电工学课后习题解答.pdf

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1、电 工 学 课 后 习 题 解 答第 1 章 习题解答（部分）1.5.3有一直流电源，其额定功率PN=200 W,额定电压UN=50 V,内阻只RN=0.5?,负载电阻R 0 可以调节，其电路如图所示。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，分析 电源的额定值有额定功率PNo额定电压UN和额定电流INo三者间的关系为PN=UNIN。额定电压UN是指输出额定电流IN时的端电压，所以额定功率P N 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。解（1）额定电流 IN?PNUNUNIN720050504?4Ac负载电阻 R?12.5?R d（2）开路状态下端电压U 0

2、等于电源电动势E。U0=E=UN+lNR0=50+4X0.5=52 V1.5.6 一只100V,8W的指示灯，现在要接在380V的电源上，问要串多大阻值的电阻?该电阻应选用多大瓦数的？分析此题是灯泡和电阻器额定值的应用。白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变，但可计算出额定电压下的电阻值。电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流IN及电阻只 RNIN?PNUUUNNN?8110110?0.073ARN?1510?0.073串入电阻R 降低指示灯电压，使其在380V电源上仍保持额定电压UN=110V工作，故有R?UO?UINN?3870110?3

3、71?00.073该电阻工作电流为IN=0.073 A,故额定功率为22PR?IN?R?0.073?3710?19.6W可选额定值为3.7k?,20 W 的电阻。1.5.7在图1.03的两个电路中，要在12V的直流电源上使6V,50 m A 的电珠正常发光，应该采用哪一个联接电路？解要使电珠正常发光，必须保证电珠获得6V,50mA电压与电流。此时电珠的电阻值为R?650?120?o在图1.03(a)中，电珠和120?电阻(a)(b)将 12V电源电压平分，电珠能获得所需图 1.0 3 习题1.5.7的 图 的 6V电压和50mA电流，发光正常。在图1.03(b)中，电珠与120?电阻并联后再串

4、联120?电阻。并联的120?电阻产生分流作用，使总电流大于50m A,串联的120?电阻压降大于6V,电珠电压将低于6 V,电流将小于50m A,不能正常发光。用中学物理中学过的电阻串并联知识，或教材第二章中2.1 节的方法可计算如下：电路总电阻电路总电流电珠端电压电珠中电流RN=120+l=121801207120120+120=180?77.6 mA-3?120=4VU=12-66.7?10l=I121 =12?66.7mA=33.3mA结论应采用图1.03(a)联接电路。1.5.9 图 1.05的电路可用来测量电源的电动势E 和内阻R0。图中,Rl=2.6?,R2=5.5?O当将开关S

5、 I闭合时，电流表读数为2 A,断开S 1,闭合S2后，读数为lA o试求E和ROo解据题意有两个未知量，可列出两个电压方程式求解之。当开关S1闭合时有E-I1RO=I1R1 当开关S1断开,S2闭合时有E-I2RO=I2R2 代入数据联立求解。E-2X R 0=2X2,6=5.2+11E一图 1.05 习题1.5.9的图E-1X RO=1X5.5=5.5可得 E=5.8 V,R 0=0.3?1.6.2 在图 1011 所示的电路中，Ul=10V,E1=4V,E2=4V,RI=4?,R2=2?,R3=5?,1,2两点处于开路状态，试计算开路电压U2。解根据基尔霍夫电压定律，电路左边回路电流为十

6、I?U1?E1R2?R1?10?42?4?1A1+U对电路右边回路有IR1+E1=E2+U1所以 U2=IRl+E l-E 2 =lX 4+4-2 =6V1.7.4在图1.15中，求A点电位VA。解 将 图1.15改成图解1.13所示电路。根据基尔霍夫电流定律有 II 12-13=0根据基尔霍夫电压定律，对左边回路有U22图1.1 1习题1.6.2的图El-11 R1=VA 得 II?对右边回路有E2+VA=12 R2得12?E2?VAR2E17VARI10?A?5?图1.15习题1.7.4的 图R10+又 VA=I3R3,I3=V A/R 3将各电流代入，并加以整理得E1VA?R11R1?1

7、R2E2R271R3?1105010?15505?1202?14.3V-图解1.1350V+此题由于所求量为A点电位，V A,作未知量，而各支路电流只作为中间变量，无须求出其值。1.7.5在 图1.16中，如 果15?电阻上的电压降为3 0 V,其极性如图所示,试求电阻R及B点的电位VB。解 将 图1重画如图解2所示，标出各支路电流及各结点名称。根据欧姆定律有 II?3015?2A根据基尔霍夫电流定律有对 A 点：12=5+1 1,则 I2=5+2=7A,对 B 点：12=1 3+2+3,则 13=+2 A。根据基尔霍夫电压定律得B点电位为VB=1 0 0-3 0-5 X l2=1 0 0-3

8、 0-3 5 =35V由此得R?VBIB?352?17.5?3A3A图1.图2第2章 习题解答（部分）2.3.3计算图2.13中的电流I3OIS 1?U I US 图解 2.34图2.1 3习题2.3.3的图解：用电源等值互换法将电流源变换成电压源，将电阻R 2和R 3合并成电阻R 2 3,其中R2,3?0.5?US?IS?R4?2?1?2V参考方向如图2.34所示。求电路中电流I I?U1?USR1?R2,3?R4?1?21?0.5?1?1.2AI即为原电路中R 1上流过的电流，用分流公式，可求原电路中1313?R2R2PR3?1?11?1?1.2?0.6A2.4.1图2.16是两台发电机并

9、联运行的电路。已知El=230V,R01=0.5?,E2=226V,R02=0.3?，负载电阻RL=5.5?,试分别用支路电流法和结点电压法求各支路电流。101202图2.1 6习题2.4.1的图解：（1）用支路电流法：各支路电流参考方向已画在图2.16中。歹!结点电压方程 I1?I2?IL列回路电压方程E1?I1RO1?ILRLE2?I2RO2?ILRL联立求解上述三各方程式组成的方程组，可得I1?I2?2OAIL?40A验算：按非独立回路方程进行E1?E2?I1RO1?I2RO2代入数据230?226?20?0.5?20?0.3?4?4（正确！）（2）用结点电压法求解：先求端电压U,有E1

10、U?R011R01I1?1RO2?E2RO2?1RL?123OO.5O,5?1O.3226O,3?15.5?22OV?E1?UR01E2?URO2URL?230?2200.5226?2200.5?40A?20A?20A I2?IL?22OO.5结果与上相同。2.5.1试用结点电压法求图2.18所示电路中的各支路电流解:在原图2.1 8中用。和O标明两个结点，则有25U0',0?50150la?25?5050?10050150?2550?50V150?0.5Alb?100?505025?505O?1A Ic?0.5A2.6.1用叠加原理计算图2.1 9中各支路的电流。解:为了求各支路电流

11、，首先在原图2.1 9中标明各支路电流的参考方向。用叠加原理将电路分解为图解2.4 1和图解2.4 2所示两个分电路,并重新标明各支路电流的参考方向，标定方向可视解题方便选取。分别求解两个分电路中各支路电流。分析可知，这两个电路形状相似。都是具有丫形和形电阻网络的简单电路，当然可以利用丫一等效变换法加以化简而解之，但仔细分析，它们又都是平衡电桥式电路。其四个桥臂电阻相等（均 为8?）,因此对角线电阻中无电流，两端也无电压。对图解2.41所示电路有l'6?0,Uab?0a,b两点同电位，视作短接，这样用分流公式可得1'10170.714A6?8?88?1014?8?8?8?8?8

12、1'12?l'4?l'3?l'5?2l'l?0.357A对图解2.42所小电路有l''l?0,Ucd?0c,d两点同电位，视做短路，这样I''6?1O?1A2?8?8?88?8?88?8用分流公式可得1 9; 9;12?l 9; 9;3?l 9; 9;4?l 9; 9;5?2 l 9; 9;6?0.5 A最后将各支路分电流进行叠加，求出各支路总电流，叠加时应该注意参考方向是否一致。l l?l 9;l?l 9; 9;l?l 9;l?0.7 1

13、 4 Al 2?l 9;2?l 9; 9;2?0.3 5 7?0.5?0.1 4 3 Al 3?l 9;3?l 9; 9;3?0.3 5 7?0.5?0.8 5 7 AI 4?l 9;4?l 9; 9;4?0.3 5 7?0.5?0.8 5 7 Al 5?l 9;5?l 9; 9;5?0.3 5 7?0.5?0.1 4 3 AI 6?I 9;6?I 9; 9;6?I 9; 9;6?1 A2.6.2 在 图 2.2 0 中，(1)当将开关S合在a 点时，求电流1 1,1 2 和 1 3 (2)当

14、将开关合在b 点时,利用(1)的结果，用叠加原理计算电流1 1,1 2 和 1 3。解：(1)当开关合S在 a 点时，电路可画成图解2.4 3 所示形式。可用两种解法：法一、用结点电压法求解：1 3 0UA B?22?100V111?224?120各支路电流为11?130?UAB2120?UAB2UAB4?130?1002120710021004?15A?10A?25A11?11?(?I1?I2)?法二、用叠加原理求解，电路可分解为图解2.44和图解2.45所示两个分电路，分别求解各支路电流为1'1?1302?l'2?42?42?42?4?1'1?46?39?26A I

15、''1?39A1''2?1202?42?42?42?4?1''2?23?36?24A?36Al'3?l'l?l'2?39?26?13AI''3?l''2?l''1?39?24?15A叠加：ll?l'l?l''l?39?24?15AI2?I'2?I''2?36?26?1OAI3?I'3?I''3?13?12?25A后一种方法虽然简单，但计算工作量大。当开关合在b点时，可将电路分解为图解2.4 3和图解2.4

16、 6所示两个电路的叠加，利用中计算结果，只需求出图解2.46所示电路中各支路电流即可。120?2?2 0 2?42?4?I 2 O?4 A?6 A 1 1 0?42?4I 3 O?I 2 O?I 1 O?2 5?2?2 7 A叠加：令总电流分别为1 1 2,1 2 2和1 3 2,方向与图2.2 0所示相同。I 1 2?I 1?I 1 O?1 5?4?1 1 AI 2 2?I 2?I 2 O?1 O?6?1 6 AI 3 2?I 3?I 3 O?2 5?2?2 7 A2.7.4 在图 2.2 5 中，已知 E I =1 5 V,E 2 =1 3 V,E 3=4 V,R 1=R 2=R 3=R

17、4=1?。c=1 0?(l)当开关S断开时，试求电阻R 5上的电压U 5,和电流1 5；(2)当开关S闭合后，试用戴维宁定理计算1 5。解:当开关S断开时：因为1 5没有闭合回路，所以1 5=0,而U 5=1 5 R 5=0 o(2)当开关S闭合时，R 5开路时，开路电压为U 5 0?(E 2?(1 3?1 5?1 31?1 E 1?E 2 R 1?R 2?1)?R 2)?41?1?E 3 R 3?R 4?R 4?1?1 2 V?1?等效内阻为 R 0?于是 I 5?1?1 1?1 1?1 1?1 U 5 O R O?R 5?1 2 1?1 O?1 2 1 1 A?1.O 9 A2.7.5 用

18、戴维宁定理计算图2.2 6所示电路中的电流I。解:将ab支路断开，得有源二端网络ab。根据基尔霍夫电压定律，取外环大回路，有 Uab0?20?150?120?10V除源网络等效电阻R0=0(中间三个电阻均被短接而不起作用)。所以得1?101O?1A2.7.6 用戴维宁定理和诺顿定理分别计算图2.27所示桥式电路中电阻 R1上的电流。解：(1)用戴维宁定理求解。将 R1支路断开，得有源二端网络ab如图解2.58(a)所示，求开路电压UabO,由图可知图解2.58 图解 2.59Uab0?Uac?Ubc?U?IR2?10?2?4?2V将有源二端网络除源，得无源二端网络如图解2.58(b)所示，求等

19、效内阻R0为 R0?R2?4?于是可求电阻R1支路的电流为ll?Uab0R0?Rl?24?9?213?0.154A(2)用诺顿定理求解。将 R1支路短路，得 2.59所示电路，求短路电流ISo 由图可得：12?于是电阻R1中电流I I 为II?R0R0?Rl?IS?44?9?0.5?213?0.154AUR2?104?2.5A I S?I2?I?2.5?2?O.5A第 3 章 习 题 解 答3.7.1 在 图3.04所示的各个电路图中，除A0和V0外，其余电流表和电压表的读数在图上都已标出(都是正弦量的有效值)，试求电流表A0或电压表的读数。解：对 图3.04(a)所示电路有A0?A12?V2

20、2?2?102?102?14.对图 3.04(b)所示电路有 2222V0?2?Vl?60?80V(a)对 图3.04(c)所示电路有AO?A1?A2?5?3?2A对 图3.04(d)所示电路有A0?1?V2?222?102?102V?14.1A100V对 图3.04(e)所示电路有?jA?A0?jl0?10?10AA0?10A?V?jl0A?jl0?10?100?0?100V001V0?1002?141V2?45?V(b)100?0?5?j5?V15?j5?jlO?2?45?jl0?10?jl0(d)图3.0 4习题3.7.1的图3.7.2在图3.05中,电流表A L和A 2的读数分别为ll

21、=3A,I2=4A。设ZI=R,Z 2=-jX c,则电流表A。的读数应为多少?(2)设Z I=R,问Z2为何种参数才能使电流表A。的读数最大?此读数应为多少?设Z l=jX L,问Z2为何种参数才能使电流表A 0的读数最小?此读数应为多少？解:I?2图 3.05A0?l?l?l?2(1)A0?3?j4?5A?2?当Z2也为电阻时，?3?当 Z2 为 jXc 时，A0A0?3?4?7A 为最大?j3?j4?lA 为最小3.7.4 在图 3.07 中,I1?I2?10A,.U?100V,U 与 i 同相，试求 I,R 及 XL以1?2为参考相量，画出电路的相量图如图?UR?jXC3.31?(或

22、l?)90?.,超前于 UR2?I?R,与 I 同相位,I?所示 UR221二者相加，得：l?l?l?l?2?10?jl0?10l?102?14.1A2?45?A?jXI?,超前于?与？UI90?,而 U I同相位，且 LLUR?2U?1002V?U?U?,根据作图得 ULRUL?U?100V 所以R?UR12IIULl?10010?100102?14.1?2XC?X?UR?14.1?10014.1 L?7.07?3.7.8日光灯管一镇流器串联接到交流电压上,可看作R.L串联电路,如已知一灯管的等效电阻Rl?280?,镇流器的电阻和电感分电路中的电流和灯管两50Hz。别为R2?20?,L?1.

23、65H,电源电压U?220V,试求:.，这两个电压加起来是否等于220V?电源频率为端与镇流器上的电压解：电路总阻抗为Z?(Rl?R2)?j?L?(280?20)?j2?50?1,65300?j518?599?59.9?电流为 I?UZ?220599?0.367A电流为I?UZ?220599?0.367A灯管电压为UR?IRl?0.367?280?103V镇流器的阻抗为Z2?R2?j?L?20?j518?518?87.8?镇流器的电压为 UUrLR?IZ2?0.367?518?190V?UrL?103?190?293V?220V?U?U?R?U?.不能用有效值相加系，即UrLI因为它们是相量求

24、和关3.7.9无源二端网络(图3.08)输入端的电压和电流为u?2202sin(314t?20?)Vi?4.42sin(314t?33?)V试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的参数值，并求二端网络的功率因数及输入的有功功率和无功功率。解:先将电压及电流作相量变换?220?20?V,?UI?4.4?-33?A 则二端网络的等效阻抗 Z?为：?U220?20?50?53?30.1?j40?4.4?33?l图3.0 8 习题3.7.9的图则参数为R?30.1?,感抗X 电感为L?40314L?40?o?0.127H路为RL串联电路。RZ?30.150?0.6故该二端网络的等效电功率因数为输

25、入的有功功率为cos?P?Ulcos?220?4.4?0.6?580W无功功率为Q?Ulsin?IX2L?4.4?40?774var23.8.4在图 3.15 中，已知 Rl?3?zXl?4?,R2?8?.X2?6?,u?2202sin314tV,试求il,i2和 io解：作相量变换U?22O?O?VZl?Rl?jXZl?R2?jX12?3?j4?5?53.1?8?j6?10?36.9?U220?0?44?53.1?A?26.4-j35.2A 11?Z15753.1?U220?0?l2?22?36.9?A?17.6-jl3.2AZ210?36.9?l?ll?l2?26.4-j35.2?17.6

26、-jl3.2?44-j48.4?65.4?-47.7?A作相量变换il?44i2?222sin?314t?53,1?A2sin?314t?36.9?A2 23.11.5有一 220V,600W的电炉，不得不用再380V的电源上，欲使电炉的电压保持在220V额定值，（1）应和它串联多大的电阻？或（2）应和它串联感抗位多大的电感线圈（其电阻可忽略不计）？（3）从效率和功率上比较上述两法。串联电容器是否可以？解：（1）电炉的额定电流为IN?600220?2.73Ai?65.42sin?314t?47.7?A串联电阻时其端电压故则UR与电炉电压同相位URI1602.73UR?380?220?160VR

27、?58.7?（2）电炉的电阻值为R?UNIN72202.73N?80.7?总阻抗应为为保持电炉的额定值Z?UIN73802.73XLUN和I不变，则串联电感线圈后电路?139,3?Z2线圈感抗为？RL2?.3?80.722?114?(3)串联电阻时cos?l不变，效率为PNINR7PNRLZ2?6002.73?58,7?6002?0.58 串联电感线圈效率 cos?l 不变，而功率因数为80.7139.3?0.58后以一种方法。也可以用串联电容的方法，cos?值与串联电感cos?值.从节约电能的角度看用这种方法用容抗1 1 4?,电容值为28?F的电容器，虽然线圈一样，但对整个电网来说可提供无

28、功功率以提高总电网第4章习题解答4 2 1有一三相对称负载，其每相的电阻R=8?,感抗XL=6?。如果将负载联成星形接于线电压UI=380V的三相电源上，试求相电压、想电流及线电流。解:由于负载对称，每相相电压为Up?Ul3?3803?220V阻抗为 ZP?8?j6?10?36.9?相电流 IP?UPZP?22010?22A,?36.9?线电流 ll=lp=22A4.2.3 有一次某楼电灯发生故障，第二层和第三层的突然都暗淡下来,而第一层楼的电灯亮度未变，试这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同事时又发现第三层楼的比第二层楼的还要暗，这又是什么原因？画出电路图。解:电路如图解4.14所示，当

29、中性线在图中“X”点断线时，接在A相的第一层楼不受影响，电灯亮度不变，而第二层与第三层在B 相和C 相上，无中性线时两层楼的电灯串联接?上，电灯电压不足220V,故而暗淡下来。在线电压UBC其是第三层楼开的灯多些，总电阻R C R B,故第三层?'U?',因此显得更暗一些。楼电压UBC4.2.4 有一台三相发电机，其绕组联成星形，每相额定电压为220Vo在第一次试验时，用电压表量得相电压UA=UB=U C=220V,而线电压则为 UAB=UCA=220V,UBC=380V,试问这种现象是如何造成的？解:这是由于A 相绕组接反所致，结果?U?220?0?220?120?220?1

30、20?V U?UABAB?U?220?120?220?0?220?60?V U?UCACA?U?220?120?220?120?380?90?V U7UBCBC 图解 4.144.3.1 如将4 2 1题的负载联成形接于线电压Ut=220V的电源上,试求相电压、相电流。将所得结果与该题加以比较。?解:阻抗Z=8+j6=10?36.9?。令U,即为相电压。AB?UI?O?22O?O?V?U220?0?IAB?AB?22?36.9?AZ10?36.9?相电流?U220?120?l?BC?BC?22?156,9?AZ10?36.9?U220?120?ICA?CA?22?83,1?A Z10736.9

31、?线电流l?A?l?AB?l?CA?3l?AB?30?3?22?36.9?30?38?66.9?Al?B?l?C?3l?BC?30?3l?CA?30?3?22?156.9?30?38?186.9?A3?22?83.1?30?38?53.1?A4.3.2 在线电压为380 V的三相电源上，接两组电阻性对称负载，如图4.06所示，试求线路电流I。解:星形负载电流(11=IP)IV?22010?22A与相电压同相位形负载相电流，与线电压同相位:IPA?38038?10A图4.06习题4.3.2的图形负载线电流，相位滞后于相电流30?IIA73IPA71O3A根据相电压和线电压的相位差，想电压滞后于线

32、电压30?,可见1丫与II?同相位，于是有 l?l y?ll A?22?103?39.3A4.4.1 有一三相异步电动机，其绕组联成三角形，接在结电压UI=380V,从电源所取用的功率Pl=11,43kW,功率因数cos 6=0.87,试求电动机的相电流和相电流。解:根据Pl?3Ulllcos?有线电流为II?P13Ulcos?11.43?1033?380?0.87?20A相 电 流 为 IP?H3?203?11.5A4.4.3 在图4.08中，对称负载联成形，已知电源电压UI=220V,电流表读数ll=17.3A,三相功率P=4.5kWo试求：（1）每相负载的电阻和感抗；（2）当AB相断开时

33、，图中各电流表的读数和总功率P（3）当A 线断开时。图中各电流表的读数和总功率P。解:（1）相电流IP为IP?1311?P3UIII13?220104.5?103?17.3?10Acos?UP?0.6833?220?17.3?22?Z?IP?UIIP 图 4.08 习题 4.4.3 的图 R?Zcos?22?0,683?15?XL?Zsin?22?arccos0.683?16.1?(2)当 AB 相断开时，IA=10A,IB=10A,IC=17.3A,P=3kW。(B 相和C 相相电压和电流均未改变，取用功率也不变)。(3)当A 线断开时ZAB与ZCA串联接在UBC上，流过电流为IA=0A,o

34、?l?2R?IP?2R?10 总功率 P?IP?2?2212IP?5A,故 IB=IC=15A,?15?5?30?2250W26 章暂态电路习题6.1.2电路如图6.02所示。求在开关S 闭合瞬间(t=0+)各元件中的电流及其两端电压；当电路到达稳态时又各等于多少？设在t=0-时，电路中的储能元件均为储能。解：t=0+时：此时等效电路如图解6.10所示。FiLl?0?iL2?0?0ucl?0?uc2?0?0iRl?0?iR2?0?UR1?R2?1O2?8?1AiCl?0?iC2?0?iRl?0?lAuLl?0?uL2?0?uRl?0?iR2?0?R2?0uRl?0?2V当电路达到稳定（t=8）

35、：此时等效电路如图解6.11所示。iCl?iC2?0uL?uL?012URl?R2?102?8?lAiRl?iLl?iR2?iL2?注 意iR?的方向和iR?O?的方向相反22uC?uR?uC?iR?R2?8V 1222注意 uR?与uR?O?方向相反。uR?2V221图解6.116.2.7电路如图6.10所示，换路钱已处于稳态，试求换路后（t 2 0）的uC。图6.1 0习题6.2.7的 图 解：换 路 前（t=0-）时uC?0?l?10?3?20?103?10V换路后 uC?0?uC?0?10V到 达 稳 定（t=8）时uC?l?10?31010?10?20?20?10?63?10?5V时

36、 间 常 数？?于是?10?10?2010?10?20?103?10?10?0.1suC?uC?uC?O?uC?e?5?15e?10t?t?5?10?5?e?tO.lV6.5.2电路如图6.16所示，在换路前已处于稳态。当将开关从1 的位置合到2 的位置后，试求iL和 i,并作出它们的变化曲线。解：当开关S处于1 位置时的稳态值为i?1?32?12?122?1?1.2A?1.8A所以iL?iiL?0?1.2A开关S 合到2 时,iL?0?iL?0?1.2A,将 iL?O?当作恒流源代替电感L,并与2Q 电阻组成电流源，再将其变成-2.4V,2Q 的电压源，其参考方向为下“+”上 由 此 可 求

37、 得 i(0+)为i?0?时间常数?？1?当t?到达稳态时i?l?1?iL?22?132?12?123?1.8?1.2A?t3?2,4?1?2L2?12?1?31?0.2V?1.8s23?1.8s?i?结果 i?i?i?O?i?e?1.8?1.6e?tl.8?1.8?0.2?1.8?e?tl.8A?tiL?iL?iL?0?iL?e?1.2?2.4e?tl.8?1.2?1.2?1.2?e?tl.8图 解6.17A6.1 7所示。i和iL的变化曲线如图解6.5.4电路如图6.1 8所示，试用三要素法求t 2 0时的il,i2及iL换路前电路处于稳态。解：开关S闭合前电感L中的电流为iL?0?126

38、?2A：iL?0?iL?0?2Ao开关S闭合后各电流初始值为将电感L用恒流源iL?O?代替，求il?O?和i2?0?o用节点电压法求uL?O?126?1693?213?6VuL?0?il?O?i2?0?12?669?63?1A?1A开关闭合后各电流的稳态值为il?i2?12693?2A?3AiL?il?i2?2?3?5A求电路时间常数T?LR?13?63?6于是 il?il?il?O?il?ei2?3?l?3?eiL?5?2?5?e?t0.5?t?0.5s?2?l?2?eA?t0.5?2?e?2tA?3?2e?5?3e?2t?2t?2tA第7章 习 题 解 答7.5.1有一单相照明变压器，容量

39、为10kVA,电压为3300V/220Vo今欲在副绕组接上60W,220V的白炽灯，如果要变压器在额定情况下运行，这种电灯可接多少个？并求原副绕组的额定电流。解：因为白炽灯cos。=1,故有n?10kV?A60WSNU1NSNU2N=?166 只 3 UN=I2N=10?10330010?10220?3.03 A3=?45.5 A7.5.2 S儿型三相变压器的铭牌数据如下：SN?180kV?A,UlN?10kV,U2N=400V,f=50Hz,联接Y/YO。已知每匝线圈感应电动势为5.133V,铁心截面积为160 cm20试求：（1）原、副绕组每相匝数（2）变压比；（3）原、副绕组的额定电流；

40、(4)铁心中的磁感应强度Bm。相电压为U1P7U1N3U2N3?4003?10?103?231V3?5774V所 以 N17U1P5.133U2P5.133U1NU2N?57745.1332315.13371125 匝(2)K?10?10400?25(3)I1N7SN解：（1）原、副绕组额定U2P?N2?45 匝 33U1NSN3U2N?180?10333?10?10180?103?10.4AI2N?3?4OO5.133?260A(4)Bm?4.44?50?160?10?4?1.45T7.5.3 在图7 5 6中，将RL=8 Q的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知 N 1=300,N 2=1

41、0 0,信号源电动势E=6 V,内阻R 0=1 0 0 Q,试求信号源输出的功率。解：根据阻抗变换原理，变压器原边等效负载阻抗为RL信号源输出功率为'22?Nl?300?RL?8?72?N?100?2?图7.5.4习题7.5.3的图 图7.0 1习题7,5.4的图7.5.4 在图7.0 1中输出变压器的副绕组有中间抽头，以便接8 Q或3.5 Q的扬声器，两者都能达到阻抗匹配。试求副绕组两部分匝数之比解?N1Z1?N?N2?1?N?8?1?N?222N2N3o?3.5?2 8N32?N2?N3?3.5N2N3?83.5?l?0.57.5.7 有三个线圈如图7.04所示，试定出线圈1和2,

42、2和3,3和1的同极性端，用三种记号标出。解：假定1和2的同极性端用表示，2和3的同极性端用*表示，3和 1 的同极性端用表示。根据右螺判定如图解7.11所示。图7.04题 7.5.7图 图解7.117.5.8 当闭合S 时（图7.05）,画出两回路中电流的实际方向。解:根据同极性端的定义，图7.05中电流正方向（参考方向）应由“”端流入。对于 S 闭合瞬间，i l 实际方向应指向“”端，由楞茨定则知i2 的实际方向应使其产生的磁通抵消i l 产生的磁通，故应由“-”端流出。第 8 章习题解答8.4.1已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：图7.04题 7.5.7图 图解7.

43、112.2kW 380V 接法1420r/min cos?81%试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额度转差率及额定负载时的转子电流频率。设电源频率为50HZo解：（1）线电流额定值为IN?PN3UN?3cos?2.2?10?5.03A3?380?0.82?0.81相电流额定值为 IPN?IN?5.03APNnNnl?9550?2,21420?14.8N?m额定转矩为TN?9550额定转差率为于是有sN?sN?nl-nN,其中磁极对数 p?2,故 nl?1500r/min,1500-1420150070.053f2?sNfl?0.053?50?2.67Hz8.4.3

44、有 Y112M-2型和Y160M1-8型异步电动机各一台，额定功率都是4kW,但前者额定转速为2890r/min,后者为720r/min.试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。解：Y112M-2的额定转矩为TN1?955O?428904720?13.2N?m Y160M1-8 的额定转矩为 TN2?9550?53.1N?m有上比较可知，电动机的磁极数愈多，则转速愈低，在同样额定功率下额定转矩于欲大。8.4.4 有一台四极、50Hz、1425r/min的三相异步电动机，转子电阻1）电动机 R2?0.02?,感抗 X20?0.08?,El/E20?10,当 E

45、l?200V 时,试求：（启动初始瞬间（n=0,s=l）转子每相电路的电动势E20,电流120和功率因数cos?0；（2）额定转速时的E2,I2和cos?2。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动势、频率、感抗、电流、及功率因数）的大小。解：（1）起动瞬间E20?I2O?E11O?2OO1O2OV?O.O22O2E2OR2?X2O22 2?243A?0.08cos?20?R2R2?X2022?0.020.022?0.082?0.243（2）额定状态sN?1500714251500sE20R2?sX2220?0.05E2?sNE20?0.05?20?lVI2?2?0.02?21?0.05

46、?0.08?0.020.0222?49Acos?2?R2R2?sX20?2?0.05?0.08?2?0.98比较：额定状态时转子每相电动势E 2,频 率(f2?sfl?0.05?50?2.5Hz)转子漏抗和转子电流均比起动时小，而转子电路的功率因数则大大提高。8.4.5 Y132S-4型三相异步电动机的额定技术数据如下：电源频率为50Hz.试求额定状态下的转差率sN,电流IN和转矩TN,以及起动电流lat,起动转矩Tat,最大转矩Tmax解：由Y132S-4可知磁极对数p=2,旋转磁场转速nl=1500r/min,则有转差率为sN?IN?nl?nnl?150071440150075.51440

47、?0.045.5?103PN3UNcos?N?N3?380?0.84?0.855?36.5N?m?11.64ATN?9550PNnN?9550?lat?7IN?7?11.64?81.4ATst?2.2TN?2.2?36.5?80.3N?mTmax?2.2TN?2.2?36.5?80,3N?m8.4.6 Y180L-6型电动机的额定功率为15kW,e额定转速为970r/min,频率为50H z,最大转矩为295.36N.m.试求电动机的过载系数？，解：额定转矩TN79550过载系数为PNnN?9550?TmaxTN?15970?147.7N?m?295.36147.7?28.4.7 某四极三相异

48、步电动机的 额定功率为30kW,额定电压为380V,三角形接法，频率为50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为0.02,效率为9 0%,线电流为57.5A,试求：（1）转子旋转磁 场对转子的转速；（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。解:根据p?2得 nl?1500r/min,当额定运行时，转速为nN?nl?l?sN?1500?l?0.02?1470r/min(1)转子旋转磁场对转子的转速即为转差：n2?n?1500?1470?30r/min(2)额定转矩TPN30N?9550n?9550?N1470?195N?mcos?RNN?30?103?0.88?3UNIN0.9?3?380?57.5

49、8.5.1上题中电动机的Tat/TN?1.2,lat/IN?7,试求:(1)?换接起动时的起动电流和起动转矩；(2)当负载转矩为额定转矩的60%和 25%时，电动机能否起动。解(1)直接起动电流为lat?7IN?7?57.5?402.5A,?-?换接起动时起动 lat?l3lat?l3?402.5?134.2A直接起动时启动转矩为Tst?1.2TN?1.2?195?234N?m?-?换接起动时起动转矩为Tat?l3Tat?l3?234?78N?m(2)当负载转矩为60%TN时TC?0.6?195?117N?m?Tst?78N?m不能起动！当负载转矩为25%TN时TC?0.25TN?0.25?1

50、95?48.75N?m Tst?78N?m可以起动！第9章 习题解答9.3.1他励电动机在下列条件下其转速、电枢电流及电动势是否改变？励磁电流和负载转矩不变，电枢电压降低；电流为(2)电枢电压和负载转矩不变，励磁电流减小；'(3)电枢电压、励磁电流和负载转矩不变，与电枢串联一个适当阻值的电阻Rao。解：(1)电枢电压下降时，因励磁电流不变，磁通也不变，因此理想空载转速，nO下降，导致转速下降，由于负载转矩不变，所以电枢电流不变，而反电动势则降低。(2)励磁电流减小则磁通减小，理想空载转速升高，导致转速升高，为了维持电磁转矩等于负载转矩不变，电枢电流升高，因为电枢电压不变,反电动势EF?