电工电子技术作业集

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资源描述

第一章测试题1:在图1-1中,5个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知:(1)试算出各电流的实际方向和各电压的实际极性;(2)判断哪些元件是电源?哪些元件是负载?(3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?答案(1)电流,电压实际方向与极性标明在图1-1中。(2)元件1,2为电源,3,4,5为负载.(3)各元件功率为:电源发出功率:负载吸收功率:两者相等,功率平衡。2:负载电阻,线路电阻试求负载电阻并联前后:(1)电路中电流(2)电源端电压和负载端电压;(3)当负载增大时,计算总的负载电阻,线路中电流、负载功率、电源端和负载端的电压是如何变化的?答案(1)1)电路中电流2)电路端电压负载端电压3)负载功率(2)并联后,电路电阻为:1)2)电源端电压为负载端电压为3)负载功率为负载增大时,电路总电阻减小,线路中的电流增大,负载功率增大,电源端电压及负载端电压均下降。3:在图1-3中,已知试求电流答案电路中有三个结点,根据基尔霍夫电流定律有或用基尔霍夫电流定律的推广,将中间三条支路圈成一个广义结点(图略)则有结果与上相同。4:在图1-4中,试求开关S断开和闭合时a和b之间的等效电阻。答案当开关S断开时,5:图1-5是两台发电机并联运行的电路。试分别用支路电流法和结点电压法求各支流电流。图1-5答案(1)用支路电流:各支路电流参考方向已画在图1-5中。列结点电流方程为列回路电压方程为联立求解上述三个方程式组成的方程组,可得(2)用结点电压法:先求端电压U,有验算:按非独立回路方程进行代入数据6:用叠加原理计算图1-6中各支路的电流。答案为了求各支路电流,首先在原图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F-2(a),(b)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。分别求解两个电路中各支路电流。分析可知,这两个电路形状相似,都具有丫型和△型电阻网络的简单电路,当然可以利用丫-△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。其中四个桥臂电阻相等(均为80),因此,对角线电阻中无电流,两端也无电压。图F-2对图F-2(a)所示电路有a,b两点同电位,视作短接,这样用分流公式可得对图F-2(b)中所示电路有两点同电位,视作短路,这样用分流公式可得最后将各支路分电流进行叠加,求出各支路总电流,叠加时应注意参考方向是否一致。7:计算图1-7中的电流。答案用电源等值互换法将电流源变换成电压源,将并联电阻R2和R3合并成电阻R3,其中8:试用电压源与电流源等效变换的方法计算图1-8中2a电阻上的电流I。答案首先将左边两个电压源变换成电流源,将2A,1电流源变换成电压源,并将其内阻与电路中串联的1电阻合并,画出变换后的电路如图F-4(a)所示。再将图F-4(a)所示电路中两个电流源加以合并后,变换成电压源画出等效电路图如图F-4(b)所示。至此,可以求出原电路中2电阻中电流为9:应用戴维宁定理计算图1-9中1电阻上的电流。答案10:应用戴维宁定理计算图1-10中2电阻上的电流答案重画图1-10电路如图F-6(a)所示。将2电阻断开(图中以X表示),得有源二端网络ab,求开路电压,由图可得:将有源二端网络ab除源,得无源二端网络,如图F-6(b)所示,等效电阻为画出戴维宁等效电路如图F-6(c)所示。电流I为11:用戴维宁定理和诺顿定理分别计算图1-11所示桥式电路中电阻上的电流。答案(1)用戴维宁定理求解。求开路电压由图可知将有源二端网络除源,得无源二端网络如图F-7(b)所示,等效内阻为电阻支路的电流为(2)用诺顿定理求解。将支路短路,可得图F-7(c)所示电路,求短路电流由图可知于是电阻中电流为12:在图1-12中,在开关S断开和闭合的两种情况下,试求a点的电位.答案当开关S断开时,可将电路改画成图F-8(a)所示电路,则电流为A点电位为当开关S闭合时,可将电路改画成图F-8(b)所示电路。A点电位只取决于右边回路,电流为A点电位为13:在图1-13中,求a点电位V。答案将图1-13改画成图F-9(a)所示电路,根据吉尔霍夫电流定律有根据吉尔霍夫电压定律,对左边回路有对右边回路有又将各电流代入,并加以整理得求出其值14:图1-14所示各电路在换路前都处于稳态,试求换路后其中电流的初始值和。答案(1)对图1-14(a)所示电路:①求初始值:换路前换路后②求稳态值:(2)对图1-14(b)所示电路:①求初始值:换路前换路后②求稳态值:(3)对图1-14(c)所示电路:①求初始值:换路前换路后②求稳态值:(4)对图1-14(d)所示电路。①求初始值:换路前换路后②求稳态值:15:在图1-15中,在开关S闭合前电路处于稳态。答案开关S闭合前电路无激励电源,因此是求解一个零输入响应的问题。除去电容后电路总等效电阻为于是有电流的参考方向与的参考'方向相反,故有16:如图1-6托所示电路在开关S闭合前电路处于稳态,求开关闭合后的电压。答案开关S闭合后电路仍有电源激励,因此是一个求解全响应的问题。此问题可以分解为求一个零输入响应和零状态响应后进行叠加的方法求解。⑴求零输入响应:将电路激励电源除去(理想电流源开路),保留其内阻以作为初始储能电压,换路后电路总电阻为时常常数于是(2)求零状态响应:电路在电源作用下电容器充电,稳态值为时间常数于是零状态响应为(3)完全响应为17:如图1-17所示电路,在换路前已处于稳态。当将开关从1位置合到2位置后,求和并做出它们的变化曲线。答案当开关S处于1位置时的稳态值为所以并与2电阻组成电流源,再将其变换成-2.4V,其参考方向为下“+”上“-”。由此可求得为时间常数当t趋于无穷时达稳态,即的变化曲线如图F-11所示。第二章测试题1:图2-1所示是时间时的电压和电流的相量图,并已知试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。答案相量式为三角函数为2:已知正弦量试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。若则又如何?答案三角函数式为正弦波形如图F-12(a)所示;相量图如图F-12(b)所示。3:有一由元件串联的交流电路,已知。在电容元件两端并联一短路开关S。(1)当电源电压为220V直流电压时,试分别计算在短路开关闭合和断开两种情况下电路中的电流及各元件上的电压(2)当电源电压为正弦电压时,试分别计算在上叙两种情况下电流及各电压的有效值。答案电路如图F-13所示。(1)当电源电压为220V时:开关S闭合时:开关S断开时(2)当电源电压为正弦电压开关S闭合时开关S断开时:4:在图2-2所示的各电路图中,除外,其余电压表和电流表的读数在图上都已标出(都是正弦量的有效值),试求电流表答案(1)对图2-2(a)所示电路有(2)对图2-2(b)所示电路有(3)对图2-2(c)所示电路有(4)对图2-2(d)所示电路有(5)对图2-2(e)所示电路有即即5:在图2-3中,电流表的读数分别为(1)设则电流表的读数应为多少?(2)设问为何值时才能使电流表的读数最大?此读数应为多少?(3)设问为何值,才能使电流表的读数最小?此读数应为多少?答案(1)(2)(3)6:在图2-4中,已知(试求各个电流和平均功率。答案7:在图2-5中已知试求各仪表读数及电路参数答案所以8:求图2-6所示电路的阻抗答案(1)对图2-6(b)所示电路(2)对图2-6(b)所示电路9:求图2-7中答案用分流公式求解(1)对图2-7(a)所示电路(2)对图2-7(b)所示电路,与理想电流源串联的电阻不起作用,故有10:计算图2-7中理想电流源两端的电压。答案设电压参考方向为上“+”下“一”。(1)对图2-7(a)所示电路(2)对图2-7(a)所示电路11:今有40W的日光灯一个,使用时灯管与镇流器(可以近似地把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V,频率为50HZ的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载,灯管两端电压等于110V,试求镇流器的感抗与电感。这时电路的功率因数等于多少?若将功率因数提高到0.8,问应并联多大电容?答案即有功功率消耗在灯管上,故电感上电压感抗为电感为电路功率因数为12:图2-8所示是三相四线制电路,电源线电压三个电阻性负载联成星形,其电阻(1)试求负载相电压,相电流及中性线电流,并做出它们的相量图;(2)若有中性线,求各相电压;(3)无中性线,当A相短路时求各相电压和电流,并做出它们的相量图;(4)若无中性线,当C相断路时,求另外两相的电压和电流;(5)在(3),0)中有中性线则又如何?答案(1)由于中性线、各相电压对称,故各相电流为各相电流为中性线电流为相量图如图F-14(a)所示(2)如无中性线,则有(3)无中性线且A相短路时,相量图如图F-14(b)所示(4)无中性线且C相断线时,(5)对(3)中有中性线时:A相短路,电流过大,烧断熔断器熔丝,。B和C相不受影响,电流,电压与(1)中相同对(4)中有中性线时:A、B两相不受影响,电流、电压与(1)中相同,C相无电压和电流13:在图2-9所示电路中,三相四线制电源的电压为380V/220V,接有对称星形联接的白炽灯负载,其总功率为180W;此外,在0相上接有额定电压为220V,功率为40W,功率因数哼=0.5的日光灯一支,试求答案对白炽灯负载,每相功率为60W,其电流为对日光灯,其电流为14:如图2-10所示,在线电压为380V的三相电源上,接两组电阻性对称负载,试求线路电流。答案星形负载电流,与相电压同电位△形负载相电流与线电压同相位。△形负载线电流,相位上滞后于相电流30°。根据相电压与线电压的相位差,相电压滞后于线电压30°,可见同相位,于是有15:试求图2-11所示波形的平均值及有效值。答案写出图2-11所示波形的函数关系:平均值为有效值为第三章测试题1:有一铁心线圈,试分析铁心中的磁感应强度,线圈中的电流和铜损在下列几种情况下的变化:(1)直流励磁一铁心截面积加倍,线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变;(2)交流励磁一铁心截面积加倍,线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变;(3)直流励磁一线圈匝数加倍,线圈电阻及电源电压保持不变;(4)交流励磁一电流频率减半,电源电压的大小保持不变;(5)交流励磁一线圈匝数加倍,线圈电阻及电源电压保持不变;(6)交流励磁一频率和电源电压的大小减半。假设在上述各种情况下,工作点在磁化曲线的直线段。在交流励磁的情况下,设电源电压与感应电动势在数值上几乎相等,且忽略磁滞和涡流。铁心是闭合的,截面均匀。答案(1)直流励磁:线圈电流不变;不变;铜损亦不变,只有磁通增大了。(2)交流励磁:,所以不变,减小一半;在磁化曲线线性段减小一半,,减小一半,减小一半;也减小了原值的。(3)直流励磁:;不变;增加一倍,磁阻未变,增加一倍。也增加一倍。(4)交流励磁:,增加一倍,也增加一倍,增加一倍,电流和均增加一倍;也增加为原值的4倍。(5)交流励磁:,减小一半,减小一半,减小一半,减小一半,电流也减小为,铜损也减小了(原值的)。(6)交流励磁:,不变;不变,不变;不变,也不变。2:将一铁心线圈接于电压频率的正弦电源上,其电流若将此线圈的铁心抽出,再接于上述电源上,则线圈中电流0.05试求此线圈在具有铁心时的铜损和铁损。答案铁心线圈取用的总有功功率为空心线圈取用的有功功率为空心线圈取用的有功功率即为铜损,于是铁心线圈的铜损为铁心线圈的铁损为3:在图3-1中,将的扬声器接在输出变压器的副绕组,已知信号源试求信号源输出的功率。答案根据阻抗变换原理,变压器原边等效负载阻抗为信号源输出功率为4:在图3-2中输出变压器的副绕组有中间抽头,以便接的扬声器,两者都能与抗匹配,试求副绕组两部分匝数之比答案5:图3-3所示的变压器有两个相同的原绕组,每个绕组的额定电压为110V。副绕组的电压为6.3V。(1)试问当电源电压接在220V和110V两种情况下,原绕组的四个接线端应如何正确联接?在这两种情况下,副绕组两端电压及其中电流有无改变?每个原绕组中的电流有无改变?(设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