電工與電子技術(shù)第二版陶桓齊課后習題答案

1、第1章 電路的基本概念與定律 練習題解答（6）1-3 一只額定電壓為，功率為100W的白熾燈，在額定狀態(tài)下工作時的電阻和電流各為多少？ 解：根據(jù)功率表達式 則此時流過白熾燈的電流和白熾燈中的電阻分別為 1-5 某一直流電源，其輸出額定功率PN = 200W，額定電壓UN = 50V，內(nèi)阻R0 = 0.5，負載電阻R可以調(diào)節(jié)，其電路如圖1-15所示。試求：（1）額定工作狀態(tài)下的電流及負載電阻；（2）開路狀態(tài)下的電源端電壓；（3）電源短路狀態(tài)下的電流。 解：（1）電路如解題圖3所示，當S閉合時,根據(jù)額定功率表達式 則 又根據(jù)額定電壓表達式 那么 （2）根據(jù)全電路歐姆定律和開路狀態(tài)下電源端電壓等于電

2、動勢電壓，所以 （3）電源電路短路時負載電阻為零，則短路電流為1-7 在題圖1-7中，五個元件代表電源或負載。電流和電壓的參考方向如圖中所示，通過實驗測量得知（1）試標出各電流的實際方向和電壓的實際極性；（2）判斷那些元件是電源？那些是負載？（3）計算各元件的功率，電源發(fā)出的功率和負載取用的功率是否平衡？解：（1）各元件電流的實際方向和各元件電壓的實際極性如解題圖4所示。 （2）根據(jù)U和I的實際方向來判定，當U和I的實際方向相反時即為電源（注意，U的實際方向指的是電位降落的方向，即從正極指向負極），否則為負載。據(jù)此，元件1和元件2為電源，其余的全為負載。 （3）根據(jù)解題圖4計算各元件的功率分別

3、為 根據(jù)功率平衡的關(guān)系，帶有負號的功率之和應(yīng)和帶有正號的功率之和相等，即得 上式表明電源發(fā)出的功率和負載取用的功率是平衡的，注意，此法也是驗證解題結(jié)果正確與否的方法之一。1-8 試求題圖1-8所示電路中A點、B點和C點的電位。 解：參照解題圖5可知，四個電阻上的電壓降均由電流I所產(chǎn)生，電流的參考方向如圖所示，其大小為 根據(jù)某點的電位即該點與參考點之間的電壓，令參考點VD = 0 , 則電位VA、VB和VC分別為 1-9 試求題圖1-9所示電路中A點的電位。 解：參照解題圖6，該電路圖上半部分的電路為一閉合電路，可產(chǎn)生電流I，因此在1和2電阻上均產(chǎn)生電壓降；而電路圖下半部分的電路不閉合，故4電阻

4、上無電壓降。那么，該電路中的電流和電位VA分別為 ， 1-12 計算題圖1-12所示兩電路中a、b 間的等效電阻。 題圖1-12解：圖（a） 注：上式中的符號“/”表示電阻并聯(lián)，符號“”表示電阻串聯(lián)，在計算串、并聯(lián)等效電阻時應(yīng)遵循先并聯(lián)、后串聯(lián)、括號運算優(yōu)先的原則。 圖（b） 第2章 電路的分析方法 練習題解答（8）2-2 試用電壓源與電流源等效變換的方法計算題圖2-2中3電阻中的電流I 。 解：根據(jù)題目的要求，應(yīng)用兩種電源的等效變換法，將題圖2-2所示電路按照解題圖12所示的變換順序，最后化簡為解題圖12(j)所示的電路，電流I為 注意：(1) 一般情況下，與理想電流源串聯(lián)的電阻可視為短路、

5、而與理想電壓源并聯(lián)的電阻可視為開路。故題圖2-2所示電路最左邊支路中的2電阻可視為0；（2）在變換過程中，一定要保留待求電流I的支路不被變換掉；（3）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按照a-b、c-d、e-f的順序化簡，比較合理。2-4 試用電壓源與電流源等效變換的方法計算題圖2-4中2電阻中的電流I 。 解： 2-5 應(yīng)用支路電流法計算題圖2-5所示電路中的各支路電流。 解：首先對于題圖2-5所示電路的三條支路電流分別確定參考方向，如解題圖15所示。然后應(yīng)用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律定律列出下列三個方程：解之，得 2-8 電路如題圖2-8所示，試用結(jié)點電壓法計算圖中電阻RL兩端電壓U，并計算理想電

6、流源的功率。 解：由于計算負載電阻RL的電壓U，與理想電流源串聯(lián)的4電阻和與理想電壓源并聯(lián)的8電阻的存在與否無關(guān)，因此，這兩個電阻的作用可被忽略，如解題圖17所示，那么 然而，在計算理想電流源的功率時，理想電流源兩端的電壓值是由與之并聯(lián)的外電路所確定，因此，與理想電流源串聯(lián)的4電阻的作用就不能被忽略。此時，必須根據(jù)題圖2-8所示電路解題才正確，理想電流源兩端的電壓應(yīng)用電路最外圍大回路計算比較方便，其功率為 2-10 應(yīng)用疊加定理計算題圖2-10所示電路中的電流I。 解：根據(jù)疊加定理知 依據(jù)解題圖19(a), 應(yīng)用分流公式可得 依據(jù)解題圖19(b),應(yīng)用分流公式可得于是 2-12 電路如題圖2-

7、12所示，分別用戴維寧定理計算24電阻中的電流I。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-12所示的電路可化為解題圖21(e)所示的等效電路。等效電源的電動勢E可由解題圖21(a)、(b)和(c)所示的電路，利用疊加定理求得 依據(jù)解題圖21(b),可求得： 再依據(jù)解題圖21(c), 可求得： 于是 等效電源的內(nèi)阻（即有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源內(nèi)阻）R0可由解題圖21(d)所示的電路求得。對于a、b兩端而言，兩個16的電阻已被短接，只剩8電阻作用，因此 最后依據(jù)解題圖21(e)求出： 解題圖212-15 在題圖2-15中，已知I = 1 A , 應(yīng)用戴維寧定理求電阻R。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-15所示的電路可化

8、為解題圖24(c)所示的等效電路。因此 根據(jù)題目的要求，可將上式改寫成 依據(jù)解題圖24(a)所示的電路，可求得等效電源的電動勢E為 依據(jù)解題圖24(b)所示的電路，可求得等效電源的內(nèi)阻R0為 于是 題圖2-15 題圖24(a) 2-17 電路如題圖2-17所示，應(yīng)用戴維寧定理計算圖中電流I。 解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-17所示的電路可化為解題26(c)所示的電路。等效電源的電動勢E依據(jù)解題圖26(a)所示的電路求得 等效電源的內(nèi)阻R0依據(jù)解題圖26(b)所示的電路求得,由于求解a、b間無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時兩理想電流源開路，因此 于是 第3章 正弦交流電路 練習題解答（8）3-3已知電路的

9、相量如題圖3-3所示，其中U=220 V，I1=10 A，I2=A，當電壓的初相位為j=0，角頻率為w時，試寫出它們的瞬時值表達式，并指出相位關(guān)系。 題圖3-3解： V， A， A。 超前，滯后 3-4某電路的電流如題圖3-4所示，已知 A， A，求電流i1的有效值。 題圖3-4解：根據(jù)基爾霍夫電流定律及圖可知：。 又 的有效值相量分別為，則 3-5 在題圖3-5所示的各電路中,每一支條路中的電量為同頻率的正弦量,圖中已標的數(shù)值為正弦量的有效值,試求電流表A0或電壓表V0的值數(shù)(即有效值)。 （a） （b） （c） （d）題圖3-5解：根據(jù)正弦電路中單一元件上電壓與電流的關(guān)系求解：圖（a）中L

10、、C并聯(lián)，電壓同相位，所以A0=2A；圖（b）中R、L并聯(lián)，電壓同相位，所以A0=A；圖（c）中R、L串聯(lián)，電流同相位，所以V0=V；圖（d）中R、C串聯(lián)，電流同相位，所以V0=80V3-7 已知電阻爐的額定電壓為100V，功率為1000W，串聯(lián)一個電阻值為4W的線圈后，接于220V、50Hz的交流電源上。試求線圈感抗XL，電流I和線圈電壓UL。解：線圈串聯(lián)連接 電流相同 又功率、電壓額定已知 電爐電阻為： 串聯(lián)后總電阻為： 總阻抗為： 由阻抗三角形有 3-12 在題圖3-12所示的移相電路中，已知電壓U1=100 mV，f=1000 Hz，C=0.01 mF，當u2的相位比u1超前60時，求

11、電阻R和電壓U2的值。 題圖3-12解： 串聯(lián)， 設(shè)： 則 ， ， U2=IR=Ucos60=R=50mV3-16 題圖3-16所示電路中，已知R=1W，Z2=-j20W，Z1=，求， 和。 題圖3-16解：， ， A 3-23 已知電感性負載的有功功率為200 kW，功率因數(shù)為l=0.6，當電源電壓為220V， f=50 Hz。若要使功率因數(shù)提高到l=0.9時，求電容器的無功功率和電容C的值。解： 3-28 有一RLC串聯(lián)電路接于100V、50Hz的交流電源上，當電路諧振時，電容C為多少？品質(zhì)因素Q為多少？此時的電流I為多少？解：由諧振的特性知，諧振時： 第4章 三相電路 練習題解答（4）4

12、-2 有一組三相對稱負載，每相電阻R=3,感抗XL=4，連接成星形，接到線電壓為380V的電源上。試求相電流、線電流及有功功率。解：因負載對稱且為星形連接，所以相電壓 相（線）電流 有功功率：4-6 已知三角形連接三相對稱負載的總功率為5.5KW，線電流為19.5A，電源線電壓為380V。求每相的電阻和感抗。解：三相對稱負載的總功率： 得： 負載三角形連接，所以UP = Ul =380V 4-13 在線電壓為380V的三相電源上，接兩組電阻性 對稱負載，如題圖4-13所示，試求線路電流I。 題圖4-13解：因為兩組負載均為純電阻，所以線電流 4-15 三相電路中，如果負載對稱，其有功功率為P=

13、2.4W，功率因數(shù)cosj=0.6。當電源線電壓UL=380V時，試求負載星形連接和三角形連接時的等效阻抗ZY和ZD的大小。解：對稱負載星形連接時有，對稱負載星形連接時有，當UL=380V，時，第5章 電路的暫態(tài)分析 練習題解答（4）5-11 電路如題圖5-11所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)。在t = 0時發(fā)生換路，求各元件電流的初始值；當電路達到新的穩(wěn)態(tài)后，求各元件端電壓的穩(wěn)態(tài)值。 題圖5-11解： t=0- 瞬時，等效電路如題圖5-11-1所示，t=0+瞬時，等效電路如題圖5-11-2所示，電感電流等效為恒流源。t= 時，等效電路如題圖5-11-3所示。則初始值：； ；題圖5-11-1 題圖5-1

14、1-2 題圖5-11-3 穩(wěn)態(tài)值：t=時，； 5-14 題圖5-14所示電路換路前已處于穩(wěn)態(tài)，求t 0后的，并畫出它們隨時間變化的曲線。題圖5-14 題圖 5-14-1 解： 換路之前的等效電路如圖5-14-1所示，由圖可得 由換路定則可得：； 穩(wěn)態(tài)時電容相當于斷路，所以； 對于和構(gòu)成的支路：； 對于和構(gòu)成的支路：； 由三要素法可得：, 所以 ； 根據(jù)KCL可知：5-22 題圖5-22所示電路中，開關(guān)在t=0時刻合上，求零狀態(tài)響應(yīng)和。題圖5-22 題圖 5-22-1解：換路之前電感沒有存儲能量 由換路定則 換路之后利用電源的等效變換，可將電路等效為圖5-22-1所示電路，由圖可得 時間常數(shù) 由

15、三要素法可得： 5-24 題圖5-24所示電路中，已知，用三要素法求。題圖5-24解：由換路定則 換路之后 時間常數(shù) 由三要素法 第6章 變壓器與電動機 練習題解答（4）6-4 如題圖6-4所示，交流信號源的電動勢 E=12V，內(nèi)阻 R0=200，負載為揚聲器，其等效電阻為RL=8。要求:（1）當RL折算到原邊的等效內(nèi)阻200時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯(lián)接時,信號源輸出多大功率？ 題圖6-4解：(1)， (2) 6-5 有一單相變壓器, 視在功率為100 VA, 原邊電壓U1=220 V, 副邊電壓U2 =36 V，原邊繞組匝數(shù)N1=1000匝。（1）計算副邊繞組N2匝數(shù)；（2）若副邊繞組接一只額定電壓為36伏、功率為60W的燈泡，計算副邊和原邊繞組中的電流。解：變壓比 副邊電流 ，原邊電流6-7 如題圖6-7所示, 三個副繞組電壓為U21=3V, U22=6V, U23=9V，試問副邊繞組通過任意極性串聯(lián)組合后一共可以得到幾種不同的電壓？并給出不同的電壓值。 題圖6-7解：根據(jù)同一變壓器線圈繞組串聯(lián)的特性有：3V、6V、9V、12V、15V、18V共6種 6-9 一臺Y225M-