电工习题答案

电工技术II习题电工电子教学实验中心中南大学2011年上学期目录习题1——电路模型和电路定律…………………………………………………….1习题2——等效电路分析方法……………………………………………………….4习题3——支路电流法、回路电流法和结点电压法……………………………….8习题4——电路基本定理………………………………………………………….11习题5——正弦稳态电路的分析……………………………………………………16习题6——正弦电路的谐振…………………………………………………………22习题7——三相交流电路……………………………………………………………29习题8——动态电路………………………………………………………………..32习题9——二端口网络……………………………………………………………..32专业学号姓名成绩1习题1——电路模型和电路定律1-1根据图示参考方向，判断各元件是吸收还是发出功率，其功率各为多少？解：元件1吸收10W；元件2吸收10W；元件3发出10W；元件4发出10W；1-2各元件的条件如图所示。(1)若元件A吸收功率为10W，求Ia；(2)若元件B产生功率为(－10W)，求Ub；(3)若元件C吸收功率为(－10W)，求Ic；(4)求元件D吸收的功率。解：Ia＝-1A;Ub＝-10V;Ic＝-1A;P＝-4mW.1-3某直流电源的额定功率为PN=200W，额定电压为UN=50V，内阻R0=0.5Ω，负载电阻R可以调节，如图所示，试求：（1）额定状态下的电流及负载电阻；（2）空载状态下的电压；（3）短路状态下的电流。解：(1)PN＝UN×IN----IN=4A;E=UN+Ro×ININ＝E/(Ro+R)(2)U=E=UN+Ro×IN(3)Ist=E/R0R0-E+R专业学号姓名成绩21-4某有源支路接在U=230V的电源上，电路如下图所示，支路电阻为R0=0.5Ω，测得电路中的电流I=10安培。求：（1）该有源支路的电动势E；（2）此支路是从电网吸收电能还是向电网输送电能？解：（1）E=U+Ro×I=235V（2）P=U×I0,输送1-5(1)求图(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率；(2)求图(b)电路中受控电流源的电流和它的功率；解：（a）U1＝3×4=12V，受控电压源的端电压2U1＝24V，P发=3×24=72W（b）I2＝0.5A，受控电流源的电流6I2＝3A，P吸=5×3=15W1-6求图示各电路中的Uab，设端口a、b均为开路。解：（a）Uab＝-2+4=2V（b）Uab＝-1+8=7V（c）i=5/20=0.25AUab＝3i+10i=3.25V（d）Uab＝-3+5×1＝2VR0-E+UI专业学号姓名成绩3习题2——等效电路分析方法2-1求各电路的等效电阻Rab。解：（a）Rab＝2.5Ω（b）Rab＝1.6R(c)Rab＝2.67Ω(g)Rab＝R/8(h)S打开Rab＝1.5Ω，S合上电桥平衡Rab＝1.5Ω(i)2个星型变三角形,Rab＝118/93Ω＝1.27Ω2-2有一滑线电阻器作分压器使用[见图(a)]，其电阻R为500Ω，额定电流为1.8A。若已知外加电压u＝500V，R1＝100Ω。求：(1)输出电压u2；(2)用内阻为800Ω的电压表去测量输出电压，如图(b)所示，问电压表的读数为多大?(3)若误将内阻为0.5Ω，量程为2A的电流表看成是电压表去测量输出电压，如图(c)所示，将发生什么后果?解：（1）u2＝400V（2）电压表的读数114000500100800//400800//400U＝363.6V（3）总电流5.0//400100500i5A1.8A,电流表电流5A2A,会造成滑线电阻器及电流表损坏。专业学号姓名成绩42-3利用电源等效变换化简各二端网络。解：电压源+在a端，-在b端（a）4V，1.2Ω(b)-5V，3Ω(c)8V，4Ω(d)(5//6)×0.5V，(5//6)Ω=30/11Ω=2.73Ω或0.5A(方向由b指向a)，(5//6)Ω=30/11Ω=2.73Ω2-4应用电源等效变换的方法求电路中的电流i。解：(a)i=-0.075A(b)i=-0.5A2-5求各电路的入端电阻Ri。解：（a）Ri=6Ω(b)Ri=7.5Ω(c)Ri=0(d)Ri=2.1Ω专业学号姓名成绩5习题3——支路电流法、回路电流法和结点电压法3-1用支路电流法求各电路的电流i1，并求出图(b)电路中电流源的功率。解：（a）i1=2A,i2=3A,i3=-1A(b)i1=-2A,i2=4A（最右边支路，朝右）,i3=-2A（中间支路电流源变电压源，朝下），P发=-20W专业学号姓名成绩63-2用回路电流法求电路中的ix和u。解：ix＝3Au＝22/3V3-3用回路电流法求图示电路中的电流i。解：i=2A注：潘P55第2-7题3-4用结点分析法求图示电路中的u和i。解：(a)u=7V,i=3A(b)u=8V,i=1A专业学号姓名成绩73-5电路如图所示，参考结点点已经选取，用结点电压法求电流i和受控源的功率。解：533)51201(20134201)201101(22121nnnnnuiiuuiuuun1=-10V，un2=10V，i=2A受控源功率P=3i×(un1－un2－3i×5)=6×(-50)=-300W(发出功率)5Ω5Ω4A10Ω10Ω10Ω-3A3ii①②专业学号姓名成绩8习题4——电路基本定理4-1用叠加定理求各电路中的电压u2。解：u2＝-1+9=8V4-2当开关S在位置“1”时，毫安表读数为40mA；当开关S在位置“2”时，毫安表读数为－60mA。问：开关S在位置“3”时，毫安表的读数为多少?解：A190)6(2540)6(6044002132121mkukIkukkuksss专业学号姓名成绩94-3已知IS1＝2A，IS2＝2A，E1＝5V，E2＝5V，R1＝R2＝R3＝5Ω，求图中所示电路在a、b端口的戴维宁等效电路或诺顿等效电路。解：电压源+在a端，-在b端Uoc=-5V,Req=10Ω4-4用戴维宁定理求下图所示电路中的电流I。解：Uoc=0，Req=2ΩI=04Ω-12V+4ΩI-4Ω+6Ω6V-+++E2Is1-E11Is2R1R21R31ab专业学号姓名成绩104-5分别用戴维南定理和诺顿定理求图示各电路中的电流i。解：(a)开路电压A13251iV532411iiuoc加压求流法计算等效电阻2233481111iuRiiiiiiueqA1i(b)注：潘P77题3-4A7103501050501iisc29321000iR加压求流法A0173.0i4-6电路如图示，问：Rx为何值时，Rx可获得最大功率?此最大功率为何值?解：W25.21A3V3143maxscPRiuiiioc专业学号姓名成绩11习题5——正弦稳态电路的分析5-1已知电流相量A86,A86,A86,A864321jIjIjIjI。试写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为ω。解：5-2已知图(a)、(b)中电压表V1的读数为30V，V2的读数为60V；图(c)中电压表V1、V2和V3的读数分别为15V、80V和100V。(1)求三个电路端电压的有效值U各为多少（各表读数表示有效值）；(2)若外施电压为直流电压(相当于ω=0)，且等于12V，再求各表读数。解：注：邱P218习题8-10（1）V25)10080(15)(V30)6030()(V08.676030)(22222UcUbUa（2）（a）表1读数为12V，表2读数为0。(b)表1读数为12V，表2读数为0。(c)表1读数为0，表2读数为0，表3读数为12V。A)13.53cos(210,A13.531011tiIωA)87.126cos(210,A87.2611022tiIω.A)13.53cos(210,A13.5310;A)87.126cos(210,A87.261104433tiItiIωω专业学号姓名成绩125-2如图所示电路，电流表A1和A2的读数分别为I1=6A，I2=8A，（1）设Z1=R，Z2=-jXC，此时电流表A0的读数为多少？（2）设Z1=R，问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最大？此时的读数为多少？（3）设Z1=jXL，Z2为何种参数时，才能使电流表的读数最小？，此时的读数为多大？注：邱多媒体课件（1）A1086220I（2）Z2为电阻，A14860I（3）Z2为电容，A2|86|0I5-3图示电路中，已知电源us=1002sintV,电流表的读数为1A，两个电压表的读数均为100V，试求：（1）R，L，C的值；（2）电路的功率因数。解：（1）12222222)()(UUUUUUUUUULRsLRCLR解得：V6.86,V50RLUUF01.0H506.86CLRUICIULIUR866.0cos,30100506.861jCjLjRZZ21Z151I1I2I0A1A0A2us+R-AV1CLV2专业学号姓名成绩135-4在下图所示正弦交流电路中，已知电流表A1的读数为40mA，A2的读数为80mA，A3的读数为50mA，求电流表A的读数。保持A1的读数不变，电源的频率增加一倍，求此时电流表A的读数。解：（1）A50)5080(40)(2223221IIII（2）A11.72)10040(40)(2223221IIII注：与邱例8-5和习题8-11仅参数不同。5-5已知XC=－10Ω,R=5Ω,XL=5Ω,电表指示为有效值。试求A0及V0的读数。解：设V01001U，则V452100100100A10A45210A9010100011jUIjXUIIIjXRUIjXUICLCLLCCCURLAAA2AA3AA11专业学号姓名成绩145-6图示电路中，并联负载Z1、Z2的电流分别为I1=10A，I2=20A，其功率因数分别为)0(6.0cos),0(8.0cos222111，端电压U=100V，ω=1000rad/s。(1)求电流表、功率表的读数和电路的功率因数λ；(2)若电源的额定电流为30A，那么还能并联多大的电阻？并联该电阻后功率表的读数和电路的功率因数变为多少？(3)如果使原电路的功率因数提高到λ=0.9，需并联多大的电容？解：潘P103例题4-7（1）设V0100U，则A6.2636.22102013.532087.3610jI89.06.26coscosW199089.036.22100cosUIP（2）2223010)20(RIW2865955.030100cos955.017.3cos17.333.5j1032123.8100A3.8UIPZIURIRR（3）F98.33.17tan6.26tanU2PC专业学号姓名成绩155-7图示网络中，已知u1(t)=10sin(1000t+30°)V,u2(t)=5sin(1000t－60°)V，电容器的阻抗ZC=－j10Ω。试求网络N的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。图题5-75-7解：NZNCCNCCZIPIZUUZUIcos]Re[2212则：0.9826.65coscos25W23.54]Re[j226.652.23033.54602/5-032/10-A033.54j1060