电工学简明教程第二版秦曾煌主编第二章答案Word文件下载.docx
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V
（2）1/0^•（5+jl0）V（3）15/0。
V
【解J
（1）
2.5.1在图2.4.1中，I—（），之=（）。
（1）7A
（2）1A（3）j（3-4）Q（4）12/90°
Q
图2.4.1习题2.5.1的图
f解J
（2）（4）
图2.4.2习题2.5.2的图
2.5.2在图2.4.2中，《=20sin（a^+90°
）V,则i等于（）。
（1）4sin（W+90。
）A
（2）4sin（otA（3）4>
/2sin（^+90°
）A【解】
（1）
2.7.1电感性负载并联电容器提髙电路功率因数后，线路电流减小了，时量用电量的瓦时计走字速度将（、）。
（1）不变
（2）加快（3）减慢【解】⑴
'
9^（3）Z\=Z2=Zz
fi:
2.8.1对称三相负载是指（）0
（1）IZ,|=|Z2|=|Z3|
（2）
【解】
（3）
2.8.2对称三相电路的有功功率P==山cosp,其中<
p角为（）。
（1）线电压与线电流之间的相位差
（2）相电压与相电流之间的相位差
（3）线电压与相电压之间的相位差【解】
2.8.3在图2.4.3所示的三相四线制照明电路中，各相负载电阻不等。
如果中性线在“X”处断开，后果是（）。
（1）各相电灯中电流均为零
（2）各相电灯中电流不变
（3）各相电灯上电压将重新分配，高于或低于额定值，因此有的不能正常发光,有的可能烧坏灯丝
【解】⑶
2.8.4在图2.4.3中，若中性线未断开，测得A，J2=4A，I3=4A,
则中性线中电流为（）。
（1）10A
（2）6A（3）2A
图2.4.3习题2.8.3和2.8.4的图
B基本题
2.2.3图2.4.4所示的是电压和电流的相量图，并已知17=220VJ=10A，J2=5^A，试分别用三角函数式及复数式表示各正I
弦量。
【解】w二220V^sinft；
/V[>
=220/0。
Vi\=10V^sin（a;
^+90°
）A
Ii^lQ/900A=jlOA图2.4.4习题2*2.3的图
t•严5擁sin（aU-45。
）—-45）A
匕=5#/—45。
A=（5-j5）A
2.2.4
已知正弦JlV和}=（一4—j3）A,试分别用
式、正弦波形及相量图表示它们。
如一P）A，則又如何?
U=:
22Oei300V
u=220y/2sin（a）t^30°
）V
（―4一j3）A=5/—丄43。
A
=5V^sinU/7l430）A
7/=（4—j3）A=5/—37°
Aif==5y/2sin（cot—37）A的正弦波形和相量图如图2.4.5所示。
2.4.5习题2.2.4的图
•4.5
有一由元件串联的交流电路（图&
o
11
31.4
图2
题2
一短路开关S。
（1）当电源电压为220V的直流电压时，试分别计算在短路开关S闭合和断开两种情况下电路中的电流J及各元件上的电压
（2）当电源电压为正弦电压u=220Wsin314rV时，试分别计算在上述两种情况下电流及各电压的有效值。
（1）当电源电压为直流220V时:
在电容元件的两端并联
3140
17*=17=220V
U^:
ss09L/cs*s0
②开关S断开时，有
/=0,C/,^0,I7t=0,L7C=17=220V
（2）当电源电压为正弦电压ii=220>
/^sin314tV时：
（P开关S闭合时，有
r=--^7_-=220A=llV2A=15.6A
j二^t/„=i?
/=ioxiiv=iio72"
v=i56v
t/t=Xi./=（314Xjp^\xilV2V=lloV2v=156VUc
（2）开关s断开时，有
Xt—（oL—31AX^0=10n
xc=~^=ri0=10n
314XrnoX10'
6
7=-.-■■■■■i7-：
-=220—A=22AVR^CXl-Xc^VlOz4-0
[7*=/?
/=10X22V=220V
LTL=XL/=ldX22V=220V
f7c=Xc/=10X22V=220V
2.4.6有一CJO-10A交流接触器，其线圈数据为380V/30mA/50Hz,
线贋电阻1.6k（2，试求线圈电感。
【解】线圈阻抗的模为
|Z|=T=30^"
3'
0=12,7k°
故线臞电感为
』事、卜忐/^=：
^盖71!
^0"
H=39H
一个线圈接在L7=120V的直流电源上,1=20A;
若接在/=50Hz,y=220V的交流电源上,则J=28.2A。
试求线圈的电阻K和电感L。
接在直流电时电感L不起作用
接在交流电源上时，线圈阻抗模为
\z\化7.8n
I28.2
故线圈电感为
H=15.9mH
2.4.8有一JZ7型中间继电器，其线圈数据Hz，钱趣电細2kfl,线圈电感43.3H,试求线圈电流及功率因数。
电
【解】线圈阻抗为•节十"
Z=/?
+jXL=（2X103+j27tX50X43.3）0=13.75X103/81^q
线圈电流为
iL=380a=27.6mA
|Z|13.75X103
线圈功率因数为
cos<
z）=cos81.6。
=0,15
2.4.9日光灯管与镇流器串联接到交流电压上，可看作R，L串联电路。
如已知某灯管的等效电阻見=2800，镇流器的电阻和电感分别为R2=20Q和L=1.65H,电源电压（7=220V，试求电路中的电流和灯管两端与镇流器上的电压。
这两个电压加起来是否等于2〗0V?
电源频率为50Hz。
【解】电路总阻抗为
Z^（Rl^R2）+]a,L
[（280+20）十i2icX50Xl,65]Q
（300+j518）|H|HH|^^H600/60°
a!
电流为
az
oo
2o26
0.367A
灯管电压为
镇流器上电压为
LTr=jR1J=280X0^367V=103V
Uf=\zf\I=V20i+5182X0.367V=190V
UR+Uf^（m+190）V=293V>
u=220V
应瘴相量相加，即
不餌用有效值相加。
O
+
无
II
源
网
络
习题2.4.10的®
2.4.10无源二端网络（图2.4.7）输人端的电压和电流为
u*=220V2sin（314«
-f20°
）V1=4.4V2sin（314i—33°
）A试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的图2参数值，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】《与*•的相位差9=20<
>
L■（—33。
）‘53。
，<
滞后于m。
1^（=^=|^0=500
R=l^lcos^=50cos53。
n=50X0.60=30Cl=|Z|sin沪=50sin53°
0=50X0.80=40flcos<
p—0.6
P=UIcos9=220X4.4X0.6W=580WQ=L/Isin^3=220X4.4X0.8var=775var2.4.11图2.4.8（a）所示是一移相电路。
如果C=0.01jxF，输入电压m!
=V^siii6280fV，今欲使输出电压《2在相位上前移60°
，问应配多大的电阻K?
此时输出电压的有效值A等于多少？
【解】解本题时用相量图分析，较为方便。
以输入电压仏为参考相量，再按题意作输出电压相量^，C>
2超前于仏的。
。
因电路中电流i与^同相，而超前于I>
c90°
所以1>
2超前于（>
（：
90°
由图2.4.8（b）的相量图可见
（»
）
（b）
图2.4.8
习埋2.4.11的图
R^Xctan30°
^q2qoSIo.01X10~TX°
*5?
?
^9-2kQUt=C7,sin30。
-1X0.5V=0.5V
2.5.3在图2.4.9所示的各电路图中，除A°
和V°
外，其余电流表和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^或电压表v的读数。
60V
（a）
f
r<
S^n
-CZD-
R
o（a^）—
-<
5>
-
（c）
（«
图2.4.9习题2.5.3的图【解】对图2.4.9U）的电路，有
对田2.4.9（b）的电路，有
^y/u\~uf=*Viooz—60*v*=80V对田2.4.9（C）的电路，有
^o=/i—72=；
（5—3）A=2A对图2.4.9（d）的电路，有
L^0=V^lrt7r=Vl0r:
H0rV==10V2V=14.1V对图2.4.9（e>
的电路（设^=ioq/q°
v>
有
U=[+入=上+爲
‘和销A
=（jl0+l0W/—45。
）A=*<
jl0+10—jlO）A=10A/0=10A
Uo=一jloi。
=（—j10x10+100/0。
）V=100^/-45*VLTo=100V2V=141V2.5.4在图2.4.10中，电流表\和A2的读数分别为L=3A，f2=4A。
（1）设厶=及，厶=一jXc，则电流表Ao的读数应为多少？
（2）设厶=]?
，问U为何种参数才能使电流表Ao的读数最大？
此读数应为多少？
（3）设厶-iXL，问厶为何种参数才能使电流表Ao的读数最小？
（1）A
（2）当厶也是电阻时，表Ao读数最大，有
10=（3+4）A=7A
（3）当Zt为一】XC时，表A。
读数最小，有
70=（4-3）A=1A
在图2.411中，已知17=2200,R2=200,
试求各个电流和平均功串•^丨丨有
【_】设VA
»
ii/r^52!
.i2o^.Assii/o：
=nV?
Z^o：
A厂
P=Wcos30^220XllV3xfW=3630W
2.5.54ffl2.4.12（a）t^220V2sin314,V,n=22sin（3H^4d6=11VIsin（314H-90°
）A,试求各仪表读数及电路参数^，L和C。
【解】由图2.4.12（b）的相量图可知
WlSin45。
-脊4A==UA
可见/和同相，故
W^-Z!
=y（Jr广—112A=llA
^c=jj=^mon
c=—=一-~■F=159ixFc（oXc314X20P
\Z\|=o=ioV2n
•171
/?
=|Z,|cos45°
=10V2X^n=10Q
Li
XL=|Zi|sin45°
=10fl
r_10..
兩H々31.8mH
图2.4.12习题2.5.6的图.5.7求图2.4.13所示电路的阻抗Z,b。
in
10"
H50.2nF：
bo-
o=10rad/s
（a）（b）
图2.4.13习题2.5.7的图
11•'
10H
I
100^=
=i«
n
:
104rad/s
【解】对图2.4.13（a）的电路，有
从（-j長）jio6xio~5x（-j106X0^
n=-jioa
2X10"
icoL—i^jl06XlG5—j106X0.2X10"
对图2.4.13（b）的电路，有
Rhzc）
Zmh=R+]（oL+
0）C
R-\
a
/一.11X（—io'
xiooxio1
l+jio4xicr4+T"
l一j
104X100X10=（l+j+0.5-j0.5）n=（1.5+jO.5）0=1.58/lMln2.5.8求图2.4.14两图中的电流I【解】用分流公式计算。
对围2,4，14U>
的电路
40/—60°
对围2.4,14（b>
的电踏，暫•嗎
30
5CI
j_
）>
4
!
5fl-■
=^5030eWA^
⑷
2.4.14
习應2.5.8和2.5.9的图
•5.9
计算上题中理想电流源两端的电压^
【解】对图2.4.14<
的电路，有^—
（j^-j5/=_j5XA/45二V-5/=^X72/451V=5V2^4£
对图2.4.14（t>
）的电路，有_r%\•'
、•:
衝
（j=[5X30^+（3+j4）X40/-,60l]V^]
150X^+jl50X-~+5/53^X40/）V
臂與广取ft=（329+j51）V:
iIX吨rL.j.Lj|
=332/8.83°
V
2.5.10在图2.4.15所示的电路中，已知t>
c=l/0。
V，求1>
i/o
~j2
A=j0.5A
0.5A
/=/^+/c=（0.5+j0.5）A[）1=（2+j2）（0.5+jO.5）V=j2Vl/=[/r+（/i=（l.+j2）V=y/l2-\~22/arctan2
Au
2.5.11在围2.4.16所示的电路中，已知
图2.4.15习®
2.5.10的图
图2.4.16习題2.5.11的图
Zhc=zR-]XCcio-jio°
n==（5~j5）n
所以
==[（/?
+jXL>
+（5—j5）]i
33[〈及i4-5）H-j（XL—5）]I
若u和i同相，则上式的虚部必为零，即
Xl一5=0，JCl~5fl又因l/.b=Ubc，则IU-IZhJ
y/Ri-hXl^y/PTV
解得
Ri—5Cl
于是
Z.b=（5+j5）O
2,6.1某收音机输人电路的电感约为0.3mH,可变电容器的调节范围为25〜360pF。
试问能否满足收听中波段535〜1605kHz的要求。
Hz免484kHz〈535kHz
2ttv/0.3X10^JX360X10"
ir
fz
Hz^l838kH*>
1605kHz
2nV0.3X10~JX25X101Z能满足收听中波段535〜1605kHz的要求。
^6.2有一/?
L，C串联电路，接于频率可调的电源上，电源电压保持在
n山）璿加到最大值6000
10V’当麵率增加时,电流从川°
^（50水诚振时电容難两端的电压求*⑴电姐/?
电感L和电容〔的值丨⑵在请振町'
振时磁场中和电场中所储的最大能簫•
【解】⑴麵时k1000?
玉0a==166.67n
非谐振时/=500Hzy2,10\2
I66.67t
队一以省-4-叫硫W
I一A=士985.40
因/<
/。
，电路呈电容性，故取
兄一Xc=-985.40
列谐振时和非谐振时的方程，联立之
M85»
4
1
砂-^5=
6.28X1000L-g728XToOOC
../1-一9g5.46.28X500L-^28X500C^
L=0.105H,C=0.24fiF
（0）JJ=VJ—1X60X103V
U）UcXcl°
6.28X1000X0.24X10-6
=39.56V
（3）W^W^Wc^jLll+jOfc
=[+X0.105X（0.06）2+jX0.24X10-8X39.562]J=（1.87X10~4+1.88X10~4）J=3.8X10—4J
2.6.3在图2.4.17（a）的电路中，^=5（1。
今调节电容C值使并联电路发生潸振,并此时测得4=10A，J2=6A,Uz=U3V，电路总功率P=1140W.求®
抗乙'
v（-
【解】凋c’值使并联电路发生谐振，丨与（>
b同相。
由相量图可得I*/If^=N^=^A=8A
因为
图2.4.17习題2.6.3的图
p^rp-^r.ii
j,=i!
z^=1140^X10l0=100\Z\=*/R2X^~—0—14.1Cl
由此得
x=±
v\z\2-r2=士ioaz=i?
+jx=（io土jio）a
即
z=（io-fjio）n或z=（io-jio）n
卜^nl1
2.6.4电路如图2.4.18所示，已知尺=亿=尺2=10n,L=31.8mH，C=318,xF,/=50Hz,17=10V，试求并联支路端电压Rb及电路的P，Q，S及cos<
p0
【解】感抗Xl=wL
=314X31.8X1CT3n=ion
容抗xc
1o图2.4.18习埋2.6.4的圈
—314X318Xl（Tfl
=10C1
并联支路的等效阻抗
ZOt
Z%bz
Zi+Zi
（10+）10）（10-jlQln=smn
•io+jio+io-jio
可见,并联支路呈电阻性，且其阻值与R相等,故
I；
-廷V-5v2
并联支路电流
Lr—一1^
V2
10
总电流
•5A
电路的PfQfSfCosf^
RI^RJl^rRzl
（*）2
W=5W
+10X
2
2V2
10X
var
7^2+（?
=\/52+0V•A-5V•
S
l
COS
可见,本电路处于谐振状态。
今有40W的日光灯一个，使用时灯管与镇流器（可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，灯管两端的电压等于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，应并联多大电容？
【解】按题意，40W的功率消耗在日光灯上，故
2.7.2
P40
JnA=0-36A
镇流器上电压
uL^y/u2-ui=V22oz-no2
190V
U
190
0736
527.
感抗
X
527.8n
电感
L
^7=2^X50H==1-68H
电路功率因数并联电容
40
「（tan60*—tan37。
）F
2*X50X2202
*=2.63X10~#（1.732—0.754）F=2.57pF
其中cos~0.5*tp\^SO
cos^=0.8,炉=37。
2.7.3用图2.4.19的电路测得无源线性二端网络N的数据如下:
U=220V
N
VV/1J，
1^c=?
=
图2.4.19习题2.7.3的电路
j-5A,尸=500W。
又知当与N并联一个适当数值的电容C后，电流J减小，而其他读数不变。
试确定该网络的性质（电阻性、电感
性或电容性）、等效参数及功率因数•/=
50Hz.
f解】因为N并联C后，J减小，所以N是一电感性网络。
P=L7/cosi
=0.45
P500
COS^Ul=220X5'
<
p=63。
又因为
lz|=T-=2|^n=44n
其中
X,39.
Z=|Z|/<
P=44/63°
Q=（20+>
39.2）nR=20n,Xt=39.20
H=125X10'
H=125mH
314
2.8^图2.4.20所示的是三相四线制电路，电源线电压K-380V。
三个电阻性负载连成星形，其电阻为凡=11山沁=尺3=22（1。
（1）试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；
（2〉如无中性线，当L相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；
（3）如无中性线，当U相断路时求另外两相的电压和电流》（4）在
（2）、（3）中如有中性线，则又如何？
（1）因有中性线,负载相电压对称
设仏-220/^V为参考正弦量，则
[72=220/一120。
V,1>
3=220/120!
.V
各相电流为
0。
八
ii
12IX
/
22
^2
10/-120°
3
中性线电流为
/n=/i+I2+/3=（20/0°
+10/-120°
+10/120°
）A=10/0°
相量图如图2.4.21所示。
（2）当无中性线而L,相短路时,负载中性点
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