电工电子技术课后习题答案瞿晓主编

第四章4.1如图4-24所示的电路在换路前已处于稳态，在t=0时合上开关S,试求初始值,•(0+)和稳态值(b)+(a)图4-24习题(b)+(a)图4-24习题4.1的图i(0)=i(0)=3AL+L—(b)t=04.2在图4-25所示电路中，已知I=10mA，R1=3k。，R2=3k。，R3=6k。，C=2p4.2在图4-25所示电路中，已知I=10mA，稳定状态，在t=0时开关S合上，试求初始值%(0+)，%(0+)。图4-25解t=0+对〃点写结点电压方程有将有关数据代入有图4-26所示电路已处于稳定状态，在t=0时开关S闭合，试求初始值u(0,)、,(0,)、“(0,)、,1 C+L+R+C(。+)、uL(0+)。图4-26解对结点a写KCL方程有如图4-27所示电路，在t=0时开关S由位置1合向位置2,试求零输入响应"。(t)。图4-27解开关合向位置1后有零输入响应为在图4-28所示电路中，设电容的初始电压为零，在t=0时开关S闭合，试求此后的uc(t)、C(t)。图4-28解已知U(0)=0，开关在t=0时合上，电路的响应是零状态响应，首先利用戴维南C-定理对电路进行化简如图4-29所示电路，开关S在位置a时电路处于稳定状态，在t=0时开关S合向位置b，试求此后的uc(t)、i(t)。图4--29解此时电路的响应是全响应开关由位置a合向位置b后，零输入响应为

零状态响应为uOC零状态响应为uOC2.5V全响应为u(t)=U(t)+u"(t)=10e-41+2.5(1—e-41)=2.5+7.5e-41VC C C图4-30所示电路在开关S打开前处于稳定状态，在t=0时打开开关S,求C(t)和t=2ms时电容储存的能量。图4--3012解 u(0)=一x1=6Vc- 1+1零输入响应 u'(t)=6eCt零状态响应 u〃(t)=12(1—e%)CTOC\o"1-5"\h\zttt t L全响应 u(t)=u'(t)+u"(t)=6e7+12(1—e%)C C C当t=2ms时， u(2ms)=12—6e-25x0.002=12—6x0.61=6.293VC4.8电路如图4-31所示，设电感的初始储能为零，在t=0时开关S闭合，试求此后的i(t)、u⑴。1/y、/I/Vn、/' ' L R解已知i(0)=0，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有L—图4-31已知i(0)=0，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有L— ■■■'.■....4・9图4-32所示为一个继电器线圈。为防止断电时出现过电压，与其并联一放电电阻，已知U=12V,R=30Q，线圈电感L=0.5H，R=10Q,试求开关S断开时i(t)和线圈两端的电压S 1 Lu(t)、。设S断开前电路已处于稳定状态。4.1012iL(0"iL4.1012iL(0"iL(0一)二w二L2Au(0)=(—1.2x30)=—36V

RL+电路如图4-33所示，在t=0时开关S合上，试求L+URL零输入响应电流iL(t)。图4---33解i(0)=—=2Al- 1+24.11电路如图4-34所示，开关S在位置a时电路处于稳定状态，在t=0时开关S合向位置b，试求此后的iL(t)>uL(t)。图4-348解 i(0)=——=2Al- 2+2零输入响应为

零状态响应为4 ti〃(t)=- (1-e-t)Al4零状态响应为4 ti〃(t)=- (1-e-t)Al4+2全响应为i(t)=i'L L\o"CurrentDocument".. 2 2 8\o"CurrentDocument"(t)+i〃(t)=2e-21-—(1-e-41)=--+—e-21 A\o"CurrentDocument"l 3 3 3图4-35所示电路中开关S合上前电路处于稳定状态，在t=0时开关S合上，试用一阶电路的三要素法求…2、iL。图4--35i(0)=12=2Al- 6当t=0的电路如下图所示+对a点写结点电压方程有u(0)=6V

a+图4-36所示电路中，已知U=30V、R1=60。、R2=R3=40。、L=6H，开关S合上前电路处于稳定状态，在时开关S合上，试用一阶电路的三要素法求一、i3图4--36当t=0的电路如下图所示+因此有i(0)+i(0)=1 + 3图4-37所示电路中,3i2(0+)+4电路处于稳定状态，已知IS=1mA，R1=R2=10k。，R3=30k。，C=10pF，开关S断开前在t=0时打开开关S，试用一阶电路的三要素法求开关打开后的u、i、ucC图4-37u(0)=RI=10义1=10V当开关打开后，对a点写结点电压方程有4.15图4-38所示电路在开关S闭合前已处于稳定状态，已知L=1H，IS=2mA，R1=R2=20k。，U=10V，在t=0时开关S闭合，试用一阶电路的三要素法求i。S iL图4--38UiUi(0)=i(0)=-sL+L-R2―10—=0.5mA20义103第五章已知环形铁芯线圈平均直径为12.5cm，铁芯材料为铸钢，磁路有一气隙长为0.2cm，若线圈中电流为1A，问要获得0.9T的磁感应强度，线圈匝数应为多少？解 空气隙的磁场强度为查铸钢的磁化曲线，B=0.9T时，磁场强度H1=500A/m铸钢中的磁路长度为：l=兀R-0.2=兀*12.5-0.2=39cm1

有一台单相变压器，额定容量S=500kV-A，额定电压U/U=10/0.4kV，求一次侧和二N 1N2N次侧的额定电流。解有一台降压变压器，一次侧电压380V,二次侧电压36V,如果接入一个36V、60W的灯泡，求：（1）一、二次绕组的电流各是多少？（2）一次侧的等效电阻是多少？（灯炮看成纯电阻）解（1）I=1.67A,k=10.56,I=0.158A；TOC\o"1-5"\h\z2 1（2）R=21.6Q,R=2407QL L5.4实验室有一单相变压器如图5-45，其数据如下：S=1kV-A，U/U=220110V，N 1N-2N -II =4.55/9.1A。今将它改接为自耦变压器，接法（a）»（b）所示，求此两种自耦变压1N;2N '器当低压边绕组ax接于110V电源时，AX边的电压U及自耦变压器的额定容量S各为多少?1 N图5-45解（1）按照图5-45（a）接线的自耦变压器变比AX边额定电压变压器额定容量（2）按照图5-45（b）接线的自耦变压器变比AX边额定电压变压器额定容量5.5一单相变压器，一次绕组匝数N=867，电阻R=2.45Q，漏电抗X=3.80Q；二次绕组匝U超前于E180.2。，负载阻抗数N=20，电阻R=0.0062Q，漏电抗X=0.0095Q。设空载和负载时①U超前于E180.2。，负载阻抗①=0.0518Wb，U=10000V，f=50Hz。空载时TOC\o"1-5"\h\zm 1Z=0.0038-j0.0015Q。求：（1）电动势E和EZ=0.0038-j0.0015Q。求：（1）电动势E和E；（1）求E和E1 2（2）（3）求I和I2 15.6一台单相变压器，S=5.6一台单相变压器，S=20000kV・ANin=127kV，50Hz。在150C时开路U11kV2N和短路试验数据如下。试验名称开路试验短路试验试求:电压/kV119.24电流/A试验名称开路试验短路试验试求:电压/kV119.24电流/A45.5157.5功率/kW47129备注电压加在低压侧电压加在高压侧（1）折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值;（2）已知R=3.9Q，设X=X，，画出T型等效电路。1（75。） 匕 2◎解一次绕组和二次绕组的额定电流为电压比为（1）折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值换算到75°C时（2）T型等效电路如下图所示，其中R =3.9Q,1（75。）R' =R-R =2.25Q,X=X'=1X=29.25Q。2（75°） k（95。） 1（75。） 1b2b2kTOC\o"1-5"\h\z将一铁心线圈接于电压120V，50Hz的正弦电源上，其电流I=5Acos①=0.7。若将铁心去1 1掉，则电流I=104cos①=0.05，试求此线圈在具有铁心时的铜损耗和铁损耗。2 2解铜损12.5W，铁损337.5W一台三相异步电动，额定频率f=50Hz，额定电压380V，额定转速n=578r/min，试求:N（1）同步转速n；（2）极数对p；（3）额定转差率s。0 N答：n=600r/min；p=5；s=3.67%。0 NY-225M-4型三相异步电动机的技术数据如下:45KW380V△联结n=1480r/min cos①=0.88n=923%N N求：（1）额定转差率Sn；（2）额定电流IN；（3）起动电流Ist；（4）额定转矩TN（5）起动转矩Tst；（6）最大转矩Tmax； （7）额定输入功率V。解：（1）由已知n=1480r/min，可知电动机的极数p=2，n=1500r/min（通常n比n略N 0 0大）。则（2）由式（5-28）可得（3）I=（L）I=7.0义84.2=589.4AstINNP 45x103（4）T=9.55-n=9.55—— =290.4N•mnn 1480N（5）T=1.9x290.4=551.8N•mst（6）T=XxT=2.2x290.4=638.9N•mmax N（7）=4.875kWnP（7）=4.875kWP=―= 1n0.9235.10 Y205S-6型三相异步电动机的技术数据如下：45KW380V△联结n=938r/min cos①=0.88n=923%N NTOC\o"1-5"\h\z求：（1）额定转矩T，起动转矩T，最大转矩T;（2）电源电压因故障降为300V时，电机能N st max否带额定负载运行？解（1）解题方法如上题，T=437.18N•m，T=830.64N•m，T=961.80N•mN st max（2）可以，T与定子每相绕组电压U2 成正比Y132S-4型三相异步电动机的技术数据如下：5.5KW380V△联结n=1440r/mincos①=0.84月=85.5%N N求：（1）额定转矩T，起动转矩T，最大转矩T ； （2）额定转差率s ； （3）额定电流I，N st max N N起动电流I。st解解题方法如题5.9。（1）36.48N•m，80.25N•m，80.25N•m；（2）4%；（3）11.64A，81.48A。Y180L-4型三相异步电动机的技术数据如下：30KW380V△联结n=1467r/mincos①=0.87n=90.5%N N求：（1）星一三角换接起动时的起动电流，起动转矩。（2）当负载转矩为额定转矩T的80%时，是否可采用星一三角换接起动？N（3）当负载转矩为额定转矩TN的40%时，是否可采用星一三角换接起动？解（1）解题方法如题5.9。135.08A，143.22N•m；（2）不可以，起动转矩小于负载转矩。（3）可以若题5.9中的电动机运行在60Hz,380V的电源上，问电动机的最大转矩、起动转矩和起动电流有什么变化？解最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流上升。若题5.9中电动机运行时电网电压突然降至额定电压的60%，此时电动机能否拖动负载？会产生什么后果？解不能，会产生堵转现象。第八章为什么热继电器不能作短路保护？为什么在三相主电路中只用两个（当然用三个也可以）热元件就可以保护电动机？解因为热惯性。短路事故发生时，要求电路立即断开，热继电器不能立即动作。热继电器两相结构的，分别串接在任意两相即可。什么是欠压保护？用闸刀开关起动和停止电动机时有无零压保护？解电源断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。无。说明接触器的三个主触头连接在电路的哪个部分？辅助常开触头起自锁作用时连接在电路哪里？辅助常闭触头起互锁作用时连接在电路哪个部分？其线圈呢？解主电路。与启动按钮并联。与另一控制电路串联。分析图示控制电路，当接通电源后其控制功能？解按SB2,KM通电动作，按SB1,不能使KM断电恢复常态，除非切断电源。图示为电动机M1和M2的联锁控制电路。试说明M1和M2之间的联锁关系，并问电动机M1可否单独运行?M1过载后M2能否继续运行?答：(1)M1先起动运行后M2才能起动；M2停止后才能停M1；M1能单独运行；⑶M1过载时M2不能继续运行，与M1一起停车。下图为两台鼠笼式三相异步电动机同时起停和单独起停的单向运行控制电路。(1)说明各文字符号所表示的元器件名称；(2)说明在电路中的作用；(3)简述同时起停的工作过程。解(1)元器件名称SBstp一停止铵钮QS—电源开关SBst一起动铵钮FU—熔断器 KM一交流接触器FR—热继电器KA—中间继电器 (2)电源开关QS的作用为(a)使电源与控制电路、主电路接通(b)断开时，使控制电路及主电路与电源脱离(3)同时起停工作过程起动：合电源开关QS-按SBst-KA线圈通电一触点KA1、KA2闭合一KM1、KM2线圈通电一KM1—1、KM2—1主触点及KM1—2、KM2—2自锁触点闭合一M1、M2电动机同时起动运转一松开SBst-电动机连续工作。停车：按SBstp-KM1、KM2线圈断电一主触点及辅助触点断开一M1、M2同时停转一断开QS。设计两台电动机顺序控制电路：M1起动后M2才能起动；M2停转后M1才能停转。解两台电动机的顺序控制电路设计思路：M1起动后M2才能起动，需在M2的起动控制环节上加上一个互锁装置；M2停转后M1才能停转，需在M1的停止控制环节上加一个互锁装置，所以此电路如下：L1L2L3L1L2L3OQQkM^ kM；_\\rr?：FRKM第七章N型半导体中的多子是带负电的自由电子载流子，P型半导体中的多子是带正电的空穴载流子，因此说N型半导体带负电，P型半导体带正电。上述说法对吗？为什么？答：这种说法是错误的。因为，晶体在掺入杂质后，只是共价键上多出了电子或少了电子，从而获得了N型半导体或P型半导体，但整块晶体中既没有失电子也没有得电子，所以仍呈电中性。某人用测电位的方法测出晶体管三个管脚的对地电位分别为管脚①12V、管脚②3V、管脚③3.7V，试判断管子的类型以及各管脚所属电极。答：管脚③和管脚②电压相差0.7V，显然一个硅管，是基极，一个是发射极，而管脚①比管脚②和③的电位都高，所以一定是一个NPN型硅管。再根据管子在放大时的原则可判断出管脚②是发射极，管脚③是基极，管脚①是集电极。图7-19所示电路中，已知E=5V，u=10sin3tV，二极管为理想元件（即认为正向导通时电阻R=0，反向阻断时电阻R=8），试画出u0的波形。u/V？单极型和双极型晶体-^3t导电情况0e有何不同？/答：金属诔体中只有自由电子7.4管的中则答：分析：根据电路可知，当ui>E时，二极管导通u0=ui，当ui<E时，二极管截止时，u0u/V？单极型和双极型晶体-^3t导电情况0e有何不同？/答：金属诔体中只有自由电子7.4管的中则种载流子参与导电，而半导体存在空穴载流子和自由电子两种载流子，它们同时参与导电，这就是金属导体和半导体导电机理上的本质不同点。单极型晶体管内部只有多数载流子参与导电，因此和双极型晶体管中同时有两种载流子参与导电也是不同的。

7.5图7-20所示电路中，硅稳压管DZ1的稳定电压为8V,DZ2的稳定电压为6V,正向压降均为0.7V,求各电路的输出电压U0。20V2、Dzi2'Dz2(b)20V2sDziHDz2(d)20V2、Dzi2'Dz2(b)20V2sDziHDz2(d)(c)图7-20答：（a）图：两稳压管串联，总稳压值为14V，所以U0=14V；（b）图：两稳压管并联，输出电压按小值计，因此U0=6V；（c）图：两稳压管反向串联，U0=8.7V；（d）图：两稳压管反向并联，可认为DZ1截止不通，则U0=0.7V。半导体二极管由一个PN结构成，三极管则由两个PN结构成，那么，能否将两个二极管背靠背地连接在一起构成一个三极管？如不能，说说为什么？答：将两个二极管背靠背地连接在一起是不能构成一个三极管的。因为，两个背靠背的二极管，其基区太厚，不符合构成三极管基区很薄的内部条件，即使是发射