西南交大2012春電工基礎(chǔ)主觀題答案

電工技術(shù)基礎(chǔ)B電工技術(shù)基礎(chǔ)B第1次作業(yè)21.

試計(jì)算如圖1-45所示電路中的開(kāi)路電壓U。解：a）作如圖假設(shè)，因待求兩端開(kāi)路，

由基爾霍夫定律，易知

由虛路回路的KVL方程-7V

（1＃虛擬回路）或b）作如圖假設(shè)，因?yàn)橛叶碎_(kāi)路，故

由虛路回路的KVL方程，有22.

試計(jì)算如圖1-48所示電路中電流I1、I2和電壓U。解：23.

如圖所示電路，試根據(jù)KCL、KVL計(jì)算所有支路的電流。解：I2=18V-6V/2?=6AI6=-I3=6V+I4=-10A;I5=6A;I1=12A24.

試求如圖所示電路中a、b、c、d點(diǎn)的電位值和電阻R。解：R=20?a,b,b,d點(diǎn)的電位值為：Va=70VVc=10VVb=-26VVd=14V電工技術(shù)基礎(chǔ)B第2次作業(yè)11.試用電源的等效變換法求如圖所示電路中的電流I及電壓U。解：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)行電源的的等效變換化簡(jiǎn)，如圖所以，電流電壓12.

在圖所示電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，電流I為2A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，電流I為6A。如果將開(kāi)關(guān)S合在c點(diǎn)，則利用疊加定理求電流I為多少？解：根據(jù)疊加原理，10V電壓源單獨(dú)作用時(shí)的電流為I’=(6-2)A=4A根據(jù)線性電路的特性，20V電源單獨(dú)作用時(shí)的電流為I’’=*I’=-8A當(dāng)開(kāi)關(guān)S合在C點(diǎn)時(shí)，為20V的電壓源與未知電源共同作用，此時(shí)電流I=2+I’’=-6A13.

試用戴維南定理求如圖所示電路中的電流I。解:第一步：找到線性有源的二端網(wǎng)絡(luò)移去4Ω電阻即可得到需等效的線性有源的二端網(wǎng)絡(luò),如圖:第二步：求二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UAB,此處用結(jié)點(diǎn)電壓法，如圖:列出C、D結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)電壓方程，有C點(diǎn)

D點(diǎn)

聯(lián)立，解方程組可得所以，開(kāi)路電壓第三步：求等效電阻RO對(duì)應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)如圖第四步：求待求參數(shù)電流I畫(huà)出戴維南等效電路，如圖所以，電流14.

試用戴維南定理求如圖所示電路中的電流I。解：第一步：找出二端網(wǎng)絡(luò)將待求電流I所在的支路移去，二端網(wǎng)絡(luò)如圖第二步：求二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UAB易知，電壓第三步：求等效電阻RO對(duì)應(yīng)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)如圖故，等效電阻第四步：求待求參數(shù)電流I畫(huà)出戴維南等效電路，如圖所以，電流15.

電路如圖所示，已知，。若將電壓源US除去（即）后，求電阻上電壓。解：由疊加原理，有如下圖成立電壓源單獨(dú)作用時(shí)有，電壓U’=Us=3V所以，移去電壓源后的電壓U’’=U-U’=7V16.

試用電源的等效變換法求如圖所示電路中的電流I和電壓UAB。解：（1）用電源等效變換法求出電流I。（含未知電流I支路不變，將其余電路部分等效變換等電壓源，整個(gè)電路將變成單回路電路）等效變換化簡(jiǎn)如圖所以電流I=由原電路，有UAB=2I-6+1.5=8.25V電工技術(shù)基礎(chǔ)B第3次作業(yè)18.

在圖所示正弦交流電路中，試分別求出電流表A0和電壓表V0的讀數(shù)，并作出相量圖。解：（a）并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)并聯(lián)電壓為參考相量，畫(huà)出相量圖由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電流表A0的讀數(shù)（b）串聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)串聯(lián)電流為參考相量，畫(huà)相量圖如下由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電壓表V0的讀數(shù)80V。（c）并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)并聯(lián)電壓為參考相量，畫(huà)出相量圖由相量圖，有所以，電流表A0的讀數(shù)（d）串聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)串聯(lián)電流為參考相量，畫(huà)相量圖如下由相量圖，根據(jù)平行四邊形法則，有所以，電壓表V0的讀數(shù)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)為參考相量，畫(huà)相量圖如下圖中為電容兩端的電壓，為電感支路的電流。100V10A所以，電流表A0的讀數(shù)

電壓表V0的讀數(shù)19.

在電壓為220V、50Hz的電源上，并聯(lián)有功率為40W、功率因數(shù)為0.5的日光燈100只和功率為60W的白熾燈40只，試求：①電路中總電流的有效值及總功率因數(shù)；②如果將電路的功率因數(shù)提高到0.9，問(wèn)應(yīng)并聯(lián)多大的電容？解：1）求總電流I及總功率因數(shù)cosф設(shè)U’=220V并聯(lián)100只日光燈總電流I1為I1=100X=AI1=I1-60°A并聯(lián)40只日光燈的總電流為I2I2=40X=AI2=0°A由KCL得I=I1+I2=(A-60°+)A42.9-47.27°A即：電路中總電流的有效值為42.9A；總功率因數(shù)為0.682）所并電容的大小直接根據(jù)書(shū)中公式計(jì)算。有功功率并聯(lián)電容20.

如圖所示為對(duì)稱三相電路，已知負(fù)載端的線電壓為380V，線路阻抗，負(fù)載阻抗試求負(fù)載的相電流、線電流及電源端的線電壓。解：設(shè)=380∠0°V,則負(fù)載相電流為12.2∠-50.2°A=12.2∠-170.2°A=12.2∠69.8°A線電流=21.1∠80.2°A=21.1∠-200.2°A=21.1∠-39.8°A電源端的線電壓=++372∠7.1°V=372∠-112.9°V=367∠127.1°V電工技術(shù)基礎(chǔ)B第4次作業(yè)6.

如圖所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，試求時(shí)電路中的、和。解：‘三要素法’（1）求初始值根據(jù)換路前的穩(wěn)態(tài)電路（電感短路），有時(shí)刻的等效電路如圖所示根據(jù)等效電路，有（2）求穩(wěn)態(tài)值換路后的穩(wěn)態(tài)電路如下圖所示由圖可得（3）求時(shí)間常數(shù)由換路后的電路，有所以電工技術(shù)基礎(chǔ)B第5次作業(yè)8.

如圖所示,電阻RL=8W的揚(yáng)聲器，通過(guò)輸出變壓器接信號(hào)源,設(shè)變壓器的原邊繞組N1=500匝，副邊繞組N2=100匝。求：(1)揚(yáng)聲器電阻換算到原邊的等效電阻；(2)若信號(hào)源的有效值US=10V，內(nèi)阻R0=250W。輸出給揚(yáng)聲器的功率；(3)若不經(jīng)過(guò)輸出變壓器，直接把揚(yáng)聲器接到信號(hào)源上，揚(yáng)聲器獲得的功率。解：1）揚(yáng)聲器電阻換算到原邊的等效電阻為:200?2)輸出給揚(yáng)聲器的功率P=()=()200=98.8mW3)直接把揚(yáng)聲器接到信號(hào)源上，揚(yáng)聲器獲得的功率P=()R=()8=12mW9.

單相變壓器一次繞組匝數(shù)N1＝1000匝，二次繞組N2＝500匝，現(xiàn)一次側(cè)加電壓U1＝220V，二次側(cè)接電阻性負(fù)載，測(cè)得二次側(cè)電流I2＝4A，忽略變壓器的內(nèi)阻抗及損耗，試求：一次側(cè)等效阻抗|Z1＇|；負(fù)載消耗功率P2.解：一次側(cè)等效阻抗|Z1＇|=110?負(fù)載消耗P=440W10.

某三相異步電動(dòng)機(jī)的PN=40kW，UN=380V，f＝50HZ，n=2930r/min，η=0.9，cosφ=0.85，Ist/IN=5.5，Tst/TN=1.2，Δ接法，采用Y–Δ起動(dòng)，求：（1）起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（2）保證能順利起動(dòng)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩是其額定轉(zhuǎn)矩的多少？解：(1)I==T=9550=9550=130.37NmI=5.5I=5.579.44=436.92AT=1.2T=1.2130.37=156.44Nm(2)能保證順利起動(dòng)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩是其額定轉(zhuǎn)矩111.

一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：D形接法，PN=10kW，UN=380V，hN=85%，lN=0.83，Ist/IN=7，Tst/TN=1.6。試問(wèn)此電動(dòng)機(jī)用U－D起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流是多少？當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的40%和70%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否采用U－D起動(dòng)法起動(dòng)。解：==21.53A=I==50.25A===0.53顯然，對(duì)于T=0.4,可以采用Y-起動(dòng)法：對(duì)于,不可以采用Y-起動(dòng)法12.三角形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：功率轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)7.5kW1470r/min380V86.2%0.817.02.02.2試求：

（1）額定電流和起動(dòng)電流；（2）額定轉(zhuǎn)差率；（3）額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（4）在額定負(fù)載情況下，電動(dòng)機(jī)能否采用Y/△起動(dòng)？解：(1)(2)最接近于1470r/min的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,所以(3)(4)=小于額定轉(zhuǎn)矩，所以在額定負(fù)載下，電動(dòng)機(jī)不能采用Y起動(dòng).13.

根據(jù)文中圖接線做實(shí)驗(yàn)室，將開(kāi)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，但是電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)；（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是一松手電機(jī)就不轉(zhuǎn)；（4）接觸器動(dòng)作，但是吸合不上；（5）接觸器觸頭有明顯的顫動(dòng)，噪音很大；（6）接觸線圈冒煙甚至燒壞；（7）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)得極慢，并有“嗡嗡”聲。解：（1）接觸器KM不動(dòng)作的故障可能有以下幾種①三相電源無(wú)電；

②有關(guān)相中熔斷器的熔絲已斷；

③熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作后未復(fù)位；

④停止按鈕SB1接觸不良；

⑤控制電路中電器元件的接線端接觸不良或聯(lián)接導(dǎo)線端有松動(dòng)。(2)接觸器KM動(dòng)作，但電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的故障可能有以下幾種：①接觸器的主觸點(diǎn)已損壞；

②從接觸器主觸點(diǎn)到電動(dòng)機(jī)之間的導(dǎo)線有斷線處或接線端接觸不良；

③電動(dòng)機(jī)已損壞。(3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但一松開(kāi)起動(dòng)按鈕SB2電動(dòng)機(jī)就不轉(zhuǎn)，其原因是自鎖觸點(diǎn)未接上或該段電路有斷損和接觸不良之處(4)接觸器KM動(dòng)作，但吸合不上，主要由于電壓過(guò)低，也可能因某種機(jī)械故障造成的。。(5)接觸器觸點(diǎn)有明顯顫動(dòng)，主要由于鐵心端面的短路環(huán)斷裂所致，也可能由于電壓過(guò)低吸力不夠。(6)接觸器線圈冒煙甚至燒壞，其原因有：①電壓過(guò)高；

②由于4）中原因接觸器吸合不上，導(dǎo)致線圈過(guò)熱而燒壞(7)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)得極慢，并有"嗡嗡"聲，這是由于某種原因而造成電動(dòng)機(jī)單相起動(dòng)所致。(如一相繞組短路/開(kāi)路)14.

控制要求：有兩臺(tái)電機(jī)M1、M2，(1)開(kāi)機(jī)時(shí)先開(kāi)M1，M1開(kāi)機(jī)20s之后才允許M2開(kāi)機(jī)。(2)停機(jī)時(shí)，先停M2，M2停機(jī)10s后M1自動(dòng)停機(jī)。(3)如不滿足電動(dòng)機(jī)起、停順序要求，電路中的報(bào)警電路應(yīng)發(fā)報(bào)警信號(hào)（如紅燈指示或電鈴報(bào)警等）。M13~主電路圖解：SB1M1開(kāi)機(jī)按鈕SB2M2開(kāi)機(jī)按鈕SB3M2停機(jī)按鈕KM1M1接觸器KM2M2接觸器KT1時(shí)間繼電器1KT2時(shí)間繼電器2KA中間繼電器L報(bào)警燈畫(huà)出控制電路原理圖。15.

根據(jù)下列五個(gè)要求，分別繪出控制線路（和都是三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)）：（）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，才能起動(dòng)，并能獨(dú)立停車；（）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，才能起動(dòng)，并能點(diǎn)動(dòng)；（）先起動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后，再自行起動(dòng)；（）先起動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后，再自行起動(dòng)，起動(dòng)后，立即停車。（）起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)后才能起動(dòng)；停止時(shí)，停止后才能停止。解：(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，控制線路圖如圖（a）所示。