得 »“= -匕-=-2A ,»' = 2A 10V電壓源單獨(dú)作用時的分電路如題221b)圖所示，左邊回路的KVL為=10

19、/e = 3A由分流公式得/= x3 = - 1A , » '= x3 = 2A4+24+2由疊加定理可得IL =4+人=4 1 = 3AI2 = / + 八=-2 + 3 = 1AZ3 = Z3(1) + Z3(2)=2 + 2 = 4A2) S合在b點(diǎn)時，有三個獨(dú)立源作用于電路，可將其分成兩組：2個電壓源為一組，6A電流源為一組，則1)中求得的支路電流將是2個電壓源 U”和共同作用時的響應(yīng)分量，即»“ = 3A,6=4A電流源單獨(dú)作用時的分電路如題解221 c)圖所示，由圖可得/產(chǎn)=6A由分流公式得/產(chǎn)=_上x6 = -2A ,= x6 = 4A4+24+2分量

20、疊加可得 A =+ /產(chǎn)=3 - 2 = 1A12 =八+乙=1 + 6 = 7 AZ3 = Z3(1) + Z3(2)=4 + 4 = 8A2-22電路如題222圖所示，=6V,=8 V當(dāng)開關(guān)S合在位 置1時，/=60mA；當(dāng)S合在位置2時，/=30mA。試求當(dāng)S合在位置3時的 電流用解 將電流/看作響應(yīng)，激勵為電壓源51，以及置于開關(guān)一方的電壓 源。根據(jù)響應(yīng)與激勵的關(guān)系設(shè)當(dāng)開關(guān)S合向1時，只有51單獨(dú)作用，故有60 = K . ”當(dāng)開關(guān)S合向2時，將4=6V有30 = K 億+ 6K2 聯(lián)立兩方程，得K2 = -5 mA/V 當(dāng)開關(guān)S合向3時，響應(yīng)為/ = K代入數(shù)據(jù)/ = 60 （5）

21、- 8 = 100111A2-23在圖題223a）所示電路中，t/ab = 10V ,若將理想電壓源除去 后，題223b）圖，此時電壓=?題2-23圖解將電壓看作響應(yīng)，激勵為12V電壓源和兩個電流源，而基于題2 23圖a）和b）,可將電流源看為一組，電壓源看作一組。根據(jù)響應(yīng)與激勵的 關(guān)系，對于a）圖設(shè)Uab=kJs+12k2 對于b）圖，只有電流源作用，因此U ab = k/s根據(jù)以上分析，只需求出電壓源單獨(dú)作用時對應(yīng)的系數(shù)人即可，此時對 應(yīng)的電路如題解223圖。12V 八R a<I Ir oRT R b 題解223圖 顯然，有U；b = 12' =112 = 3V - 4將此結(jié)

22、果代入上a)圖響應(yīng)的表達(dá)式=kjs +12幻10 = 7,+3解得«=7因此b)圖結(jié)果為 Uab=kJs=lY2-24實(shí)驗(yàn)室中，測得某有源網(wǎng)絡(luò)的開路電壓為8V,短路電流為2A, 試問若將此有源網(wǎng)絡(luò)接上4Q的負(fù)載，則負(fù)載消耗的功率是多少？解由題意可知改有源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R =%=» = 4'乙2故可畫出其等效電路如題解2-24圖。由圖知，4 Q電阻上獲得的功率Qp = R=4()2 =4W 4a 4 + 42-25求圖2-70所示兩電路的戴維寧等效電路。a)b)題2-25圖解a)先求其開路電壓，如題解225圖a) -1所示ao+6Voboa)-3ao4Vo+2.4bo

23、b)-3應(yīng)用分壓公式2q =36 = 18 V1 2 + 23U,36 = 12V-3 + 6由KVL,得開路電壓U” =S4=18 12 = 6V將ab一端口的電壓源短路得題解a)2圖，求出其等效電阻 = 22 + 36 = 3。畫出其戴維寧等效電路如題解a)3圖示。a)先求其開路電壓，如題解225圖b)1所示 應(yīng)用分流公式4=10 = 4A1 2+4+2+2/, =10-Z. =10-4 = 6A由KVL,得開路電壓U. = -41, + 2 人=-16 + 12 = -4V將ab一端口的電流源開路得題解b)2圖，求出其等效電阻 心=(2 + 2)/(2 + 4) = 2.4。畫出其戴維寧

24、等效電路如題解b) -3圖示2 26 在題 2 26 圖所示電路中，Zsi=2A, Zs2=5A, & = 2O, &=10Q, & = 3Q, &=15。，& = 50。試用戴維寧定理求電流乙r2題2-26圖解 首先斷開電阻求出心以左部分的含源一端口的戴維寧等效電 路。題解2-26圖1）設(shè)一端口的開路電壓為。雙，如題解226a）所示，由圖得 = Isl = 2A , I2 = Is2 = 5A由KCL,得/1+/,+4=0故人=-(，1 += -7 A由KVL,得4九.=%/2-%八 + a/1 =5x 5 3x(7) +2x2 = 5。V2）把含源一

25、端口內(nèi)獨(dú)立源置零，可求得等效電阻R”，電路如題解226b）所=6 + &+ 凡= 2 + 3 + 5 = 10。畫出戴維寧等效電路，接上待求支路區(qū)，如題解226c)所示，得750 iI = 2A10 + 15227 如圖 2 27 所示，已知 5i = 10V, 2 = 5V, 53 = 6V, A=20A, Ri= 3。，& = 6。，2?=10Qo試用戴維寧定理求電流/;當(dāng)電阻R取何值時, 它從電路中獲取最大功率，最大功率為多少？題2-27圖解（1）首先斷開電阻凡求出A以左部分的含源一端口的戴維定等效電路。 設(shè)一端口的開路電壓為S,如題解227圖a）所示，由工，得題解2-2

26、7圖-10 + 3Z1-5 + 6Z1+6 = 0/】 二 1A故開路電壓為（/ =6/.+6 = 6 + 6 = 12V</C1把含源一端口內(nèi)獨(dú)立源置零，電路如題解227b）所示，可得等效電阻為"凡+與畫出戴維寧等效電路，接上待求支路心,如題解227c）所示，得r 1212I = 1A2 + R 2 + 10（2）根據(jù)最大功率傳輸定理知，當(dāng)電阻R=R« = 2Q時，獲得最大功率且匕ax2-28如題228所示有源二端網(wǎng)絡(luò)1T',當(dāng)用內(nèi)阻為1M。的電壓表測 量其開路電壓時，讀數(shù)為30V,當(dāng)用內(nèi)阻為500k Q的電壓表測量其開路電壓 時讀數(shù)為20V,試求該有源網(wǎng)絡(luò)

27、的等效電壓源。i有源二端網(wǎng)絡(luò)題2-28圖+Q"星J/?ST _r題解228圖解由題意，有源二端網(wǎng)絡(luò)11可用戴維定等效電路替代，如題解228a) 圖，同時畫出了用電壓表測量開路電壓的接法。顯然只要求出k和人就行 了。106尺+1。6U. =30V一電壓表內(nèi)阻用區(qū)表示，開路電壓用Uoc表示。當(dāng) R、.=1MQ 時，5 °c R. + Rv -RC 1 q5當(dāng) Rv =5000 時，U0c =iU.=1u. =20VR + R、.-尺+51()5-上式相比，并整理得26+106=三+21062解之得 Rz = 500kQ , 6= 40V2-29已知非線性電阻元件的伏安特性為“

28、= 4 + 2/，當(dāng)非線性電阻元 件通過2 A的電流時，求它的靜態(tài)電阻R和動態(tài)電阻7-o解 依據(jù)電阻元件的伏安特性 = 4 + 2/，可知當(dāng)電流i = 2A時，有w = 4 + 2z3 = 4 + 2 x 23 = 20V則它的靜態(tài)電阻為& =2=型=10。/2動態(tài)電阻為=2x3=6x2、24。dj = 2A：=2A2-30電路如圖2 30a)所示，其中二極管的伏安特性曲線如圖2 30b)所示。試用圖解法求二極管的電壓"和電流九a)題2-30圖題解2-30圖解 將二極管從電路中斷開，余下的看成一個含源一端口，如圖229(a)所 示。根據(jù)戴維寧定理將其化成最簡電路，設(shè)含源一端口

29、開路電壓為4。，等效電 阻為根據(jù)分壓原理可得U,L 2V由電阻串并聯(lián)關(guān)系可得R2 = 5000畫出戴維寧等效電路，接上二極管支路，可得如圖229(b)所示最簡等效電 路。列回路的KVL方程，得到直流負(fù)載線為U + 500/ = 2令/ = 0A,得U = 2V,令U = 0V,得/ = 4mA,根據(jù)兩點(diǎn)畫出直流負(fù)載線，如圖 229(c)所示，從交點(diǎn)處，可直接讀出U = 0.8V, / = 2niAo第3章 正弦交流電路的穩(wěn)態(tài)分析本章的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)正弦量、正弦交流電路和相量法的基本概念、正弦交 流電路的穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算、正弦交流電路功率的概念和計(jì)算。在此基礎(chǔ)上理解和 掌握功率因數(shù)提高的意義及諧振

30、的概念。本章基本要求1 .正確理解正弦量和正弦交流電路概念；2 .正確理解相量法引入的意義；3 .正確理解有功功率和功率因數(shù)的概念；4 .掌握相量法；5 .掌握電路定律的相量形式和元件約束方程的相量形式;6 .分析計(jì)算正弦穩(wěn)態(tài)電路；7 . 了解功率因數(shù)提高的意義；8 . 了解諧振的概念。本章習(xí)題解析3-6解：由題意知：負(fù)載阻抗24=蕊*546。)0因此為感性負(fù)載3-10解：利用相量圖計(jì)算各電路中表的讀數(shù)。(a)選電壓為參考相量，U = U/0。則 IR =10Z0°A,0=ION 90。A乙和/構(gòu)成直角三角形/ =14.1A安培表的讀數(shù)為14. 1安(b)選電壓為參考相量，U = U

31、/0。則 / =6Z0°A, I, =8Z-90°AiR.乙和/構(gòu)成直角三角形/ =，； + /； =10A安培表的讀數(shù)為10安(c)選電流為參考相量，i = /zo°則 九=30/0。V, U, =C/Z + 90°V由直角三角形知：U. =a/502 -302 =40V L/.電壓表的讀數(shù)為40伏(d)選電流為參考相量，/ = ZZ00則九=60/0。V,區(qū)=80N-90。， 由直角三角形知：t/ = V602 +802 =100V電壓表的讀數(shù)為100伏3-13解： t/ = 120Z0°V,=8Z0°AR 15Ic = 12Z9

32、0°A-J10=6Z-90° A J20/ = + /c + /"10N37°A3-19解：由題意知：7 = 30-20 = 104。=9=/次=1000卬t/e = /? = 10xl0 = 100V-102 =100VU Ll =Ux 100= = 10Q“I 10(100+%J +10()2 = 22()2100 + Uy =96XL2Ux =96VXL2、 U、 96X/,= = = 3.2Oh 30，Ux 96Xc=- = = 4.8C°/3203-20解:由題意知：cos2=0.6, cos0=O.9= arccosO.6 = 53

33、° , 0 = aiccosO.9 = 25.8°° =白（火°火9）= 31：工 UM-。483）=/3-21本章基本要求解:由題意知：cos0 = 0.5 , cos0= 0.866q = aiccos0.5 = 60° , (p= arccos0.866 = 30°p z9000c =獷=赤莎(1.732 - 0.577)= 1524P = TR 而 1 = -U cos。 220 x 0.52000 -=0.1 /3£2R1R2 + x：1822X： =3R2乂乙= 1.732 R = 10.70"J.&q

34、uot;24 314第4章三相電路的分析本章的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)三相電路的基本概念，了解三相電路的連接方法及三 相電路的特點(diǎn)，掌握三相電路的基本分析方法，(1)正確理解三相電路的對稱性和不對稱性；(2)三相電路的連接方式：Y形連接與形連接；(3)掌握對稱三相電路相電壓與線電壓的關(guān)系、相電流與線電流的關(guān)系;(4)掌握對稱三相電路的計(jì)算法；(5)三相電路有功功率的計(jì)算。本章習(xí)題解析44解:負(fù)載不對稱且乂沒有中線時，負(fù)載相電壓也不對稱。當(dāng)負(fù)載相電壓不對稱時， 會引起有的相電壓高于負(fù)載額定電壓，有的相電壓低于負(fù)載額定電壓。而三相負(fù) 載的相電壓必須對稱，中性線的作用就是使Y聯(lián)接的不對稱的負(fù)載相電壓對稱。 為

35、了保證負(fù)載的相電壓對稱就不應(yīng)讓中性線斷開。因此，中性線內(nèi)不允許接入熔 斷器或閘刀開關(guān)。45解：將66個電燈分為3組，每組22個并聯(lián)接在相線與零線之間，如圖45所 示。47解： 電源線電壓5= 380V,相電壓4=220V,令.=220/01,則2202知 R =七一 = 4840100(7b=220Z-120°V, (7c=220Z120cVo由于是三相四線制電路，各相電流和中 線電流為擊華"AZc迦空= 10/12。A22N =iA + iB + ic=20Z0° +10 Z120 0+10Z-120°= 10Z0°A(2)若中線斷開，電路成

36、為三相三線制不對稱Y-Y電路，如圖4-8所示。 運(yùn)用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算負(fù)載中性點(diǎn)N'與電源中性點(diǎn)N之間的電壓U,v；v,選擇電源 中性點(diǎn)N作為參考結(jié)點(diǎn)，得UA JB 上 220 220Z-1203 22OZ12O0，_ 凡 & & _ 112222u nn = nir =1 11R】R 凡11 22 22= 55Z0° V圖4-8負(fù)載的相電壓為(JAN. = UA -UN.N = 220Z0°-55Z0° = 165Z0°VU. = U"，= 220 N -120 ° 55 N0°= 252Z-131&#

37、176;VUcn，=UcU n，n =220Z120o-55Z0°= 252Z+131°V負(fù)載的相電流為= 15Z0°AUbm _ 252N-13rrT 22= 11.45Z-131°A252/131022= 11.45/131° A由上述計(jì)算結(jié)果看出，在不對稱電路中，負(fù)載的相電壓和相電流不對稱。(3)若無中性線，當(dāng)L】相短路時U =0 , U、=-U 4 =380Z-150°V ,= OCA =380Z150°VU、 380Z-1500瓦 22= 17.3Z-150°AJ _ 380/150,瓦一22-= 17.

38、3Z150°A/ = A+/ =30Z0°A 上.J向量圖如下：(4) L3相斷路時:A =一1BU.BQ =/XR =lL5N30°xlW = 127N3(yVU2=I2x R2 = -11.5Z300 x 22V = 253Z - 150°V（5）答：對（3）中有中性線時，A相短路，電流過大，燒斷熔斷絲，B相與C 相不受影響，電流電壓與（1）中相同。對（4）中有中性線時，A相與B相都不受影響，電流電壓與（1）中相同， C相無電壓和電流。同學(xué)們做47時，參考第四章課件例2照明系統(tǒng)故障分析，有助同學(xué)們理 解。第五章動態(tài)電路的暫態(tài)分析本章的主要任務(wù)是認(rèn)識動

39、態(tài)電路的過渡過程，學(xué)習(xí)動態(tài)電路過渡過程的變化 規(guī)律，掌握動態(tài)電路過渡過程的基本分析方法。本章基本要求1 . 了解動態(tài)電路過渡過程產(chǎn)生的原因。2 .正確理解電路的換路定律。3 .求解電路的初始值和穩(wěn)態(tài)值。4 .正確理解動態(tài)電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。5 . 了解動態(tài)電路暫態(tài)分析的經(jīng)典法。6 .掌握一階電路的三要素分析法。7 . 一階電路過渡過程變化規(guī)律及其物理意義。本章習(xí)題解析5-1題圖5T （a）、5-1 （b）所示電路中，開關(guān)S在仁0時動作，試求電路在"0+時刻電壓、電流的初始值。S（M） 2。 i(a)苣空,+ 7,(。+) +016v6 州 6V()03v 1?？?(

40、)»f(0+)(c)(d)題圖5-1解:(a)由題意可求出以 0_)=1 = 2V根據(jù)換路定則得，c(O_)=2V在換路瞬間，電容相當(dāng)于一個2t的電壓源，如圖(c)所示。由圖(c)所示電路 可求出f(O+)= 3 必。+) = 士= -2.5A/c(O+)= f(Oj- = -2.5-2 = -4.5A(b)由題意可求出“""AT 2A根據(jù)換路定則得z；(Oj=/；(O_)=2A在換路瞬間，電感相當(dāng)于一個2A的電流源，如圖(d)所示。由圖(d)所示電路 可求出/(O+)=/；(O+)- = 2-l = lAOWl(0J=-2/；(0J+16-6 = 6V5-2某個

41、KC放電電路，經(jīng)0.1s電容電壓變?yōu)樵瓉碇档?0%,求時間常數(shù)。解：根據(jù)題意，設(shè)/(0 = oe '將題給條件代入，得_0.1uc (0.1) = UQe r = O.2t/o由上式求出r = - = 0.062s1110.25-3今有100LiF的電容元件，充電到100V后從電路中斷開，經(jīng)10s后電壓下降到36.8V,則該電容元件的絕緣電阻為多少？解：由題意得uc(r) = uc(0+ )e r = lOOe rV將已知條件代入上式，得_1036.8 = 100e-7r = 10s1110368R = - = = 100kQC 100x10-65-4題圖5-4所示電路，已知在開關(guān)S閉

42、合前電容已充電至N0_） = 20V,且凡=%=K=6kQ, %=15k。，C = 12（.iFo試問當(dāng)開關(guān)S閉合后，經(jīng)過幾秒放電電流J才能降至O.lniA?mC(O-)解：根據(jù)換路定律，得（。. ） = %（°- ） = 1° V電路的時間常數(shù)r = RbxC,其中2 0V(凡+&)/'+(=- 故 Qr = _xl03xl2xl0-6 =1.52xlO-1s3 電容電壓為ic(O.) = -C 牛 atwc(r)=Mc(O+ 小=20黑熊=20e" V= 12xW6x20x0152 = e 0152 = e-658zmA0.1521919e 0

43、152 =0.119解之，得t =0.419s55題圖55所示電路，已知U = 8V, R,=R2 = 320Q , 6=80O, C = 5pF,開RRUwC(O-)題圖5-5心(0.) = 0)R解：根據(jù)換路定律，得U關(guān)S在1 = 0時閉合。試問當(dāng)，二 lms時的值？(設(shè)電容C原先未被充電，即口uC()圖5-5 (a) /=8的等效電路圖式°+)= %(°-)=畫出s時刻的等效電路如圖5-5 (a)所示，則=4V/、 UR、 8x320W(00)=-=八7 國+凡 640等效電阻及時間常數(shù)求得如下Req = RJ/R? + R =240 Qr =/?, xC = 1.2

44、x-3s eq由三要素公式可得/ ,、 ( uc(t)= z/c(oo)x 1-e r = 4x 1-0 12x1。-' V / /當(dāng)/=lms時，有(_1。7/_5、«c(lms)=4x 1 J- =4x !_/6 = 2.26V56題圖56所示電路，己知，s=10inA, K=&=lkQ, C = 101iF,開關(guān)S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)/ = 0時閉合開關(guān)S。應(yīng)用三要素法求c(/)(fNO)。解：由換路前的穩(wěn)態(tài)電路可得wc(0_)= Is x RL = lOniA x IkQ = IV根據(jù)換路定則，得C(O+)=C(O.)=1V由換路后CO時刻電路，可求得C(

45、8)=OV而r = /?2xC = lxlO3xlOx IO" = 0.01 s利用三要素法，得Ituc (/) = uc(co)+ mc(0 +)- uc(oo)f r = O + (1-O)e 001 = e"100zV5-7題圖5-7所示電路，己知 U1=10V , U, = 20V ,凡=R = lOkQ ,民=5ko， G=G=G=2|F，開關(guān)s處于位置1時電路已進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，f = 0時開關(guān)s合到 位置2。求電容電壓Q(f) (f20)。解：畫出0時刻電路，如圖57 (a)所示，得wc(O-) =3x10 = 5、20題解5-7圖(b)-O 十z/C(oo)根據(jù)換路定則，得%(。+)= %(。-)= 5、畫出8時刻電路圖，如圖57 (b)所示，得r2Ri + R,U、=- x20 = -10V-20求得時間常數(shù)為故r = x=10xl03xlxl0-6=xl0-2s«c(O=(io-575z)v r >o58題圖58所示一階RC電路，電路的初始狀態(tài)為零，試求：(1)電路的時間常數(shù)T, (2)