电工与电子技术第二版陶桓齐课后习题答案

1、第1章电路的基本概念与定律练习题解答(6)1-3 一只额定电压为220V,功率为100W勺白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少解：根据功率表达式2P RLI2 UI则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为Rl1002200.45AP 10022I0.4524841-5 某一直流电源，其输出额定功率Pn = 200W,额定电压UN = 50V,内阻R)= Q,负载电阻以调节，其电路如图 1-15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)电路如解题图3所示，当S闭合时，根据额定功率表达式解题图3UnIn,Pn

2、200I N Un 50又根据额定电压表达式4AUn RnIn 那么RnUn50412.5(2)根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，所以U0 E Un R°In50 0.5 4 52V(3)电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为ER0520.5104AIi 4 AUi 140VU480 V1-7在题图1-7中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，通过实验测量得知I2 6 A I310AU290 V U3 60 VU530 V(1)试标出各电流的实际方向和电压的实际极性;(2)判断那些元件是电源那些是负载(3)计算各元件的功率，电源发出的功率和

3、负载取用的功率是否平衡U4U5I 4 I5CZ53Ui 1 Ii U33 I3 U22 I2UJ ifJ题题题4I 2U5U4Ui题题1-7(1)各解题图4所示。(2)根据U和I的实际方向来判定，当元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解:U和I的实际方向相反时即为电源(注意， U的实,否则为负载。据此，元件 1和元件2际方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极)为电源，其余的全为负载。(3)根据解题图4计算各元件的功率分别为PiU1I1140 4560WP2U2I290 6540WP3 U3I360 10 600WP4 U4I1 80 4 320WP5 U5I2 30 6 180W根据

4、功率平衡的关系，带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等，即得560 540 600 320 180 1100W上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的，注意，此法也是验证解题结果正确与否 的方法之一。1-8试求题图1-8所示电路中A点、B点和C点的电位。题题1-8解题图5解：参照解题图5可知，四个电阻上的电压降均由电流I所产生，电流的参考方向如图所示,其大小为50 20一30I -0.5A1020102060根据某点的电位即该点与参考点之间的电压，令参考点Vd= 0 , 则电位VVb和VC分别为VaVbVcVaVdVbVdVcVd10I 501020I 10I 5020I 10V1

5、-9 试求题图1-90.5 5010I 2045V20I 35V所示电路中A点的电位。解:因此在ia和2a电阻上均产生电压降；而电路图下半部分的电路不闭合，故4a电阻上无电压降。那么，该电路中的电流和电位”分别为1-12计算题图1-12所示两电路中a、Va 1I 6b间的等效电阻3 2I 65VRab。33,3(a)(b)1-12解：图（a）题题1-12Rab4(44 63)4 46 34/() 4/(24 46 32) 4/4 2注：上式中的符号“ ”表示电阻并联，符号“ + ”表示电阻串联，在计算串、并联等效电阻时应遵循先并联、后串联、括号运算优先的原则。图（b）Rab2 /(2 / 2

6、3/ 3/ 3) 2/2 1第2章电路的分析方法练习题解答(8)2-2试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3电阻中的电流I解题图12(a)题题2-2012V20VoC)12V20V。nJd f解题图12(b)d f解题图12(c)dfdf解题图12(e)解题图12(f)df解题图12(d)4 4V1A解题图12(j)f解题图12(h)解题图12(g)解题图12(i)解：根据题目的要求,应用两种电源的等效变换法,将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序，最后化简为解题图12(j)所示的电路，电流2I 0.2A2 8注意：(1) 一般情况下，与理想电流源串联的电阻可视为短路、而

7、与理想电压源并联的电阻可视为开路。故题图 2-2所示电路最左边支路中的2a电阻可视为0;(2)在变换过程中，一定要保留待求电流I的支路不被变换掉;(3)根据电路的结构，应按照a-b、c-d、e-f的顺序化简，比较合理。2-4试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-4中2 电阻中的电流 I 。1 一 1 3a解:014AII08V2Io-b2解题图14(c)bJI 解题图14(b)8 2 办1A2 22-5应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。21310C) 70 V26 O3ZZI45V解题图15解：首先对于题图2-5所示电路的三条支路电流分别确定参考方向，如解题图15所示。

8、然后应 用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程:I1 I2 I3 070 10I1 6I3 10I1 20I1 6I345 2I2 6I3 3I2 5I2 6I3 解之，得I1 2A, I2 5A, I3 3A2-8电路如题图2-8所示，试用结点电压法计算图中电阻R两端电压U,并计算理想电流源的功率。解：由于计算负载电阻 R的电压U,与理想电流源串联的 4a电阻和与理想电压源并联的8a电阻的存在与否无关，因此，这两个电阻的作用可被忽略，如解题图17所示，那么/ 164U 4 12.8V1114 4 8然而，在计算理想电流源的功率时，理想电流源两端的电压值是由与之并联的外电路所

9、确定,2-8所示电路解题因此，与理想电流源串联的 4a电阻的作用就不能被忽略。此时，必须根据题图才正确，理想电流源两端的电压应用电路最外围大回路计算比较方便，其功率为PI4 (4 4 12.8) 4 28.8 115.2W2-10应用叠加定理计算题图2-10所示电路中的电流I。I I I依据解题图19(a),应用分流公式可得30I 10 10/(5 10/10)依据解题图19(b),应用分流公式可得1010 (5 10/10)30”15 201A于是901090 1010 10/5 (10/10) 10 (5 10/10)15 20I I I 1 3 2A16 3A22-12电路如题图2-12

10、所示，分别用戴维宁定理计算24电阻中的电流I。解：应用戴维宁定理，题图 2-12所示的电路可化为解题图21(e)所示的等效电路。等效电源的电动势E可由解题图21(a)、(b)和(c)所示的电路，利用叠加定理求得E U° U。U°依据解题图21(b),可求得U0 ：再依据解题图21(c),可求得UoU 0 32 Ucb 32 VUo Ucb 2 816V于是E U0 U0 U0 32 16 16V等效电源的内阻(即有源二端网络的除源内阻)R可由解题图21(d)所示的电路求得。对于a、b两端而言，两个16a的电阻已被短接，只剩 8a电阻作用，因此Ro 8最后依据解题图21(e)

11、求出:160.5A(a)2A24题题2-121632V16解题图21Oe24(d)(e)2-15 在题图2-15中，已知I = 1 A ,应用戴维宁定理求电阻解：应用戴维宁定理，题图 2-15所示的电路可化为解题图24(c)所示的等效电路。因此I E r° r 根据题目的要求，可将上式改写成I依据解题图24(a)所示的电路，可求得等效电源的电动势E U0 Va Vb 10 4 10 10 40V依据解题图24(b)所示的电路，可求得等效电源的内阻R0 10E Rd40 10 130题图2-152-17电路如题图2-17所示，应用戴维宁定理计算图中电流解：应用戴维宁定理，题图 2-17

12、所示的电路可化为解题26(c)所示的电路。等效电源的电动势依据解题图26(a)所示的电路求得E U。 3 5329V等效电源的内阻Ro依据解题图26(b)所示的电路求得,由于求解a、b间无源二端网络的等效电阻时两理想电流源开路，因此Ro930.75A6 6 4R0E(c)第3章正弦交流电路练习题解答(8)3-3已知电路的相量如题图3-3所示，其中U=220 V,I 1=10 A ,I 2=5 2 A,当电压的初相位为=0,解：根据基尔霍夫电流定律及图可知:il i 2 13。角频率为 时，试写出它们的瞬时值表达式，并指出相位关系。题图3-3解：u 220夜sin t V, i1 10/2sin

13、 t60A,i2 10sin 30 AoI&超前 1&60 , I&滞后 1&303-4某电路的电流如题图3-4所示，已知i2 872sin( t30 ) A , i3 4&sin( t 60 ) A，求电流 i 1的有效值。题图3-4又i2,i3的有效值相量分别为&8/30，&4/60 ,则I& & &Ii8/304/ 60 8cos30,8.92 7.52 8 立 24cos60J 8sin30 4sin60 8.9 j7.514-311.6A223-5 在题图3-5所示的各电路中，每一支条路中的电量为同频率的

14、正弦量，图中已标的数值为正弦量的有效值，试求电流表A）或电压表次的值数（即有效值）。入L(a)IQA R(b)(c)R 100V"X；(d)题图3-5解：根据正弦电路中单一元件上电压与电流的关系求解:图（a）中L、C并联，电压同相位，所以 Ao=2A;图(b)中R、L并联，电压同相位，所以V0=10J2V;图（d）中 R、C串联,A0=10J2a；图（c）中R、L串联，电流同相位，所以电流同相位，所以 V）=80V3-7 已知电阻炉的额定电压为100V,功率为1000兆 串联一个电阻值为 4的线圈后，接于220V、50Hz的交流电源上。试求线圈感抗Xl,电流I和线圈电压U。I上IN

15、Vn电炉电阻为:R VR1I1001010串联后总电阻为：RR1R210 4 14解：.线圈串联连接，电流相同又.功率、电压额定已知100010A100总阻抗为：Z R jXLQI Z220220, a _220 22 由阻抗三角形有Xl出22 142 Q1272Q=17QUlIXL 10 12 2V 10 17V170V3-12 在题图3-12所示的移相电路中，已知电压U=100 mV f =1000 Hz, C=0.01F,当 U2的相位比U1超前60°时，求电阻R和电压U2的值。十，设:C ni 0题图3-12解:.串联,uRu1 60R | Z cos60XcZ sin60

16、, Xc2 fCc xcR sin60cos601“ctan 602 fC2 3.14 1000 0.01c ctan 60 10 62 3.14 0.01 103 c tan 6039.2KU2=IR=Ucos60 = R=50mVZ3-16 题图 3-16 所示电路中，已知 R=1 , Z2=-j20, Z1=30 j40 Q ,I& 和 U&。zh71题图3-16解：杵&一1SZ1Z2Z2& &-Z1Z1， ZZ2Z2" 10/ 3020/ 90200/ 6030 j 40 2036/ 33.75.6/ 93.7 A& 50/53

17、500/83& 10/30 13.9/49.3 36/ 33.736/ 33.7乙2250/53 20/ 90L& &g R 一10/20 g 1乙 Z236/33.710/30 g 110006"/ 70.710/30 g1 27.8cos70.7 jsin70.710/30 g10.2 j26.210/30 g28.1/ 68.7281/ 38.7 A3-23已知电感性负载的有功功率为200 kW,功率因数为二,当电源电压为 220V, f =50 Hz。若要使功率因数提高到二时，求电容器的无功功率和电容C的值。解：Q1§sin 1P 一 sin

18、 11200 103 0.8 266.7K var0.6S2 sin 2Zsin200 1030.435 96.9K var0.9Q Q1 Q2 169.8K var-Pc，c cC tan 53.1 tan 25.8U 2C 0.011148F 11148 F3200 102202 2500.8470.0113-28 有一 RLC$联电路接于100V、50Hz的交流电源上，R 4 Q, XL 6 Q ,当电路谐振时,电容C为多少品质因素 Q为多少此时的电流I为多少解：由谐振的特性知，谐振时：XL XC111XL 25060 100 3.14 653.1 FR 425AU1 U 100Zo R

19、 4第4章三相电路练习题解答（4）4-2 有一组三相对称负载，每相电阻R=3Q ,感抗Xl=4Q,连接成星形，接到线电压为380V的电源上。试求相电流、线电流及有功功率。解:因负载对称且为星形连接，所以相电压Upui 38033220V相（线）电流Up 220Z -3444A有功功率：p 3 Up 1P cos 3 220 44 0.6 17.4 KW19.5A ,电源线电压为 380V。求每相的电4-6 已知三角形连接三相对称负载的总功率为，线电流为阻和感抗。解：三相对称负载的总功率：P <3 Ul II cos得:cosP3Ul I55003 380 19.50.42933.75 0

20、.429 14.4830.49H负载三角形连接，所以UP = U l =380VZ 匹 380380 33.75Ip Ip ,3 19.5 3cosR, |ZR |Z cosXl VZR2<33.752 14.4824-13在线电压为380V的三相电源上，接两组电阻性对称负载，如题图 4-13所示，试求线路电流题图4-13解：因为两组负载均为纯电阻，所以线电流IU3 第33880339.3A4-15三相电路中，如果负载对称，其有功功率为P=,功率因数cos =。当电源线电压 UL=380V时,试求负载星形连接和三角形连接时的等效阻抗Zy和Z的大小。解：对称负载星形连接时有PY 3UP1P

21、 cos3UP -UPcosZY3UpcosZYZy喈C0S对称负载星形连接时有U,U2U 23 0,6 22PA 3UlIlCOS 3Ul cos 3cos , Za 4cos U： 0.75U：|Za|Za|Pa2.4当 U=380V, UP UL/V3时，Zy 36.1kQ; |Za 108.3kQ第5章 电路的暂态分析 练习题解答(4)5-11电路如题图5-11所示，换路前已处于稳态。在 t = 0时发生换路，求各元件电流的初始值;当电路达到新的稳态后，求各元件端电压的稳态值。题图5-11解：t=0 瞬时，等效电路如题图 5-11-1所示,t=0+瞬时，等效电路如题图 5-11-2所示

22、，电感电流等效为恒流源。t=时，等效电路如题图5-11-3 所示。初始值：iL(0 )1(0 )UsRisRR2,h(0 )UsR1ic(0 )UsR1UsRisRR2题图5-11-3稳态值：t=8时，iL（ ） Us一正1R R2Us IsRiic() 0，ii( )Z -R1R2Is；5-14 题图5-14所示电路换路前已处于稳态，求t >0后的Uc1（t）, Uc2（t）及i（t）,并画出它们随时间变uc()UH，uL()0V，u1()(UHt Is)弭u2()uc()化的曲线。题图解：换路之前的等效电路如图5-14-1所示，由图可得5-14R24比1(0)=Us15 12VRR5

23、Uc2(0) =115 3V5UC2(O)=比2(0)=3ViC2(t)=C2dU=0.03ei0000tdt由换路定则可得：Uc1（0 ）=比1（0 ） = 12V；稳态时电容相当于断路，所以UC1( )=uC2( )=15V；3 一对于R1和G构成的支路：1 RG 100 0.1 100.0S；对于R2和C2构成的支路：2 R2G 400 0.05 106 0.02 103S；由三要素法可得：_tUC1(t)=UC1( )+Uci(0)-Uci( )e1 15 3e100t,比2。)=比2( )+也(0)-lU )e 2 15 12e50000tdu：1(t)100t所以id(t)= C2

24、= 0.03e ；dt根据 KCL可知：i(t) = iC1(t)+iC2(t) = 0.0 100 0.0 500005-22 题图5-22所示电路中，R1R2 R33L 1HIs 9A ,开关在t=0时刻合上，求零状态响应 iL(t)和 uL(t)。e解：换路之前电感没有存储能量由换路定则题图5-22iL(0)=0AiL(0) = iL(0) = 0A换路之后利用电源的等效变换，可将电路等效为图1（ ）=4.5A时间常数L 2 0.5S由三要素法可得：八=1（ ）+几（。）-1（ ）e50)“斗 dt=1 ( 4.5 (24.5A题图5-22-15-22-1所示电路，由图可得4.52te4.5e2t9e2t5-24 题图解：由换路定则uc(0+) uc(0-) 20V换路之后Uc( ) 0V时间常数RC 5 0.2 1S由三要素法tUc(t)=uc( )+Uc(0)-Uc( )e- 20et八 7，、uR(t) = uC(t)t14e第6章变压器与电动机练习题解答（4）6-4如题图6-4所示，交流信号源的电动势 E=12V ,内阻Ro=20