电工习题答案

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