《电工电子技术》课本习题答案.pdf
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1、思考与习题思考与习题1-11-35 图中,已知电流I=-5A,R=10.试求电压U,并标出电压的实际方向。a)b)IRUIRU图 135 题 11 图解:a)U=RI=50Vb)U=RI=-50V。12在 1-36 图所示电路中,3 个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所示,通过实验测量得知:I1=4A,I2=4A,I3=4A,U1=140V,U2=-90V,U3=50V。试求(1)各电流的实际方向和各电压的实际极性。(2)计算各元件的功率,判断哪些元件是电源?哪些元件是负载?(3)效验整个电路的功率是否平衡。U1P1U3P3I1I2U2I3P2图 1-36 题 1-2 图解:(2)
2、P1=U1I1=-560W,为电源;P2=U2I2=360W,为负载;P3=U3I3=200,为负载。(3)发出吸收,功率平衡。1-3图 137 中,方框代表电源或负载。已知U=220V,I=-1A,试问哪些方框是电源,哪些是负载?IUIUIUIUa)b)c)d)图 1-37 题 13 图.解:a)P=UI=-220W,为电源;b)P=-UI=220W,为负载;c)P=-UI=220W,为负载;d)P=UI=-220W,为电源。1-4图 1-38 所示电路中,已知 A、B 段产生功率 1500W,其余三段消耗功率分别为1000W、350W、150W,若已知电流I=20A,方向如图所示.(1)标
3、出各段电路两端电压的极性.(2)求出电压UAB、UCD、UEF、UGH的值。(3)从(2)的计算结果中,你能看出整个电路中电压有什么规律性吗?BCI1000WDE1500W350WAFHG150W图 1-38 题 1-4 图解:(2)UAB=75V,UCD=50V,UEF=17。5V,UGH=7。5V(3)UAB+UCD+UEF+UGH=0.15有一220V、60W的电灯,接在220V的电源上,试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻.如果每晚用 3h,问一个月消耗电能多少?解:I=P/U=0。27A,R=U/P=807,W=P t=6010 kW303h=5.4 度.231-6把
4、额定电压 110V、额定功率分别为 100W 和 60W 的两只灯泡,串联在端电压为220V 的电源上使用,这种接法会有什么后果?它们实际消耗的功率各是多少?如果是两个110V、60W 的灯泡,是否可以这样使用?为什么?解:把额定电压 110V、额定功率分别为 100W 和 60W 的两只灯泡,串联在端电压为220V 的电源上使用,将会使 60W 的灯泡烧毁。60W 的灯泡实际消耗的功率是93.8W,100W的灯泡实际消耗的功率是 56W。如果是两个 110V、60W 的灯泡,都在额定值下工作,可以这样使用。1-7有一直流电源,其额定功率为 150W,额定电压 50V,内阻 1,负载电阻可以调
5、节。试求:(1)额定状态下的电流及额定负载。(2)开路状态下的电源端电压.(3)电源短路状态下的短路电流.解:(1)IN=150/50=3A,RN=50/31=15.67(2)UOC=50V(3)IS=50A.18图 139 所示电路可以用来测试电源的电动势和内阻。已知R1=2,R2=4.5。当只有开关 S1闭合时,安培表读数为 2A;当只有 S2闭合时,安培表读数为 1A.试求电源的E和RS。图 1-39 题 18 图解:由E/(RS+R1)=2,E/(RS+R2)=1 得 E=5V,RS=0。5。ARSER1S1R2S21-9图 140 所示电路中,已知E=100V,R1=2k,R2=8k
6、。试在(1)R3=8k;(2)R3=(即R3处断开);(3)R3=0(即R3处短接)三种情况下,分别求电压U2和电流I2、I3。ER1I1U2I2R2I3R3图 1-40 题 19 图解:(1)I1=E/(R1+R2/R3)=16。7 mA,U2=I1(R2/R3)=66.7V,I2=I3=I1/2=8.35mA;(2)I1=E/(R1+R2)=10mA,U2=I1 R2=80V,I2=I1=10mA,I3=0A;(3)I2=0A,U2=0V,I3=I1=E/R1=50mA。1-10试等效简化图 141 所示网络。2A3A56V3V1B3A图 1-41 题 110 图解:将 3A 电流源变为电
7、压源与 3V 电压源串联得到 12V 电压串 6 电阻,再将其变为 2A电流源并 6 电阻与 2A 电流源并联,得到 4A 电流源并 6 电阻,将 6V 电压串 3 电阻变为 2A 电流源并 3 电阻.ISR并联得 IS=6A,R=2,电路如图所示:1-11求 1-42 图中的电流I。6V26A2272AI图 1-42 题 111 图解:将 6V 电压源变为电流源与 6A 电流源并联,得到 9A 电流源并 1 电阻,再将其变为 9V 电压串 1 电阻,与 2A 电流源变为的 4V 电压串 2 电阻串联,即4V9V127II=(94)/(1+2+7)=0.5A1-12图 1-43 所示电路中,试
8、求:(1)开关 S 断开时 A 点的电位。(2)开关 S 闭合时 A 点的电位。7V3kR1B1kS6VR2IR3A1k8V(3)开关 S 闭合时 A、B 两点电压UAB。图 1-43 题 112 图解:(1)I=(7+8)/(3+1+1)=3 mA,UA=8-I R3=5V(2)开关 S 闭合时 B 点的电位为 6V,I=(8-6)/(1+1)=1mA,UA=8-I R3=7V(3)UAB=76=1V113 指出图 144 所示电路中 A、B、C 点的电位.A2kB2kC6VA4kB2kC6VA4kB2kC12VA4kB2kC6V-6Va)b)c)d)图 1-44 题 1-13 图解:(a)
9、UC=0V,UA=6V,UB=3V(b)UB=0V,UA=4V,UC=-2V(c)UC=0V,UA=12V,UB=8V(d)UA=6V,UB=2V,UC=6V1-14图 1-45 所示电路中,已知US=16V,IS=2A,R1=12,R2=1。求开关 S 断开时开关两端的电压U和开关 S 闭合时通过开关的电流I。图 145 题 114 图解:开关断开 R2=1 电阻上流过的电流即电流源电流2A,开关两端电压 U 为电压源电压R2R1USISSIU与 R2两端电压之和 U=16-21=14V,开关闭合,R2=1 电阻上流过的电流I2=US/R2=16A,I=I2IS=14A1-15在 1-46
10、图中,已知I1=0.1A,I2=3A,I5=9.6A,试求电流I3、I4和I6。I6图 146 题 115 图解:I3=I1+I2=3。1A,I4=I5 I3=6.5A,I6=I4+I2=9.5AI2I1I3I4I5.1-16求 1-47 图中的电流I。图 1-47 习题 1-16 图解:I=0A2I6V51112V5117在图 148 中,已知U1=3V,R1=10,R2=5,R3=4,其他各电流如图所示.试求电路中电流IX和电压U。U14A2AR1I1U4AR2I2IX5AR3图 148 题 1-17 图解:I1+2+4=0,I1=6 A,I2=I1+4=-2 A,IX+I2=5A,IX=
11、7A,U=U1+I1 R1+I2R2=73V1-18求 1-49 图中各电流源上的电压.3A1AU125U442A3A4AU310U254AU31AU1I1I210I5U2I325I445U42A.图 1-49 题 118 图解:各支路电流参考方向如图所示:I1=2A,I2=3A,I3=7A,I4=2A,I5=-5AU1=10I1+5I2=-5V,U2=10I1+2I55I3=65V,U3=5I3-4I4=43V,U4=5I2+2I54I4=-17V思考与习题思考与习题21求图 2-19 所示电路 A、B 两端的等效电阻。A2A6624310746B1Ba)b)5A2012B2244688AB
12、d)e)图 219题 21 图21 解:a)RAB=(6/6)+7/10=5b)RAB=(4/4+1)/6+(2/2)/3=1。5c)RAB=(R1/R2)+R3/R4/R5=0。75d)RAB=4/6=2。4e)RAB=(8/8)+4/12+(20/5)=8.8f)RAB=(24/24)+(12/12)=182-2试求图 2-20 所示电路 5 电阻上的电压U。3I123A52.ARR21R4RR35Bc)A241224B12f)图 2-20题 2-2 图解:电路如图 2-20 所示:并联分流:I1=43=1A,U=5I1=5V8 423在图 221 中,R1=R2=R3=R4=30,R5=
13、60,试求开关S 断开和闭合时 A 和 B之间的等效电阻。R1R2SR3R4BR5A图 221题 23 图解:S 断开,RAB=(R1+R2)/(R3+R4)/R5=20S 闭合,RAB=(R1/R3+R2/R4)/R5=202-4电路如图 222 所示,已知外加电压U为 200V,电路总消耗功率为 400W,求R及各支路电流。图 222题 2-4 图UIR25I150I25050I3I4解:电路如图 2-22 所示:I=5050/50P I=1.5A,I2=I-I1=0.5A,I3=I4=I2/2=0.25A2A,I1=25(5050/50)UR=(U 25I1)/I=81.252-5图 2
14、23 为万用表的直流毫安挡电路.表头内阻Rg=280,满标值电流Ig=0.6mA。要使其量程扩大为 1mA、10mA、100mA,试求分流电阻R1、R2及R3。RgR1.IgR2R31mA100mA10mA图 223题 25 图解:(R1+R2+R3)0.4=2800。6(R1+R2)(10-0。6)=(280+R3)0.6(280+R2+R3)0.6=(100-0.6)R1联立解得 R1=4.2,R2=37.8,R3=3782-6用支路电流法求图 224 所示电路中各支路电流。I1I210100V5AI33AI2I14 I3122A15403Aa)b)图 224题 26 图解:电路如图 22
15、4 所示:a)I1=3AI3=I1+I2=3+I2(1)10I3+100+40I2=0(2)解得 I2=-2.6A,I3=0。4Ab)电路如上图所示:I1+I2=3+5=8(1)I2+2=I3+5(2)4I2+2I3I1=0(3)解得 I1=6A,I2=2A,I3=1A2-7列写出图 2-25 中各电路用支路电流法求解时所需要的独立方程。I6I4I1R4R6I5R5I1R1I3R3I2R2I3R3R1I2R2IS=I5R5R4I4US1US1US3US2US2I6R6b)a).图 225题 2-7 图解:电路如图 2-25 所示:a)I3+I4+I5=0I1=I4+I6I6=I2+I5R1I1
16、+R4I4-R3I3US1+US3=0-US3+R3I3-R5I5+R2I2+US2=0R6I6+R5I5-R4I4=0b)I2=I6+I5I1=I2+I3I4=I3+I5R1I1+R2I2US1=0R3I3+R4I4-US2R6I6R2I2=02-8用叠加原理求图 226 所示电路的电压U。60VU3604027V60图 2-26题 28 图解:两个电源单独作用时的电路如图所示:60VI、U/、360U/3I60404027V60V 单独作用时:I=60/(3/60+40)=1.4A,U=(3/60)I=4V27V 单独作用时:I=27/(40/60+3)=1A,U=-3I=-3VU=U+U
17、=1V2-9 用叠加原理求图 2-27 所示电路的电流I3。已知US1=9V,US2=9V,IS=9A,R1=R2=R3=1。R1R2ISUS1I3R3US2/.图 227题 2-9 图R1II3/R2R3R1I3/R2IR1ISI3/R2R3US1R3US2解:电源单独作用时的电路如图所示:I=US1/(R1+R2/R3)=6A,I3=I/2=3AI=US2/(R2+R1/R3)=-6A,I3=I/2=3A/I3/=3AI3=I3/+I3/+I3/=3A2-10 用叠加原理求图 2-28 所示电路中电流I。已知US=9V,IS=2A,R1=3,R2=3,R3=1.5,R4=6,R5=5。IR
18、2R5ISR4R3R1US2-10 图图 2-28 题解:电源单独作用时的电路如图所示:.I/R2R3R2R5ISR4I/R3R1I1USR1R4I1=US/(R1+R4)/(R2+R3)=3A,I=I1(R1+R4)/(R1+R4+R2+R3)=2AI=IS R2/(R2+R3)=1。33A/I=I/+I/=3。33A211用叠加原理和戴维南定律求图229 中流经电阻R3的电流I3。已知U=10V,IS=1A,R1=10,R2=5,R3=8,R4=12,R5=1。R2ISR5R4R1I3R3U解:叠加原理电源单独作用时的电路如图所示:图 2-29题 2-11 图R1/I3R3UR1I3/R3
19、R2R4R2ISR5R4I 3/=U/(R4+R3)=0.5A,I 3/=IS R4/(R4+R3)=0.6AI 3=I 3/+I 3/=1.1A戴维南定律求解:ROUOCI38R1R1UOCUR2ISR5R4R2R4RO.UOC=U+R4IS=22V,RO=R4=12,I 3=22/(12+8)=1.1A212求图 230 所示各电路的戴维南等效电路。1A105V5610V304A10V5A6图 230题 2-12 图210V46a)b)3A1221Ac)d)解:a)UOC=110+10=20V,RO=10b)24V6I10V30V6b)I=(30+1024)/(6+6)=4/3AUOC=3
20、0+6I+10=32V,RO=6/6=3c)UOC=10/(2+4)4=6.7V,RO=6+(2/4)=7.33d)3A14A2d)21AUOC=32+41+21=12V,RO=2+1+2=5.2-13用戴维南定律求图 2-31 中电阻 10 上的电流I。15V13VUOC4VI111I21ROUOC1012-13图 2-31题图解:-15+13+(1+1)I1=0,I1=1A4(1+1)I2=0,I2=2AUOC+1I21I1-13=0,UOC=12V,RO=(1/1)+(1/1)=1I=12/(1+10)=1。1A214 用戴维南定律求图 232 中电阻 20 上的电流I。图 2-32题
21、2-14 图解:(2+8+5+5)I1+210+5-12=0,I1=0。75A18V9V2VI632A2051A58UOC=-10+5+(5+5)I1=2。5V,RO=(3/6)+8)/(5+5)=5812VI12VUOC210V55V56385ROUOCI5RO20I=2。5/(5+20)=0。1A.思考与习题思考与习题3.1 在选定的参考方向下,已知两正弦量的解析式为u=200sin(1000t+200)V,i=-5sin(314t+30)A,试求两个正弦量的三要素。解:Um=200V,1000rad/s,u200Im=5A,314rad/s,i=30u/V3。2 已知选定参考方向下正弦量
22、的波形图如图3-26 所示,试写出正弦量的解析式。250200u2u10362t图 3-26 题 3.2 图解:u1 200sin(t 3)V,u2 250sin(t i26)Vi分别写出图 3-27 中各电流i、i的相位差,i并说明i与i的相位关系。3。31212i1i10ii1 2 2i3 2i22i2i1i2 23 223 2t20tt0 23 22t(a)a)b)(a)(b)(b)ii1ii2i1i2.ii1 2ii232 2i1 2i23 22tt 232 2t 233 22tc)d)图 3-27 题 3。3 图解:a)1 0,2c)13。4 已知:u 220 2sin(t 235)
23、V,i 10 2sin(t 45)A,求u和i的初相及两者间的相位关系。解:u 125,i 45,电流超前电压 170.3。5 写出下列各正弦量对应的向量,并绘出向量图。2,正交;b)121,同相;2,233,反相;d)1 0,2,i1超前i2244;(1)u1 220 2sin(t 100)V(2)u2110 2sin(t 240)V(3)i110 2cos(t 30)A(4)i214.14sin(t 90)A解:U1 220100 V,U2110120VI11030A,I21090A3.6 一电阻R接到f=50Hz,U 10060 V的电源上,接受的功率为200W。求(1)电阻值R.(2)
24、电流IR。(3)作电流、电压向量图。解:R=U/P=50,IR 2060 A2.3.7已知uL 220 2sin(1000t 30)V,L=0。1H。试求XL和I并绘出电压、电流L向量图。解:XL=L=100 jX IULL,IL 2.260 A3。8 一电容C=31。8F,外加电压为u 100 2sin(314t 60)V,在电压和电流为关联参考方向时,求XC、I、iC、QC,并作出相量图.解:XC11=100,C2fC jX IUCC,I 130 A,ic2sin(314t 30)A,QC10V.A3.9 图 328 所示并联电路中,R1=50,R2=40,R3=80,L=52。9mH,C
25、=24F,接I2、I3。到电压为u 10 2sin200tV的电源上,试求各支路电流I1、图 328 题 3。9 图解:U100V,Z1R1 50,Z2R2 jL 40 j10.58 41.3875.18,Z3R3 j1 80 j208.3 23721CU 0.20A,I1Z1I2.UZ 0.23 21.56A,I3U 0.042967A2Z3思考与习题思考与习题4.1 如图4-10所示,各相电阻相等,并由三相电源供电。若负载RU断开,则电流表A1和A2 的读数如何变化?为什么?图4-10 题4。2图解:A1变为相电流是原来的13,A2不变。4.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,
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