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文档简介

1、电工技术II习题电工电子教学实验中心中南大学2011年上学期29目 录习题1电路模型和电路定律.1习题2等效电路分析方法.4习题3支路电流法、回路电流法和结点电压法.8习题4电路基本定理 .11习题5正弦稳态电路的分析16习题6正弦电路的谐振22习题7三相交流电路29习题8动态电路.32习题9二端口网络.32专业 学号 姓名 成绩 习题1电路模型和电路定律1-1 根据图示参考方向,判断各元件是吸收还是发出功率,其功率各为多少?解:元件1吸收10W;元件2吸收10W;元件3发出10W;元件4发出10W;1-2 各元件的条件如图所示。(1)若元件A吸收功率为10 W,求Ia; (2)若元件B产生功

2、率为(10 W),求Ub;(3)若元件C吸收功率为(10 W),求Ic;(4)求元件D吸收的功率。解:Ia-1A;Ub-10V;Ic-1A;P-4mW.1-3某直流电源的额定功率为PN=200W,额定电压为UN=50V,内阻R0=0.5,负载电阻R可以调节,如图所示,试求:(1) 额定状态下的电流及负载电阻;(2) 空载状态下的电压;(3) 短路状态下的电流。R0-E+R解:(1) PNUN×IN -> IN=4A;E= UN+ Ro×ININE/(Ro+R) (2) U=E= UN+ Ro×IN(3) Ist=E/R01-4 某有源支路接在U=230V的电

3、源上,电路如下图所示,支路电阻为R0=0.5,测得电路中的电流I=10安培。求:(1)该有源支路的电动势E;(2)此支路是从电网吸收电能还是向电网输送电能?R0-E+UI解:(1)E= U+ Ro×I =235V(2)P=U×I>0, 输送1-5 (1)求图 (a)电路中受控电压源的端电压和它的功率;(2)求图 (b)电路中受控电流源的电流和它的功率;解:(a)U13×4 =12V,受控电压源的端电压2U124V,P发=3×24 =72W(b)I20.5A,受控电流源的电流6I23A,P吸=5×3 =15W1-6 求图示各电路中的Uab,

4、设端口a、b均为开路。解:(a)Uab-2+4=2V(b)Uab-1+8=7V(c)i=5/20 =0.25 A Uab3i+10i=3.25V(d)Uab-3+5×12V习题2等效电路分析方法2-1 求各电路的等效电阻Rab。解:(a)Rab2.5(b)Rab1.6R (c) Rab2.67(g) RabR/8 (h) S打开Rab1.5,S合上电桥平衡Rab1.5(i) 2个星型变三角形, Rab118/931.272-2 有一滑线电阻器作分压器使用见图(a),其电阻R为500,额定电流为1.8 A。若已知外加电压u500 V,R1100。求:(1)输出电压u2;(2)用内阻为8

5、00的电压表去测量输出电压,如图(b)所示,问电压表的读数为多大?(3)若误将内阻为0.5,量程为2 A的电流表看成是电压表去测量输出电压,如图(c)所示,将发生什么后果?解:(1)u2400V(2)电压表的读数363.6V(3)总电流5A >1.8A, 电流表电流5 A >2A, 会造成滑线电阻器及电流表损坏。2-3 利用电源等效变换化简各二端网络。解:电压源+在a端,-在b端(a)4V,1.2(b) -5V,3(c) 8V,4(d) (5/6)×0.5V,(5/6)=30/11=2.73 或0.5A(方向由b指向a),(5/6)=30/11=2.732-4 应用电源等

6、效变换的方法求电路中的电流i。解:(a) i=-0.075A(b) i=-0. 5A2-5 求各电路的入端电阻Ri。解:(a)Ri=6(b)Ri=7.5(c)Ri=0(d)Ri=2.1习题3支路电流法、回路电流法和结点电压法3-1 用支路电流法求各电路的电流i1,并求出图(b)电路中电流源的功率。解:(a)i1=2A, i2=3A, i3=-1A(b) i1=-2A, i2=4A(最右边支路,朝右), i3=-2A(中间支路电流源变电压源,朝下), P发=-20W3-2 用回路电流法求电路中的ix和u 。解:ix3Au22/3V3-3 用回路电流法求图示电路中的电流i。解:i=2A注:潘P55

7、第2-7题3-4 用结点分析法求图示电路中的u和i。解:(a) u=7V, i=3A(b) u=8V, i=1A3-5 电路如图所示,参考结点点已经选取,用结点电压法求电流i和受控源的功率。554A101010-3A3ii解:un1=-10V,un2=10V,i=2A受控源功率P=3i×(un1un23i×5) =6×(-50)= -300W (发出功率)习题4电路基本定理4-1 用叠加定理求各电路中的电压u2。解:u2-1+9=8V4-2 当开关S在位置“1”时,毫安表读数为40 mA;当开关S在位置“2”时,毫安表读数为60 mA。问:开关S在位置“3”时,毫

8、安表的读数为多少?解:4-3 已知IS12A,IS22A, E15V,E25V,R1R2R35,求图中所示电路在a、b端口的戴维宁等效电路或诺顿等效电路。-+E2Is1-E11Is2R1R21R31ab解:电压源+在a端,-在b端Uoc=-5V, Req=104-4 用戴维宁定理求下图所示电路中的电流I。4-12V+4I-4+66V解:Uoc=0, Req=2I=04-5 分别用戴维南定理和诺顿定理求图示各电路中的电流i。解:(a)开路电压加压求流法计算等效电阻(b) 注:潘P77题3-4 加压求流法4-6 电路如图示,问:Rx为何值时,Rx可获得最大功率?此最大功率为何值?解:习题5正弦稳态

9、电路的分析5-1 已知电流相量。试写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为。解:5-2 已知图(a)、(b)中电压表V1的读数为30 V,V2的读数为60 V;图(c)中电压表V1、V2和V3的读数分别为15 V、80 V和100 V。(1)求三个电路端电压的有效值U各为多少(各表读数表示有效值);(2)若外施电压为直流电压(相当于=0),且等于12 V,再求各表读数。 解:注:邱P218习题8-10(1)(2)(a)表1读数为12V,表2读数为0。(b) 表1读数为12V,表2读数为0。(c) 表1读数为0,表2读数为0,表3读数为12V。5-2 如图所示电路,电流表A1和A2的读数

10、分别为I1=6A,I2=8A,(1) 设Z1=R,Z2=-jXC,此时电流表A0的读数为多少?(2) 设Z1=R,问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最大?此时的读数为多少?(3) 设Z1=jXL,Z2为何种参数时,才能使电流表的读数最小?,此时的读数为多大?Z21Z151I1I2I0A1A0A2注:邱多媒体课件(1)(2)Z2为电阻,(3)Z2为电容,5-3 图示电路中,已知电源us=100sintV,电流表的读数为1A,两个电压表的读数均为100V,试求:(1)R,L,C的值;(2)电路的功率因数。us+R-AV1CLV2解:(1)解得:5-4 在下图所示正弦交流电路中,已知电流表A1的

11、读数为40mA,A2的读数为80mA,A3的读数为50mA,求电流表A的读数。保持A1的读数不变,电源的频率增加一倍,求此时电流表A的读数。CURLAAA2AA3AA11解:(1)(2)注:与邱例8-5和习题8-11仅参数不同。5-5 已知XC=10, R=5, XL=5, 电表指示为有效值。试求A0及V0的读数。解:设,则5-6 图示电路中,并联负载Z1、Z2的电流分别为I1=10 A,I2=20 A,其功率因数分别为,端电压U=100 V,=1000 rad/s。(1)求电流表、功率表的读数和电路的功率因数;(2)若电源的额定电流为30A,那么还能并联多大的电阻?并联该电阻后功率表的读数和

12、电路的功率因数变为多少?(3)如果使原电路的功率因数提高到=0.9,需并联多大的电容?解:潘P103例题4-7(1)设,则(2)(3)5-7 图示网络中,已知u1(t)=10sin(1000t+30°) V, u2(t)=5sin(1000t60°) V,电容器的阻抗ZC=j10。试求网络N的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。图题5-75-7解: 则: 5-8电路如图所示。试求结点A的电位和电流源供给电路的有功功率、无功功率。21图题5-8解:用节点电压法(本题属于电流源与电阻串联的特殊情况) 解得: 电流源电压(方向上正下负) 附加:5-9 设负载是两个元件的串联组合

13、,求负载获得最大平均功率时其元件的参数值,并求此最大功率。5-10 为使ZL获得最大功率,问ZL=?此时Pmax=?图题5-10 图题5-115-9解:潘P126题4-115-10解:先用戴维宁定理化简习题6正弦电路的谐振6-1 串联谐振电路实验中,电源电压US=1 V保持不变。当调节电源频率达到谐振时,f0=100 kHz,回路电流I0=100 mA;当电源频率变到f1=99 kHz时,回路电流I1=70.7 mA。试求:(1)R、L和C之值;(2)回路的品质因数Q。解:解得: 6-2 R、L、C串联电路的端电压,当电容C=8 F时,电路中吸收的功率为最大,且为100 W。(1)求电感L和电

14、路的Q值;(2)作电路的相量图。解: 解得:L=0.02H Q=506-3 在图示电路中,试问C1和C2为何值才能使电源频率为100 kHz时电流不能流过负载RL,而在频率为50 kHz时,流过RL的电流最大。图题6-3解:L和C1并联谐振,L、C1和C2串联谐振。注:潘P128题4-146-4 图示电路中,正弦电压u的有效值U=200 V,电流表A3的读数为零。求电流表A1的读数。 图题6-4解:电流表A3的读数为零,则最右边并联的电感和电容发生并联谐振,从而可求出电源的频率。电流表A3的读数为零,电流表A3左边的电路可单独计算,从而可求出最右边电感两端的电压,此电压除以电感的阻抗就可得到电

15、流表A0的读数。 电流表A1的读数为2A。习题7三相交流电路7-1 已知对称三相电路的星形负载Z=165+j84,端线阻抗Zt=2+j1,中线阻抗ZN=1+j1,电源线电压Ul=380 V。求负载的电流和线电压,并作电路的相量图。解:注潘P128题4-15设,则7-2 已知对称三相电路的线电压Ul =380 V(电源端),三角形负载Z=4.5+j14,端线阻抗Zt=1.5+j2。求线电流和负载的相电流,并作相量图。解:三角形负载变为星型负载,参照上题求线电流,按照求负载的相电流设,则7-3 图示三相对称电路,电源频率为50 Hz,Z=6+j8。在负载端接入三相电容器组后,使功率因数提高到0.9

16、,试求每相电容器的电容值。解:注潘P129题4-16化为一相计算7-4 如图所示,正常工作时电流表的读数是26A,电压表的读数是380V,三相对称电源供电,试求下列各情况下各相的电流:(1)正常工作;(2)VW相负载断路;(3)相线V断路。AVUVZWA· A2AZZ解:(1)各相的电流为(2)(3)7-5 三相对称感性负载接到三相对称电源上,在两线间接一功率表如图所示。若线电压UAB=380 V,负载功率因数功率表读数P=275.3 W。求线电流IA。解:注潘P132题4-20根据负载的阻抗角和相量图,可得中间的相位差为(参见教材P311,邱关源电路)习题8动态电路本章题目采用三要素方法解题8-4 如图电路,原已达稳态,t=0时,将开关S换路,试求t0时的u(t)及i(t)。解:(a)(b)8-5 电路如图所示,iL(0)=2 A,求iL(t)及u(t),t0。解:(a)(b)8-6 试求图示各电路的零状态响应uC(t),t0。解:注潘P224题8-3(a)(b) 8-7 图示电路,开关S闭合前已处于稳态。在t=0时,S闭合,试求t0时的uL(t)。解:8-8 图示电路中,已知t0时S在“1”位置,电路已达稳定状态,现于t=0时刻将S扳到“2”位置。(1)试用三要素法求t0时的响应uC(t);(2)求uC(t)经过零值的时刻t0。解:(1)(2)8-9

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