電工學(xué)第四版習(xí)題答案

1、 6章 暫態(tài)電路習(xí)題 電路如圖6.02所示。求在開關(guān)S 閉合瞬間（t=0+）各元件中的電流及其兩端電壓；當(dāng)電路到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)又各等于多少？設(shè)在t=0-時(shí)，電路中的儲(chǔ)能元件均為儲(chǔ)能。F解：t=0+時(shí)：此時(shí)等效電路如圖解6.10所示。當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定（t=）：此時(shí)等效電路如圖解6.11所示。 注意 注意 圖解6.11 電路如圖6.10所示，換路錢已處于穩(wěn)態(tài)，試求換路后(t0)的uC。圖6.10 習(xí)題的圖解： 換路前（t=0-）時(shí) 換路后 到達(dá)穩(wěn)定（t=）時(shí) 時(shí)間常數(shù) 于是 電路如圖6.16所示，在換路前已處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)將開關(guān)從1的位置合到2的位置后，試求iL和i，并作出它們的變化曲線。解：當(dāng)開關(guān)S處于1位

2、置時(shí)的穩(wěn)態(tài)值為 開關(guān)S合到2時(shí)，當(dāng)作恒流源代替電感L，并與2電阻組成電流源，再將其變成-2.4V，2的電壓源，其參考方向?yàn)橄隆?”上“-”。由此可求得i（0+）為圖解 6.17電路如圖6.18所示，試用三要素法求t0時(shí)的i1,i2及iL換路前電路處于穩(wěn)態(tài)。解：開關(guān)S閉合前電感L中的電流為 開關(guān)閉合后各電流的穩(wěn)態(tài)值為求電路時(shí)間常數(shù)第7章 習(xí)題解答7.5.1有一單相照明變壓器，容量為10kV·A,電壓為3300V/220V。今欲在副繞組接上60W，220V的白熾燈，如果要變壓器在額定情況下運(yùn)行，這種電燈可接多少個(gè)？并求原副繞組的額定電流。解：因?yàn)榘谉霟鬰os1，故有 SJL型三相變壓器的

3、銘牌數(shù)據(jù)如下：U2N=400V，f=50Hz, 聯(lián)接Y/Y0。已知每匝線圈感應(yīng)電動(dòng)勢為5.133V，鐵心截面積為1602。試求：（1）原、副繞組每相匝數(shù)（2）變壓比；（3）原、副繞組的額定電流；（4）鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 解：（1）原、副繞組額定相電壓為 所以 （2） （3） （4） 在圖7.5.6中，將RL=8的揚(yáng)聲器接在輸出變壓器的副繞組，已知N1=300，N2=100，信號(hào)源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻R0=100，試求信號(hào)源輸出的功率。 解：根據(jù)阻抗變換原理，變壓器原邊等效負(fù)載阻抗為 信號(hào)源輸出功率為 圖7.01習(xí)題的圖圖習(xí)題7.5.3的圖 在圖7.01中輸出變壓器的副繞組有中間抽頭，以便接8

4、或3.5的揚(yáng)聲器，兩者都能達(dá)到阻抗匹配。試求副繞組兩部分匝數(shù)之比。 解 有三個(gè)線圈如圖7.04所示，試定出線圈1和2，2和3，3和1的同極性端，用三種記號(hào)標(biāo)出。 解：假定1和2的同極性端用·表示，2和3的同極性端用*表示，3和1的同極性端用表示。根據(jù)右螺判定如圖解7.11所示。圖7.04題圖圖解7.11 當(dāng)閉合S時(shí) （圖7.05），畫出兩回路中電流的實(shí)際方向。 解：根據(jù)同極性端的定義，圖7.05中電流正方向（參考方向）應(yīng)由“· ”端流入。對(duì)于S閉合瞬間，i1實(shí)際方向應(yīng)指向“· ”端，由楞茨定則知i2的實(shí)際方向應(yīng)使其產(chǎn)生的磁通抵消i1產(chǎn)生的磁通，故應(yīng)由“·

5、 ”端流出。圖7.04題圖圖解7.11 第8章 習(xí)題解答已知Y100L1-4型異步電動(dòng)機(jī)的某些額定技術(shù)數(shù)據(jù)如下：2.2kW 380V ￥接法1420r/min 試計(jì)算：（1）相電流和線電流的額定值及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩；（2）額度轉(zhuǎn)差率及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率。設(shè)電源頻率為50Hz。解：（1）線電流額定值為 有Y112M-2型和Y160M1-8型異步電動(dòng)機(jī)各一臺(tái)，額定功率都是4kW，但前者額定轉(zhuǎn)速為2890r/min，后者為720r/min.試比較它們的額定轉(zhuǎn)矩，并由此說明電動(dòng)機(jī)的極數(shù)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩三者之間的大小關(guān)系。解：Y112M-2的額定轉(zhuǎn)矩為 Y160M1-8的額定轉(zhuǎn)矩為有上比較可知，電動(dòng)機(jī)

6、的磁極數(shù)愈多，則轉(zhuǎn)速愈低，在 同樣額定功率下額定轉(zhuǎn)矩于欲大。 有一臺(tái)四極、50Hz、1425r/min的三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子電阻啟動(dòng)初始瞬間(n=0,s=1)轉(zhuǎn)子每相電路的電動(dòng)勢(2)。比較在上述兩種情況下轉(zhuǎn)子電路的 各個(gè)物理量（電動(dòng)勢、頻率、感抗、電流、及功率因數(shù)）的大小。解：（1）起動(dòng)瞬間 （2）額定狀態(tài)比較: 額定狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子每相電動(dòng)勢E2，頻率（）轉(zhuǎn)子漏抗和轉(zhuǎn)子電流均比起動(dòng)時(shí)小，而轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)則大大提高。 Y132S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定技術(shù)數(shù)據(jù)如下：功率轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)Iat/INTst/TNTmax/TN5.5kW1440r/min380V85.50.8472.22.2

7、電源頻率為 50Hz.試求額定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差率解：由Y132S-4可知磁極對(duì)數(shù)p=2,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,則有轉(zhuǎn)差率為 Y180L-6型電動(dòng)機(jī)的額定功率為 15kW,e額定轉(zhuǎn)速為 970r/min,頻率為50Hz，最大轉(zhuǎn)矩為 295.36N.m.試求電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)，解：額定轉(zhuǎn)矩 某四極三相異步電動(dòng)機(jī)的 額定功率為30kW,額定電壓為380V,三角形接法，頻率為50Hz。在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)差率為 0.02，效率為90，線電流為57.5A,試求：（1）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；（2）額定轉(zhuǎn)矩；（3）電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。解： (1)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速即為轉(zhuǎn)差： (2)額定

8、轉(zhuǎn)矩 上題中電動(dòng)機(jī)的 試求： （1） （2）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 額定轉(zhuǎn)矩的 60和25時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)。解 （1）直接起動(dòng)電流為 電流為 直接起動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 （2）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為60TN時(shí) 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為25TN時(shí) 第9章 習(xí)題解答 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在下列條件下其轉(zhuǎn)速、電樞電流及電動(dòng)勢是否改變? (1)勵(lì)磁電流和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電樞電壓降低；(2)電樞電壓和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，勵(lì)磁電流減??；(3)電樞電壓、勵(lì)磁電流和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，與電樞串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻。 解:(1)電樞電壓下降時(shí)，因勵(lì)磁電流不變，磁通也不變，因此理想空載轉(zhuǎn)速，n0下降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，所以電樞電流不變，而反電動(dòng)勢則降低。 (

9、2)勵(lì)磁電流減小則磁通減小，理想空載轉(zhuǎn)速升高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速升高，為了維持電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電樞電流升高，因?yàn)殡姌须妷翰蛔?，反電?dòng)勢將下降。 (3)電樞串入電阻后，電壓降增加，使反電動(dòng)勢下降，在磁通不變條件下轉(zhuǎn)速將下降，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，所以電樞電流不變。 9.3.3有一Z232型他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：P22.2kW,UU1110V，n1500r/min，0.8；并已知Ra0.4，Rf=82.7。試求：（1）額定電樞電流；（2）額定勵(lì)磁電流；（3）勵(lì)磁功率；（4）額定轉(zhuǎn)矩；（5）額定電流時(shí)的反電動(dòng)勢。解:（1）額定輸入功率為額定電流為（2）額定勵(lì)磁電流為額定電樞電流為（3）勵(lì)磁功率為（4）

10、額定轉(zhuǎn)矩為（5）反電動(dòng)勢為 對(duì)上題的電動(dòng)機(jī)，試求：（1）起動(dòng)初始瞬間的起動(dòng)電流；（2）如果使起動(dòng)電流不超過電流的2倍，求起動(dòng)電阻，并問起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少? 解（1） （2） 在忽略勵(lì)磁電流情況下 當(dāng)磁通為恒值時(shí)，轉(zhuǎn)矩T正比于電樞電流Ia即TIa，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，即11.5 課后習(xí)題全解 試畫出三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)既能連續(xù)工作、又能點(diǎn)動(dòng)工作的繼電接觸器控制線路。 解 電路如圖解11.5所示。其中SB2為連續(xù)工作啟動(dòng)按鈕。SB3是雙聯(lián)按鈕，用于點(diǎn)動(dòng)工作。當(dāng)按下SB3時(shí)，接觸器線圈有電，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。串聯(lián)在自鎖觸點(diǎn)支路的常閉按鈕斷開，使自鎖失效。松開SB3時(shí)，接觸器線圈立即斷電，電動(dòng)

11、機(jī)停車?？梢奡B3只能使電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)工作。 1123 根據(jù)圖1122接線做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將開關(guān)Q合上后按下起動(dòng)按鈕SB2，發(fā)現(xiàn)有下列現(xiàn)象，試分析和處理故障：(1)接觸器KM不動(dòng)作；(2)接觸器KM動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)；(3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但一松手電動(dòng)機(jī)就不轉(zhuǎn)；(4)接觸器動(dòng)作，但吸合不上；(5)接觸器觸點(diǎn)有明顯顫動(dòng)，噪音較大；(6)接觸器線圈冒煙甚至燒壞；(7)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)得極慢，并有“嗡嗡”聲。 解 重畫圖1122如圖解117所示。 (1)有3種可能的原因：（i）1，2兩根線上的熔絲有一個(gè)或兩個(gè)燒斷，使控制電路無電源；(ii)熱繼電器常閉觸點(diǎn)跳開后未復(fù)位；(iii)4，5兩點(diǎn)有一點(diǎn)(或兩點(diǎn))未接

12、好。 (2)可能有兩個(gè)原因：（i）A相熔斷器熔絲燒斷，電動(dòng)機(jī)單相供電，無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（ii）電動(dòng)機(jī)三相繞組上沒接通電源：例如丫形接法只將U1，V1，W1接向電源，而U2，V2，W2未接在一起。形接法時(shí)未形成封閉三角形等等。 (3)自鎖觸點(diǎn)未接通，電動(dòng)機(jī)在點(diǎn)動(dòng)控制狀態(tài)。 (4)可能有3個(gè)原因：（i）電源電壓不足，（ii）接觸器線圈回路(即控制回路)接觸電阻過大，(iii)接觸器鐵心和銜鐵間有異物阻擋。 (5)接觸器鐵心柱上短路銅環(huán)失落。(6)可能有3個(gè)原因；（i）接觸器線圈額定電壓與電源電壓不符，（ii）接觸器長時(shí)間吸合不上，電流過大而燒壞，(iii)接觸器線圈絕緣損壞，有匝間短路。(7)A相熔絲

13、燒斷，電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。1124 今要求三臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)M1，M2，M3按照一定順序起動(dòng)，即M1起動(dòng)后M2才可起動(dòng)，M2起動(dòng)后M3才可起動(dòng)。試?yán)L出控制線路。 解 控制線路畫如圖解118所示。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主電路是互相獨(dú)立的，控制電路也基本相似，但在KM2支路中串聯(lián)了KM1常開觸點(diǎn)，在KM3支路中串聯(lián)了KM2常開觸點(diǎn)，保證了電動(dòng)機(jī)的工作順序。然而三臺(tái)電動(dòng)機(jī)停車則互相獨(dú)立。 ， 1126 在圖11.01中，有幾處錯(cuò)誤?請(qǐng)改正。解 圖11.01所示電路圖中有5處錯(cuò)誤：（1）熔斷器FU應(yīng)接在組合開關(guān)Q下方，當(dāng)絲燒斷后，才能在Q斷開情況下不帶電安全地更換熔絲。而圖中接在Q上方，無法更換。(2)聯(lián)結(jié)點(diǎn)1應(yīng)接到

14、主觸點(diǎn)KM上方，否則控制電路將無法獲得電源。(3)自鎖觸點(diǎn)KM應(yīng)僅與起動(dòng)按鈕SB2并聯(lián)，否則SB1失去控制作用，電動(dòng)機(jī)無法停車。 (4)控制電路中缺少熱繼電器觸點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 (5)控制電路中缺少熔斷器，無法保護(hù)控制電路短路； 1131 某機(jī)床主軸由一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，潤滑油泵由另一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。今要求，(1)主軸必須在油泵開動(dòng)后，才能開動(dòng)，(2)主軸要求能用電器實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并能單獨(dú)停車，(3)有短路、零壓及過載保護(hù)。試?yán)L出控制線路。解 電路可畫如圖解1110所示。其中M1為潤滑油泵電動(dòng)機(jī)，可用SB2直接起動(dòng)，F(xiàn)R1作過載保護(hù)，自鎖觸點(diǎn)SB1作零壓保護(hù)，F(xiàn)U1作短路保護(hù)。M2為

15、主軸電動(dòng)機(jī)，由KM2和KM3作正反轉(zhuǎn)控制，只有在KM1線圈有電，油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，KM2或KM3才可能有電，使主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)由FU2作短賂保護(hù)，F(xiàn)R2作過載保護(hù)，KM2和KM3的常閉觸點(diǎn)作聯(lián)鎖保護(hù)，KM2和KM3各自的自鎖觸點(diǎn)作零壓保護(hù)。SB3可控制主軸電動(dòng)機(jī)單獨(dú)停車。圖解 11.10 11.5.2 根據(jù)下列五個(gè)要求，分別繪出控制電路(M1和M2都是三相鼠籠式電動(dòng)機(jī))，(1)電動(dòng)機(jī)M1先起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)，M2并能單獨(dú)停車，(2)電動(dòng)機(jī)M1先起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)，M2并能點(diǎn)動(dòng)，(3)M2先起動(dòng)，經(jīng)過一定延時(shí)后M2能自行起動(dòng)；（4）M1先起動(dòng)，經(jīng)過一定延時(shí)后M2能自行起動(dòng)，M2起動(dòng)后，M1立即停車，(5)起動(dòng)時(shí)，M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)，停止時(shí)，M2停車后M1才能停止。 解 此題中5個(gè)小題均為電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制，主電路比較簡單，各題完全相同，省去不畫，只畫出控制電路。 (1)這是一個(gè)順序起動(dòng)控制電路，線路圖如圖解1