电工学第四版习题解答Word文档格式.docx
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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RN
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
该电阻工作电流为IN=0.073A,故额定功率为
可选额定值为3.7kΩ,20W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 mA 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Ω。
在图1.03(a)中,电珠和120Ω电阻
图1.03习题1.5.7的图
将12V电源电压平分,电珠能获得所需
的6V电压和50mA电流,发光正常。
在图1.03(b)中,电珠与120Ω电阻并联后再串联120Ω电阻。
并联的120Ω电阻产生分流作用,使总电流大于50mA,串联的120Ω电阻压降大于6V,电珠电压将低于6V,电流将小于50mA,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:
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,R1=2.6Ω,R2=5.5Ω。
当将开关S1闭合时,电流表读数为2A,断开S1,,闭合S2后,读数为1A。
试求E和R0。
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-I1R0=I1R1①
当开关S1断开,S2闭合时有
E-I2R0=I2R2②
代入数据联立求解。
图1.05习题1.5.9的图
E-2×
R0=2×
2.6=5.2
E-1×
R0=1×
5.5=5.5
可得E=5.8V,R0=0.3Ω
1.6.2在图1011所示的电路中,U1=10V,E1=4V,E2=4V,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,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
对电路右边回路有
IR1+E1=E2+U1
所以U2=IR1+E1-E2=1×
4+4-2=6V
1.7.4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
I1-I2-I3=0
根据基尔霍夫电压定律,对左边回路有
E1-I1R1=VA
得
对右边回路有
E2+VA=I2R2
得
又VA=I3R3,I3=VA/R3
将各电流代入,并加以整理得
此题由于所求量为A点电位,VA,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15Ω电阻上的电压降为30V,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
根据基尔霍夫电流定律有
对A点:
I2=5+I1,则I2=5+2=7A,
对B点:
I2=I3+2+3,则I3=+2A。
根据基尔霍夫电压定律得B点电位为
VB=100-30-5×
I2=100-30-35=35V
由此得
第2章习题解答(部分)
2.3.3计算图2.13中的电流I3。
解:
用电源等值互换法将电流源变换成电压源,将电阻R2和R3合并成电阻R23,其中
参考方向如图2.34所示。
求电路中电流I
I即为原电路中R1上流过的电流,用分流公式,可求原电路中I3
2.4.1图2.16是两台发电机并联运行的电路。
已知E1=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。
解:
(1)用支路电流法:
各支路电流参考方向已画在图2.16中。
列结点电压方程
列回路电压方程
联立求解上述三各方程式组成的方程组,可得
验算:
按非独立回路方程进行
代入数据
(正确!
)
(2)用结点电压法求解:
先求端电压U,有
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
在原图2.18中用O和O’标明两个结点,则有
2.6.1用叠加原理计算图2.19中各支路的电流。
为了求各支路电流,首先在原图2.19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2.41和图解2.42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Δ形电阻网络的简单电路,当然可以利用丫—Δ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8Ω),因此对角线电阻中无电流,两端也无电压。
对图解2.4l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
对图解2.42所示电路有
c,d两点同电位,视做短路,这样
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。
2.6.2在图2.20中,
(1)当将开关S合在a点时,
求电流I1,I2和I3
(2)当将开关合在b点时,利用
(1)的结果,用叠加原理计算电流I1,I2和I3。
(1)当开关合S在a点时,电路可画成图解
2.43所示形式。
可用两种解法:
法一、用结点电压法求解:
各支路电流为
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
叠加:
后一种方法虽然简单,但计算工作量大。
(2)当开关合在b点时,可将电路分解为图解2.43和图解2.46所示两个电路的叠加,利用
(1)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。
令总电流分别为I12,I22和I32,方向与图2.20所示相同。
2.7.4在图2.25中,已知El=15V,E2=13V,E3=4V,R1=R2=R3=R4=1Ω。
c=10Ω
(1)当开关S断开时,试求电阻R5上的电压U5,和电流I5;
(2)当开关S闭合后,试用戴维宁定理计算I5。
(1)当开关S断开时:
因为I5没有闭合回路,所以I5=0,而U5=I5R5=0。
(2)当开关S闭合时,R5开路时,开路电压为
等效内阻为
于是
2.7.5用戴维宁定理计算图2.26所示电路中的电流I。
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
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
2.7.6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。
(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Uab0,由图可知
将有源二端网络除源,得无源二端网络如图解2.58(b)所示,求等效内阻R0为
于是可求电阻R1支路的电流为
(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IS。
由图可得:
于是电阻R1中电流I1为
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
对图3.04(b)所示电路有
对图3.04(c)所示电路有
对图3.04(d)所示电路有
对图3.04(e)所示电路有
3.7.2在图3.05中,电流表A1,和A2的读数分别为I1=3A,I2=4A。
(1)设Zl=R,Z2=-jXc,则电流表A。
的读数应为多少?
(2)设Zl=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?
(3)设Z1=jXL,问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最小?
3.7.4
3.7.8解:
3.7.9无源二端网络(图3.08)输入端的电压和电流为
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。
3.8.4
作相量变换
3.11.5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?
(1)
(2)
(3)串联电阻时
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=8Ω,感抗XL=6Ω。
如果将负载联成星形接于线电压Ul=380V的三相电源上,试求相电压、想电流及线电流。
由于负载对称,每相相电压为
阻抗为
相电流,
线电流Il=Ip=22A
4.2.3 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,当中性线在图中“×
”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在线电压上,电灯电压不足220V,故而暗淡下来。
其是第三层楼开的灯多些,总电阻RC<RB,故第三层
楼电压<,因此显得更暗一些。
4.2.4有一台三相发电机,其绕组联成星形,每相额定电压为
220V。
在第一次试验时,用电压表量得相电压UA=UB
图解4.14
=UC=220V,而线电压则为UAB=UCA=220V,
UBC=380V,试问这种现象是如何造成的?
这是由于A相绕组接反所致,结果
4.3.1如将4.2.1题的负载联成Δ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。
令,即为相电压。
相电流