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电工学下册课后答案

2017-05-03 05:43:14 来源网站: 百味书屋

篇一:《电工技术》田葳版课后习题答案

第一章电路的基本概念和基本定律

习题解答

1-1 在图1-39所示的电路中,若I1=4A,I2=5A,请计算I3、U2的值;若I1=4A,I2=3A,请计算I3、U2、U1的值,判断哪些元件是电源?哪些是负载?并验证功率是否平衡。

解:对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A 在右边的回路中,应用KVL得6?I2+20?I3= U2,所以U2=50V 同理,若I1=4A,I2=3A,利用KCL和KVL得I3= -1A,U2= -2V 在左边的回路中,应用KVL得20?I1+6?I2= U1,所以U1=98V。 U1,U2都是电源。

电源发出的功率:P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W

I

负载吸收的功率:P吸=20I1+6I2+203=394W

2

2

2

二者相等,整个电路功率平衡。

1-2 有一直流电压源,其额定功率PN=200W,额定电压UN=50V,内阻Ro=0.5Ω,负载电阻RL可以调节,其电路如图1-40所示。试求:⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小;⑵开路状态下的电源端电压;⑶电源短路状态下的电流。

IN?

PNU20050

??4ARL?N??12.5?UN50IN4

解:⑴ ⑵

UOC?US?UN?IN?R0?

50+4?0.5 = 52V

ISC?

US52

??104AR00.5

题1-2图

1-39 习题

1-1图

图1-40 习

1-3 一只110V、8W的指示灯,现在要接在220V的电源上,问要串多大阻值的电阻?该电阻的瓦数为多大?

解:若串联一个电阻R后,指示灯仍工作在额定状态,电阻R应分去110V的

1102R??1512.5?

8电压,所以阻值 1102

PR??8W

R该电阻的瓦数

1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。设电机励磁绕组的电阻为315Ω,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0.35~0.7A的范围内变动,试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻

器:⑴1000Ω 0.5A; ⑵350Ω 0.5A;⑶200Ω 1A;⑷350Ω 1A; 图1-41 习题1-4

解:要求励磁电流在0.35~0.7A的范围内变动,则应有

0.35?

220

?0.7

315?RP

.6?RP??0.714? 则 313

取 314?RP?0?

同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A 综上所以选择第四个变阻器。

1-5有一电感元件,L=2H,电压u的波形如图1-42b所示,已知i(0)=0,求t在0到3秒期间的电流i,并画出波形图。

解:

eL

(a)

图1-42 习题1-5图

1-6有一电容元件,C=2μF,电路中电压uC的波形如图1-43b所示,已知uC=20exp(-t)V,求iC,并画出其波形图。

(a)(b)

图1-43 习题1-6图

1-7 某照明电路中已知电源的电动势E=220V,内阻R=0.2Ω,线路电阻Rl=0.3×2Ω,负载为一只额定值为220V、100W的白炽灯,试求:

⑴电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流;

⑵若将电灯两端再并联接上一只额定值为220V、2kW的电阻炉时,求此时的电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流;

⑶负载总功率P。当负载增大时,总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端及负载端的电压如何变化?

2202

RL??484?

100解:⑴白炽灯电阻

电路中的电流

I?

220

?0.45A

0.2?0.6?484

电源端电压 U?(0.6?484)?I?218.07V 电灯的实际工作电压 电灯的实际功率

U灯?484?I?217.8V

P灯?484?I2?98.01W

2202R1??24.2?

2000⑵电阻炉的阻值

电路中的电流

I?

220

?9.22A

0.2?0.6?484//24.2

电源端电压 U?(0.6?484//24.2)?I?218.05V 电灯的实际工作电压

U灯?484//24.2?I?212.52VP灯?

2U灯

电灯的实际功率

RL

?93.31W

212.522

P?93.31??195.906W2

24.2⑶负载总功率

当负载增大时,线路中电流、负载功率变大;总的负载电阻变小;电源端及负载端的电压基本不变。

1-8某电流源的电激流IS=10A,内阻为200Ω,求负载电阻为20Ω时的端电压,若负载电阻为200Ω,则端电压又为多少?

200?20

?10?181.8V

200?20解:当负载为20Ω时的端电压U=

若负载电阻为200Ω,则端电压U=100?10?1000V

1-9 求图1-44所示电路中电阻的电流及其两端的电压,并求图1-44a中电压源的电流及图1-44 b中电流源的电压,判断两图中的电压源和电流源分别起电源作用还是负载作用。

解:图1-44a中,IR?2A,UR?2V,电压源的电流I?2A。电压源起电源作用,电流源也起电源作用。

图1-44b中,IR?1A,UR?1V,电流源的电压U?1V。电压源起负载作用,电流源起电源作用。

1-10 图1-45中,已知I= 4A,I1=1A,I4=2A,试求电流I2,I3,I5和I6。 解:由KCL得,I6 = I= 4A

I2+ I4= I6,则I2=2A I1+ I3= I, 则I3=3A I5+ I2= I1,则I5

= -1A

(a)(b)

图1-44 习题1-9图图1-45 习题1-10图

1-11 求图1-46所示电路中通过电压源的电流I2、电流源两端的电压及电压源和电流源的功率。

解:

I2?

102?6,则I2=1A

电流源两端的电压 U?6?4?10?34V

P电流源=?6?34?204W P电压源=10?1?10W

1-12 图1-47所示电路中,求U1、U2及电流源、电压源各自的功率。 解: U1?2?3?2?(3?2)?2?6V U2?2?(3?2)?2?5?2??10V 电流源的功率 P2A?2?U2??20W P3A??3?U1??18W

电压源的功率

P2V??2?(3?2)??2W

5Ω2

图1-46 习题1-11图

图1-47 习题1-12图

1-13 用等效变换法求图1-48的等效电源。

(a) (b) (c)

图1-48 习题1-13图

解:根据等效变换的方法可求出上面电路的等效电源见下图:

篇二:《电工学》秦曾煌第六版上下册课后答案

1 电路的基本概念与定律

1.5 电源有载工作、开路与短路

1.5.1

在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。 今通过实验测量得知

图 1: 习题1.5.1图

I1 = ?4A U1 = 140V U4 = ?

I2 = 6A U2 = ?90V U5 =

I3 = 10A U3 = 60V

30V

1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。 80V

2 判断哪些元件是电源?哪些是负载?

3 计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡? [解]:

2 元件1,2为电源;3,4,5为负载。 3

P1 = U1I1 = 140 × (?4)W = ?560W P2 = U2I2 = (?90) × 6W = ?540W P3 = U3I3 = 60 × 10W = 600W P4 = U4I1 = (?80) × (?4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 × 6W = 180W

电 源 发 出 功 率 PE=

P1 + P2 = 1100W

负载取用功率 两者平衡 1.5.2

P = P3 + P4 + P5 = 1100W

在图2中,已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端 电压U3,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。

[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出

图 2: 习题1.5.2图

?I1 + I2 ? I3 = 0 ?3 + 1 ? I3 = 0

可求得I3 = ?2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得

U3 = (30 + 10 × 103 × 3 × 10?3 )V = 60V

其次确定电源还是负载: 1 从电压和电流的实际方向判定:

电路元件3 80V元件 30V元件

电流I3 从“+”端流出,故为电源; 电流I2 从“+”端流出,故为电源; 电流I1 从“+”端流出,故为负载。

2 从电压和电流的参考方向判别: 电路元件3

U3 和I3的参考方向相同P = U3 I3 = 60 × (?2) × 10?3W =

?120 × 10?3W (负值),故为电源;

80V元 件 U2 和I2的 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 × 1 × 10?3W=

80 × 10?3W (正值),故为电源; 30V元件

U1 和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 × 3 × 10?3 W = 90 ×

10?3W (正值),故为负载。 两者结果一致。 最后校验功率平衡: 电阻消耗功率:

2

PR1 = R1I1 = 10 × 3 2mW = 90mW 2 PR2 = R2I2 = 20 × 1 2mW = 20mW

电源发出功率:

PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW

负载取用和电阻损耗功率:

2 P = U1I1 + R1 I 2 1 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW

两者平衡 1.5.3

有一直流电源,其额定功率PN= 200W ,额定电压UN= 50V 。内阻R0= 0.5?,负载电阻R可以调节。其电路如教材图1.5.1所示试求: 1 额定工作状态下的电流及负载电阻; 2 开路状态下的电源端电压; 3 电源短路状态下的电流。 [解]

(1) 额定电流IN =

50 UPN 200 = A = 4A, 负载电阻R = N= = 12.5?

IN UN 50 4

(2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 × 0.5)V = 52V

E 52

= A = 104A (3) 电源短路电流IS =

R0 0.5 1.5.4

有一台直流稳压电源,其额定输出电压为30V ,额定输出电流为2A,从空载 到额定负载,其输出电压的变化率为千分之一

U0 ? UN= 0.1%),试求该电源的内阻。

(即?U =

UN

[解] 电源空载电压U0 即为其电动势E,故可先求出U0 ,而后由U = E ? R0I ,求 内阻R0。

U0 ? UN

= ?U

UN U0 ? 30

= 0.1 %

30

由此得

U0 = E = 30.03V

再由

U = E ? R0I

30= 30.03 ? R0 × 2

得出

R0 = 0.015?

1.5.6

一只110V 、8W 的指示灯,现在要接在380V 的电源上,问要串多大阻值的 电阻?该电阻应选多大瓦数的?

[解] 由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN 和电阻RN :

IN =

PN 8

= A = 0.073A N 110

UN 110

= ? = 1507? RN = IN 0.073

在380V 电源上指示灯仍保持110V 额定电压,所串电阻

U ? UN380 ? 110? = 3700? R = =

IN 0.073 其额定功率

22

PN = RI N = 3700 × (0.073)W = 19.6W

故可选用额定值为3.7K ?、20W 的电阻。

1.5.8

图3所示的是用变阻器R调节直流电机励磁电流If 的电路。设电机励磁绕组 的电阻为315?,其额定电压为220V ,如果要求励磁电流在0.35 ~ 0.7A的范围内变 动,试在下列三个变阻器中选用一个合适的:

(1) 1000?、0.5A;(2) 200?、1A;(3) 350?、1A。

[解] 当R = 0时

当I = 0.35A时

I =

220

= 0.7A 315

220

R + 315 = = 630?

0.35

R = (630 ? 315) = 315?

因此,只能选用350?、1A的变阻器。

图 3: 习题1.5.8图

1.5.11

图4所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片,粘附 在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx的阻值随之而改变,这 反映在输出信号Uo 上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100?,R1 = R2 =

R1Rx

200?,R3 = 100?,这时满足= 的电桥平衡条件,Uo = 0。在进行测量

R3 R2

时,如果测出:

(1) Uo = +1mV ;(2) Uo = ?1mV ;试计算两种情况下的?Rx。Uo 极性的改 变反映了什么?设电源电压U 是直流3V 。

[解] (1) Uo = +1mV

图 4: 习题1.5.11图

应用基尔霍夫电压定律可列出:

Uab + Ubd + Uda = 0 Uab + Uo ? Uad = 0

U U

Rx + Uo ?= 0

Rx + R3 2

3Rx + 0.001 ? 1.5= 0 Rx + 100

篇三:电工学 部分习题答案 吉培荣 中国电力出版社

第一章 1.如习题

4-3

(a)所示电容中电流i的波形如图(b)所示,已知uC(0)=0,试求t=1s,t=2s和t=4s时电容电压uC。

2.求习题5-17图所示各电路的等效电阻Rab,其中,R1=R2=1Ω,R3=R4=2Ω,R5=4Ω,G1=G2=IS,R=2Ω。

3. 试列出图所示电路的节点方程

4.在图所示电路中,已知US1=60V,US2=55V,IS=20A,R1=0.5Ω,R2=0.8Ω,R3=1Ω,R4=1Ω,R5=2Ω,R6=3Ω,求各支路电流和电流源IS发出的功率。

第二章

1.图所示电路中,开关S闭合前,电容C1和C2上的电压为零,即Uc1(0-)=Uc2(0-)=0,在t=0时,开关S闭合,电路接入U=10V的电源。试求电流i和电容C2上的电压Uc2。

2.

如图

(a)、(b)所示电路中开关S在t=0时动作,试求电路在t=0+时刻电压、电流的初始值。


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