电工与电子技术第二版-陶桓齐课后习题答案

第1章电路的基本概念与定律

1-3一只额定电压为220V,功率为100W的白炽灯，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

P=Rh=UI

则此时流过白状灯的电流和白炽灯中的电阻分别为

一*.45A

U220

P_100

=484。

I7-0.452

1-5某一直流电源，其输出额定功率P=200W,额定电压U50V,内阻R。=0.5Q,负载电阻

R可以调节，其电路如图1T5所关。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

P=UI

NNN

则

P200

I=-N-=----

NU50

N

又根据额定电压表达式

U=RI

NNN

那么

R上—=12.5Q

NI4

N

(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

U=E=U+RI=50+0.5x4=52V

0NON

(3)电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为

E52

I—=104A

sR0.5

0

1-7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

I=—4AI=6AI=10A

12

U=140VU=-90VU=60V

i2

U=-80VU=30V

45

(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，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?

DD1-7DDD4

解：（1）各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。

（2）根据U和I的实际方向来判定，当U和I的实际方向相反时即为电源（注意，U的实

际方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极），否则为负载。据此，元件1和元件2

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

P=-UI=-140x4=-560W

111

P=-UI=-90x6=-540W

222

p=uI=60xl0=600W

333

P=UI=80x4=320W

441

P=UI=30x6=180W

根据功率平面的吴素，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试求题图上8所示电路中A点、B点和C点的电位。

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

10+20+10+20

根据某点的电位即该点与参考点之间的电压，令参考点V。=0,则电位％、VB和%分别为

V=V-V=-101+50=-10x0.5+50=45V

AAD

V=V-V=-201-101+50=101+20+201=35V

BBD

V=V-V=20I=10V

CCD

1-9试求题图1-9所示电路中A点的电位。

解：参照解题图6,该电路图上半部分的电路为一闭合电路，可产生电流I,因此在和2。

电阻上均产生电压降；而电路图下半部分的电路不闭合，故4Q电阻上无电压降。那么，该电路中

的电流和电位V分别为

A

3

1=——=1A,V=-H+6=-3-2I+6=5V

1+2A

(a)(b)题图12

解：图(a)QnV12

4x46x3

R=4//(4//4+6//3)=4//(——+——)=4〃(2+2)=4〃4=2Q

ab4+46+3

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)

R=2〃(2〃2+3〃3〃3)=2〃2=1

ab。

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X「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U=:==挚=220V

pJ3J3

相（线）电流I_U,_220-4A

P1lzlJ32+42

有功功率：P=3uIcos（p=3x220x44x0.6=17.4KW

pp

4-6已知三角形连接三相对称负载的总功率为5.5KW,线电流为19.5A,电源线电压为380V。求每

相的电阻和感抗。

解:三相对称负载的总功率:P=<3UICOS<P

P55d0’

得:COS<P=——.............=---=----0--.---4--2--9-----------

J3ui^13x380x19.5

负载三角形连接，在以斗=U=380V

380

园一厂0/一19.5/r=33.750

•"coscp=R/|z|R=|Z|COS<P=33.75x0.429=14.48Q

X==v'33.752-14.482=30.49H

L

4-13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

Io

题图4-13

解：因为两组负载均为纯电阻，所以线电流

UU与220380与一。A

IT=—A-+—x73=---+---43=39.3A

10381038

4-15三相电路中，如果负载对称,其有功功率为P=2.4W,功率因数cos=0.6。当电源线电压U=380V

时，试求负载星形连接和三角形连接时的等效阻抗Z和Z的大小。

解：对称负载星形连接时有

UU2

P=3UIcoscp=3Ux^_j^coscp=3.^*|Cos（p,

U25^2^02=0.7502

。=3—P-COS(P=

p2.4Pp

Y

对称负载星形连接时有

3x0.6〃„___

P=3UIcos(p=3Ux即。s①=3^cos<p,|Z|=3^cos(p=------。2=0.750r2

ALLL2.4LL

当U「380V,J时，艮|=36.10;|Zj=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-n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;

题图5-11

解：t=o瞬时，等效电路如题图5-n-i所示，t=o瞬时，等效电路如题图5-n-2所示，电感

电流等效为恒流源。t=时，等效电路如题图5-1。3所示。则

初始值」；（0+）7（0_）=44,i（0）=幺UU+1RT

,U0）=3+JT11+1•

1+R+RR+R$

121112

稳态值：t=8时，I（8）=———I（00）=0,I（00）=———1;

LR+Rc1R+Rs

1212

/、u+1RU+1R

U（00）=-s---1心或,u（oo）=OV,u（oo）=（4--/）或,U（00）=U（00）

CR+R2LR+R12

121:2

5-14题图5-14所示电路换路前已处于稳态，求t>0后的〃⑺，〃⑺及边），并画出它们随时间变

解：换路之前的等效电路如图5T4T所示，由图可得

R4

u(0)=_2—U=_X15=12V

ci-R+RS5

12

R1

u(0)=----1—U=-xl5=3V

C2-R+Rs5

12

由换路定则可得：M(0)=M(0)=12V；M(0)=M(0)=3V

C7+Ci-Cz+C2—

稳态时电容相当于断路,所以％(°°)=%8)=15V；

对于R和C构成的支路：T=7?。=100x0.1x1。3=0.08；

对于R和C构成的支路：T=RC=400<0.05<1(^=0.02<10-35;

由三要轰去tr得：

X_L

u(t)=w(oo)+[w(0)-u(oo)]^=15-3e-iootu(t)=u(oo)+[w(0)-u(oo)]ex=15-12e-5oooot

ClClCl+Cl'C2C2C2+C22

du(t)du(t)

所以i(t)=C_«ir=O.O30oot,i(t>c—«-/=O.O3@oooot

加.a2dt，C22出

根据KCL可知:i(t)=z(t)+z(t)=O.OJ-ioo+O.OS-5ooo0

ciC2

5-22题图5-22所水电路中，R=R=R=3Q,L=1H，I=9A，开关在t=0时刻合上，求零状态

s

©fQ2Q\

4.5A

题图5-22-1

解：换路之前电感没有存储能量[L(0—)=0A

由换路定则«(0)=/(0)=0A

L+L-

换路之后利用电源的等效变换，可将电路等效为图5-22-1所示电路，由图可得

((oo)=4.5A时间常数T=q2=0.5S

由三要素法可得：i(。=，(“)+「(0)-z(oo)]et=4.5-4.5e2t

LLL+L

di(t)-、

u(t)=L—u—.=1x(-4.5x(-^2)e-2t=9e-2t

Ldt

5-24题图5-24所示电路中，已知MC(°)=20V,用三要素法求〃虫)。

题图5-24

解：由换路定则“c(°+)="c(0)=20V

换路之后^)=ov-

时间常数T=RC=5X0.2^1S

由三要素法u(t)=〃(oo)+[w(0)-w(oo)]eT=20&t

u(t)=—u(t)=14frt

R10c

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R=200Q,负载为扬声器，其等效电阻为

R=8Q。要求：（1）当R折算到原边的等效内阻200Q时°,求变压器的匝数比和信号源输出的功

率；（2）当将负载直接自信号源联接时，信号源输出多大功率？

题图6-4

F

解：⑴R=R------------------)2R=0.18W

L0IL。R+RL

0L

E

)2R=0.027W

⑵P。R+RL

0L

6-5有一单相变压器，视在功率为100VA,原边电压U「220V,副边电压U0=36V,原边绕组匝

数N=1000匝。（1）计算副边绕组N匝数；（2）若前边绕组接一只额定电压为36伏、功率为

12

60W的灯泡，计算副边和原边绕组中的电流。

初叱u220/,N1000，〜由

解：变压比K=1=——=6.1N=—=>——•=164匝

U362K6.1

2

副边电流I=^-=^7=1-67A,原边电流/=4=¥^=0.273A

2U361k6.1

6-7如题图6-7所示，三个副绕组电压为U/3V,U=6V,U：9V,试问副边绕组通过任意极性

串联组合后一共可以得到几种不同的<