电工学简明教程习题集锦(第二版-秦曾煌)

1第1章直流电路习题参考答案二、判断题：1.理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。（×）2.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。（×）3.电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。（×）4.绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。（×）四、计算题1.8应用等效电源的变换，化简图1.7所示的各电路。解：1.9试用电源等效变换的方法，求图1.6所示电路中的电流I。解：利用电源等效变换解题过程如下：2由分流公式可得：I=586.213434(A)1.10试计算题1.9图中的电流I。解：由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。（1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。3263612I(A)UOC=-2+12-6×2/3=6(V)3（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。4116363abR(Ω)（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。1246I(A)1.11已知电路如图1.10所示。试应用叠加原理计算支路电流I和电流源的电压U。解：（1）先计算18V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。61218I(A)661U(V)（2）再计算6A电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。26121I(A)162263636U(V)（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。426III(A)22166UUU(V)1.12电路图1.11所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I1、I2及36Ω电阻消耗的电功率P。解：（1）先计算90V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。61590361236126901I（A）5.436123662I（A）5.136121263I（A）4（2）再计算60V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。5.336636612602I（A）3366365.31I（A）5.036665.33I（A）（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。336111III（A）135.322III（A）25.05.133III（A）（4）36Ω电阻消耗的电功率为1443622323RIP（W）1.13电路如图1.8所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I解：（1）先计算开路电压，并将2A、6Ω电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由KCL和KVL得：0321III012126321II84124632II解得：I1=8/9（A），I2＝4/9（A），I3＝-4/3（A）320)34(24243IUOC（V）（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。5)26363(abR∥342（Ω）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。86.2720134320I(A)1.14电路如图1.12所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I。解：（1）先计算开路电压，并将3A、6Ω电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由KCL和KVL得：0321III108184621II812432II解得：I1=4/3（A），I2＝-1/2（A），I3＝5/6（A）2)21(442IUOC（V）（2）再求等效电阻Rab将恒压源除去，得电路如图。Rab=4∥6∥12=2(Ω)（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。4.0322I(A)1.15电路如图1.11所示，试应用戴维南定理，求图中的电压U。解：（1）先计算开路电压，如下图。6UOC=-1×16+1=-15(V)（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。Rab=1(Ω)（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。35154115I(A)U=4I=4×(3)=-12(V)1.16电路如图1.11所示，如果I3=1A，试应用戴维南定理，求图中的电阻R3。解：（1）先计算开路电压，如下图。35126609021II(A)80356906901IUOC(V)（2）再求等效电阻RAB将恒压源除去，得电路如图。41216126abR(Ω)（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。7当I3=1A时，则14803R所以R3=80-4=76（Ω）1.17电路如图1.14所示，已知15欧电阻的电压降为30V，极性如图1.14所示。试计算电路中R的大小和B点的电位。解：设R电阻上的电压和电流如图所示。由KCL可知I2=2+5=7(A)，I=I2-2-3=2（A），(A)由KVL得，（绕行方向选顺时针方向）U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35(V)5.17235IUR（Ω）1.18试计算图1.15中的A点的电位：（1）开关S打开；（2）开关S闭合。解：（1）当开关S打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。由KVL得(3+3.9+20)×I=12+12I=0.892(mA)UA=-20I+12=-5.84(V)（2）当开关S闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。由KVL得(3.9+20)×I=12I=0.502(mA)UA=-20I+12=1.96(V)第二章正弦交流电路习题参考答案二、判断题：1.正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。（×）2.电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。（√）3.因为正弦量可以用相量来表示，所以说相量就是正弦量。（×）4.电压三角形是相量图，阻抗三角形也是相量图。（×）5.正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。（×）6.一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。（×）7.串接在正弦交流电路中的功率表，测量的是交流电路的有功功率。（×）8.正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。（×）四、计算题82.4图2.1中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314tA，则U为多少？并写出其瞬时值表达式。解：由电路图可知，电压u1与电流i同方向，而电压u2超前电流i90º，所以504030222221UUU(V)∵电压u超前电流i的电度角213arctanarctan36.94UU∴)9.364.31sin(250tu(V)2.5图2.2所示电路中，已知u＝100sin(314t+30º)伏，i＝22.36sin(314t+19.7º)安，i2＝10sin(314t+83.13º)安，试求：i1、Z1、Z2并说明Z1、Z2的性质，绘出相量图。解：由题知，7.19/36.22mI(A)13.83/102mI(A)30/100mU(V)所以87.6/2021mmmIII(A)即87.6314sin201ti(A)∵67.38/5067.8/230/10011mmIUZ(Ω)13.53/1013.83/1030/10022mmIUZ(Ω)∴Z1为感性负载，Z2为容性负载。2.6图2.3所示电路中，XC=XL=R，并已知电流表A1的读数为3A，试问A2和A3的读数为多少？解：由图可以看出，电容与电感并联连接，由于电容电流落后两端电压900，而电感电流超前两端电压900，因为XC=XL，所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等，方向相反，故而电流表A2的读数为0A。由上分析可知，电压u的有效值为3R，故电感两端电压亦为3R。因为XL=R，所以电流表A3的读数为3A。2.7有一R、L、C串联的交流电路，已知R=XL=XC=10Ω，I=1A，试求电压U、UR、UL、UC和电路总阻抗Z。解：10110RIUR(V)10110IXjULL(V)10110IXjUCC(V)∵10RXjXjRZCL(Ω)∴10110IZU(V)2.8电路如图2.4所示，已知ω=2rad/s，求电路的总阻抗Zab。解：∵ω=2rad/s9∴2LXL(Ω)2ω1CXC(Ω)∴jjjjjjjjjXjXjZCLab3)22)(22()22(42222422//22(Ω)2.9电路如图2.5所示，已知R=20Ω，RI=10/0ºA，XL=10Ω，1U的有效值为200V，求XC。解：由题意可知：0/20022IRU(V)CCCXjXUI90/2002(A)∴0/1090/200CRCLXIII(A)90/100180/2000)0/1090/200(10CCLLLXXjIjXU(V)10020002000/20090/100180/200021jXXUUUCCL(V)又因U1=200故有22100)2000200(200CX221002002000200CX2.1732002000CX2.1732002000CX则得：XC=5.36(Ω)，或XC=74.6(Ω)2.10图2.6所示电路中，uS=10sin314tV，R1=2Ω，R2=1Ω，L=637mH，C=637μF，求电流i1，i2和电压uc。解：ω=314rad/s200637314LXL（Ω）5106373141ω16CXC（Ω）13.5195151000))((221jjjjXjXRjXjXRZCLCL（Ω）13.5211jZRZ（Ω）7.68/816.113.520/101jZUISmm(A)103.21/32.9)13.5(7.68/816.111jZIUmCm(V)7.68/86.153.21/32.92jjXUICCmm(A)则i1=1.816sin(314t+68.7°)(A)i2=1.86sin(314t+68.7°)(A)uc=9.32sin(314t-21.3°)(V)2.11图2.7所示电路中，已知电源电压U=12V，ω=2000rad/s，求电流I、I1。解：当ω=2000rad/时s1105.020003LXL（Ω）21025020001ω16CXC（Ω）jjjjXRjXRZCC1224)(221（Ω）21111jjZjXRZL（Ω）1262UIZ(A)1628.49CUIZ(V)128.494.292CUIR(A)2.12图2.8所示电路中，已知R1＝40Ω，XL=30Ω，R2＝60Ω，Xc＝60Ω，接至220V的电源上．试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。解：设0/220.U(V)则9.36/4.430400/22011jXjRUIL(A)同理45/59.260600/22022jXjRUIC(A)∵61.8/41.545/59.29.36/4.421III(A)∴18.161.8cos41.5220cosUIP(KW)2.17861.8sin41.522