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1、第二章 电路的分析方法 P39 习题二2-1 E+- 题2-1图 题2-1等效图解: 代入 另外,戴维南等效图6V+-回来原图 ,所以 2-2答 由并联输出功率400所以每个R获得功率改串联后:2-3 b112a123 题2-3等效图2-4 abc 题2-4 变换(一)图 题2-4 变换(二)图bca 题2-4 变换(三)图bac题2-4 等效星型图2-5 解:+-10V5A题2-5 (a)图 10A+-20V题2-5 (b)图+-5V+-5V 2.5A题2-5 (c)图5A5A+-10V题2-5 (d)图2-6 用两种电源等效互换的方法,求电路中5电阻上消耗的功率。 习题2-6图解:由两源互
2、换,原图可变为下图15V+-1A2V+-4V,所以:2-7 题2-7 图解: 所以 :所以:2-8 试用支路电流法和节点电压法求如图所示各支路的电流。 题2-8图+-100V25VU25V题 2-8参考方向图所以: 2-9 用叠加原理求图中的电流I。 题2-9 图解:由叠加原理可知原图可变为下(a)、(b)两图之和。2V+-(a)(a)中 (b)中 所以 2-10 用叠加原理求如图所示电路中的电压及元件消耗的功率。(电阻单位为) 题2-10图 解:由叠加原理可有:12V+-5AabI12V+-ab(a)+5A(b)(a)图中:,(b)图中所以:故 2-11 题图a)中,。若将志向电压源去掉后,
3、如图b),试问此时?RRRRIabIb)+-=RRRRIabIa)+-+-ERRRRabc)+-+-E解:由叠加原理可知,b)图等于a)图减c)图,即:两电流源共同作用的响应,等于总的响应减去电压源单独作用的响应。由已知,而C)图中 ,所以:2-12 求:(1)题图中端点a、b处的戴维南和诺顿等效电路。 (2)假如用1电流表跨接在a、b处,将通过多大电流? 题2-12图解:所以,等效戴维南电路及诺顿电路如下:ab+-ab等效戴维南电路等效诺顿电路 时 所以电流表的读数约为1.43A2-13 应用戴维南定理求图中1电阻的电流。解: 由于1为探讨对象,所以及电流源串联的2和志向电压源并联的5每个电
4、阻对1不起作用,因此电路图为(b)图 4110V10A+-I(b)410V10A+-ab(c)将1电阻开路,如(c)图,去源后,如(d)图:4ab(d)戴维南等效电路如(e)图30V+-41I(e)2-14 试用戴维南定理和诺顿定理求图中负载上的电流。 题2-14图 解:由戴维南定理,等效图如下图(a),ab5050220V+-(a)去源 化简后见(b)图110V+-2550ba(b)而诺顿等效电路如图(c):50baI25(c)2-15 解:+-UR+12V4ka)U12I36912b) 题2-15图当当,故当时,中的及的点的轨迹为直线中在第一象限中的线段。第三章 电路的暂态分析 习题三 3
5、-1 习题3-1图解:a)图中;, b)图中,3-2 解: ,代入得:3-3 解: ,闭合后,为零输入响应。 uti60V0.012A3-3题电容电压电流曲线图3-4 解: ,为零状态响应。 3-4题电容电压曲线图ut020V3-5 解: 本题为零状态响应。3-6 解:,所以:3-7 解:所以1.81.20t习题3.7曲线图3-8 解:所以: 3-9 如图所示电路中,0时,开关S闭合,试求时,(1)电容电压;(2)B点的电位和A点的电位的改变规律。假设开关闭合前电流已处于稳态。习题-图解 :所以:3-10 解:时。属于零状态响应所以:,时,全响应。所以:t06.32u 习题3-10曲线图3-1
6、1 解:,所以:3-12 解:所以:3-13解:(1)闭合: (2)稳态后,再闭合,此刻计时,3-14 解: 3-14题电容电压曲线图t09V16Vu3-15 解: 3-16 解: 要使则即:,解得。3-17 解: 第四章 正弦沟通电路P 93 习题四4.1 已知(1)试问i1及i2的相位差等于多少?(2)画出i1及i2的波形图;(3)在相位上比拟i1及i2谁超前谁滞后。 解:(1) (2) w t 题4-1 曲线图 (3)4.3 解: ,当时,则 w t 题4-3 曲线图4.4 解:(1) 题4.4 (1)图 或(2) 题4.4 (2)相量图4.5 指出下列各式的错误:(1)(2);(3);
7、(4);解:(1)等号不行连等;前者为瞬时表达式,后者为相量式。 (2)I为有效值,及复数式不能连等。 (3)为大小,为瞬时值之比。 (4)左边表示大小,右边为复数,两者不是一回事。4.6 解:(1) (2) ,为纯电阻时; (3),为纯电容时。4.7 解:4.8 解: 题4-8电容电压及电流相量图4.9 解:4.10 解: 即解得:4.11 已知如图所示电路中,电路为感性的,电流表A的读数为6A。求电流表的读数。 A+- 题4-11图 解:由已知有:,则, 又 解得:,两表的读数均为。4.12 已知题4-12图所示电路中,电流表A的读数为2A。电压表的读数均为200V。求参数R、L、C,并作
8、出该电路的相量图。并写出的瞬时值表达式。 A+-A 题4-12 图解: 同理 ,整理得:,即 习题4-12相量图 由相量图可知电流超前端电压,4.13 求图4-13两图中的电流。 (a)(b)j解: 图(a)中, 图(b)中,4.14 在图4-14中,及同相,试求及。 +-R题4-14图解:设,则因为 ,所以 又因同相,故 又,。相量图如下: 习题4-14相量图4.15 一个电感线圈,(1)的有效值;(2)求电路的总的功率因数及总功率P。 RLC题4-15图 解:(1)设电压则 故 (2)总功率4.16 电路如题图4-16是三个阻抗串联的电路,电源电压,已知,求 (1) 电路的等效复数阻抗,电
9、流和电压。 (2) 画出电压、电流相量图。 (3) 计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。题4-16 图题4-17 图 解:(1) (2) 相量图 题4-16相量图 (3) 4.17 题图4-17所示的是并联电路,输入电压,。求 (1)并联电路的等效复数阻抗;(2)各支路电流和总电流;(3) 画出电压和电流相量图;(4) 计算电路总的、和。解: (1) , (2) 设,则 所以 (3)相量图如下: 习题4-17相量图 (4) 418电路如图所示,已知,试求并联支路端电压及电路的。 u+_RCLab+_习题4-18图 解: 设,依题意得: (1) ,则 总阻抗 (2)总电流 并联电路端电压 功
10、率因数 4.19 今有40W的日光灯一个,运用时灯管及镇流器(可近似地把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V,频率为50赫兹的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载,灯管两端的电压等于110V,试求镇流器的感抗及电感。这时电路的功率因数是多少?若将功率因数进步到0.8,问应并联多大的电容? RL+_+_+_习题4-19图 解:消耗在灯管上的有功功率为,则故感抗为 将功率因数进步到0.8,需并联电容为:4.20 在题图中,试求:(1)电流表的读数和电路的功率因数;(2)欲使电路的功率因数进步到0.866,则需并联多大的电容?(3)并联电容后电流表的读数又为多少? u+_AX1ab习题4-20图X
11、2C 解:(1)画相量图如下图所示, 故同相,滞后此时功率因数 (2)欲使电路的功率因数进步到0.866,则因并联上电容后,电路的总有功功率不变,(3)并联C后,因,所以 。第五章 三相沟通电路 P115 习题五 解:A所以: 相量图如下: 题5-1相量图5-2 解:只能连接所以:则:又 故 5-3 解:设,则又 所以:连接时所以:则:故: 习题5-3供电图5-4 解: 当Y形连接时,由当联接; 5-5 解:(1) 当开关S闭合时,(2)当开关S断开时,所以: 5-6 解: 而:所以:.故: ,5-7 解 :由 设,则 电源线电压为467.31V。5-8 解: 由又因为负载星形联结;所以:所以
12、:,故:5-9 解:由于负载联结:所以且负载对称性,所以:5-10 如图所示电路中,电源线电压为380V,各相负载的阻抗值均为。求(1)三相负载是否对称?(2)试求各相电流,并用相量图计算中线电流;(3)试求三相平均功率P。 习题5-10图解: (1)不对称(2)画相量图,由星形联接 习题5-10相量图故:从相量图中,设 (3) 所以:5-11 解:(1)中性线正常时,负载端电压对称,即:所以:,而中线电流需相量式计算,设则: 而: 故:(2)中性线断开时,电路如下图5-12 解:设相序对应则另画图有: +-+-+-习题5-12电路图则:故:W相的灯比V相的灯流过电流大,那么W相的灯比拟高,而
13、V相的灯比拟暗。第六章 磁路及变压器P135 习题六6.2 解: 铁心线圈取用的总有功功率为: 空心线圈取用的总有功功率为: 空心线圈取用的总有功功率即为铜损,故可得:铁心线圈的铜损为:铁心线圈的铁损为:6.3 有一台10000、230V的单相变压器,其铁心截面积,磁感应强度最大值,电源频率为,求一次、二次绕组的匝数各为多少?解: 由于 则 6.4 解:由于副边为纯电阻,由,可知:所以:又因为:6.5 解:依据变压器阻抗变换原理,负载阻抗折算到原边的等效阻抗为:信号源输出功率为:6.6 一台、的变压器,试求:(1)电压比k及和。(2)该变压器在满载状况下向的感性负载供电时,测得二次侧电压为22
14、0V,求此时变压器输出的有功功率。解:(1)(2) 6.8 在图中,输出变压器的二次绕组有中间抽头,比连接的扬声器,两者都能到达阻抗匹配。试求二次绕组两局部匝数之比。 习题6-8图解:扬声器折算到原边阻抗模为扬声器折算到原边阻抗模为由题意可知:,所以6.9 习题6-9图解: (1) 1及4端相连,2及3端相连,接入220V电源上。(2) 1及3端相连,2及4端相连,接入110V电源上。(3) 在上述两种状况下,一次侧每个绕组中的额定电流和电压均不变,二次侧电压亦不变,只是电源供应电流大小不同,110V电源供应的电流是220V电源的2倍,而输出的视在功率是一样的。6.10 习题6-10图解:两个
15、副边绕组的匝数分别为: 两个副绕组的电流分别为: 由于两个副边绕组接的都是电阻性负载,故电流同相位,则原边电流为:6-11 习题6-11图 +-ES电流实际方向图6-12 习题6-12图 (1)1V (2) 3V (3) 9V (4)2V (5) 6V (6) 8V (7)13V (8) 7V (9) 5V (10)11V (11) 4V (12) 10V (13) 12V第七章 异步电动机P167 习题六7-1 解: 7-2 解: 当极对数为2时,旋转磁场转速(同步转速) (a)起动瞬间,时 (1)定子旋转磁场对定子的转速 (2)定子旋转磁场对转子的转速 (3)转子旋转磁场对转子的转速 (4
16、)转子旋转磁场对定子的转速 (5)转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速 (b)转子转速为同步转速的,则有 (1)定子旋转磁场对定子的转速 (2)定子旋转磁场对转子的转速 (3)转子旋转磁场对转子的转速 (4)转子旋转磁场对定子的转速 (5)转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速 (c)转差率时, (1)定子旋转磁场对定子的转速 (2)定子旋转磁场对转子的转速 (3)转子旋转磁场对转子的转速 (4)转子旋转磁场对定子的转速 (5)转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速7-3 解: 当三相异步电动机的磁极对数为2时,旋转磁场转速(同步转速)(1)电机起动瞬间,时 (2)在额定转速4,其额定转差率: 所以, 综上计
17、算结果,转子电路的电动势及感抗及转差率成正比,而额定运行时转差率很小,所以上述两个物理量也很小。在起动时,转子电流很大,但功率因数很低,在额定状态下,转子电流减小许多,功率因数则进步到接近为1。7-4 解: (1)当三相异步电动机的磁极对数为3时,旋转磁场转速(同步转速) 又 由于 ,则 故 又 ,有。7-5 解: 当时, 当时, 当时, 当时,7-6 解: 由,得 又 过载实力,所以,7-7 解: 由,得 又 过载实力,所以,7-8 解: 由,得 7-9 解: (1)由,有(2)由,得 (3)(4)7-10 解: (1)由,得 (2)由,得 (3)当时,电动机能起动。当时,电机能起动。 (4
18、) 所以起动时, 当,电动机不能起动。 当,电动机能起动。 (5), 电动机的起动电流: 线路上的起动电流:7-11 解: 由,有由,得 故:电动机的起动电流: 线路上的起动电流:7-12 一台三相异步电动机的,若电源电压降低30,试问:(1)能否满载起动?(2)能否半裁起动? 解: 当时,故 (1)电机不能满载起动。 (2)所以电动机能半载起动。7-13 解: 空载时, 满载时,7-14 解: (1) (2)由(3)由,得 (4)Y接法: 接法: (5) (6) (7)第八章 继电-接触器限制系统 8-1 答:自锁:用自身的常开协助触点,并联在起动按钮两端,在同一时间里保证接触器长时间连续正
19、常工作的限制作用,称为自锁;互锁(连锁):用不同接触器的常闭协助触点,串联于对方接触器,在同一时间里保证自身接触器长时间连续正常工作的同时,其它接触器无法正常工作的限制作用,称为互锁。 8-2 习题8-2图 答:因为两个起动按钮的作用是等同的,即两者并联只起到一个的作用,本题只是两地起动连续运行限制图。假如将2、3联动,组成复合按钮,即可实现点动加连续运行的功能,那时缺点为动作不行靠。8-3 习题8-3图 答:不能。因为两个起动按钮的作用是等同的,即两者并联只起到一个的作用,本题只是两地起动连续运行限制图。8-4 答:不能。主限制图中1主触点压力太重,使电路无法正常工作。限制线路参考习题8-5
20、接法。8-5 22ABCM1ABC11M2主电路123422限制电路2111 习题8-5限制图18-6 L12习题8-6限制图 8-7 答:起互锁作用的常闭触点和对调即可。 习题8-7限制电路图8-8 如图所示,下列限制电路实现什么功能?简述其工作原理。 习题8-8主限制图答:实现了小车在工作台上循环往复的运动。其工作原理如下: ,小车正向运行至A端撞 延时2分钟 小车反向运行至B端撞 延时2分钟 小车正向运行如此往反运行。 8-9 题图是电动机依次起停限制电路。其中接触器1和2分别限制电动机M1和M2的起停,分析该电路的工作原理,说明M1和M2起动及停顿的依次规律。 习题8-9限制图 (1)
21、2按下,线圈1接通,常开协助触点1闭合,M1电机先工作;(2)再按下4,线圈2接通,常开协助触点2闭合,M2电机后工作。(3)按下3,线圈2失电,常开协助触点2断开,电机M2先停顿工作,再按下1,电机M1后停顿工作。本限制电路实现了只能电机1先工作,电机2后工作,反之,电机2必需先停,电机1然后停,但没有时间限制。8-10 设计一个运料小车限制电路,同时满意以下要求: (1) 小车启动后,前进到A地。然后做以下往复运动: 到A地后停2分钟等待装料,然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料,然后自动走向A。 (2) 有过载和短路爱护。(3) 小车可停在随意位置。 答:本题实际是第8题的详细应用。参考之。 8-11 答:设1为电动机M1正转即工件A前进接触器,2为电动机M1反转即工件A退回接触器。3为电动机M2正转即工件B前进接触器,4为电动机M2正转即工件B退回接触器。所以图中1及2线圈中有互锁触点,3及4线圈中也有互锁触点。用工件到位的行程开关常开触点带起动按钮,用其常闭触点代替停顿按钮,限制电路如下图所示。2M1ABC11Q1 14M2ABC32Q2 2习题8-11主限制电路图11211224122132432413443习题8-11限制线路图
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