基尔霍夫习题相关教学内容.docx
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基尔霍夫习题相关教学内容
项目1习题
1.计算如图所示电路中，a、b、c各点的点位。
解：
Φa=0V
Φb=－3V
Φc=－1.5V
2.如图所示电路中，已知电源电动势为E=12V。
其中内阻r=2Ω,负载电阻R=10Ω，试计算开关S处于1、2、3三个位置时，
（1）电路电流；
（2）电源端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。
解:
当开关S处于3时，短路，电路烧毁;
（1）
;
;
（2）
;
（3）负载上的电压降为10V,0,0
（4）电源内阻上的电压降为2V,0,12V
模块2
3.有一只标有220V、60W的白炽灯，欲接到400V的直流电流上工作，应该串联电阻值为多大的电阻？
其规格如何？
解：
由题意可知:
串联的电阻需要分压UR=400V-220V=180V
白炽灯的额定电流I=
=
A=
A
所以应该串联的电阻R=
=660Ω
规格：
额定电压180V、额定功率P=UR×I=180V×
A≈50W
4.两个额定值时110V、40W的灯泡能否串联后接到220V的电源上使用？
如果两个灯泡的额定电压相同，都是110V，而额定功率一个是40W另一个是100W，问能否把这两个灯泡串联后接在220V电源上使用，为什么？
解：
两个额定值时110V、40W的灯泡可以串联后接到220V的电源上使用，但是如果两个灯泡的额定电压相同，都是110V，而额定功率一个是40W另一个是100W，就不可以把这两个灯泡串联后接在220V电源上使用。
因为前面的两个灯泡的规格是一样的，也就是说它们的电阻是一样的，把它们接入电路后各分担110V的电压，两个灯泡都恰好正常工作；后面的两个灯泡的电阻明显是不一样的，一大一小，接入电路后大电阻分的电压多，小电阻分的电压少，所以它们都不能工作，甚至有可能烧坏电路。
5.电路如图所示，已知I1=1A,I2=2A,I5=16A,求I3,I4和I6.
解：
由基尔霍夫电流定律可得，电流的方向如图所示，
I1+I2=I3
I3+I4+I5=0
I2+I4+I6=0
代入题目所给的数据可得
I3=3A;I4=-18A;I6=16A.
6．电路如图所示，已知U=20V,E1=8V,E2=4V,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=5Ω.设a,b两点开路，求开路电压Uab。
解：
在左边的网孔由基尔霍夫电流定律可得
U-E1+（R1+R2）*I=0
7．如图所示电路中，设E1=60V，E2=-90V,R1=R2=5Ω,R3=R4=10Ω,R5=20Ω,试用支路电流法求各支路电流I1,I2,I3.
解：
对节点a由基尔霍夫电流定律可得I1+I2=I3;
选两个网孔为独立回路，可得
-E1+I1*R1+I3*R5+R2*I2=0
-E2+R3*I2+I3*R5+R4*I2=0
代入题目数据可得
.
8.试用叠加原理求图中所示电路的电流I。
解：
当4A电流源单独作用时，
当6V电压源单独作用时，
所以综上，
9.试用戴维宁定理求图中所示电路的电流I。
解：
（1）断开支路，求开路电压
，有
（2）求等效电阻
，有
（3）画出等效电路，接上待求支路，如图：
项目2习题
1.设电感上电压、电流参考方向关联，电压u=220sin（100t-30
）,L=1H,请用向量关系求i并绘出向量图。
解：
2.图中所示电路为RL串联电路，其中V1指示3V，V2指示5V，求V3的值？
（图中电压表均指示电压有效值）
解：
3.图中所示电路为RC电路，其中A1指示1A，A2指示2A，求A3的值？
（图中电流表均指示电流有效值）
解：
4．如图所示，已知R1=4Ω，R2=5Ω，XL=17Ω，XC=5Ω，U=195V，求此电路的电流I,
视在功率S，有功功率P和功率因数λ。
解：
项目3习题
1.如图所示，有一台变压器，如图，其元绕阻N1=550匝，接220V交流电源，测得原边电流I1=0.3A。
它有两个副绕组，一个电压u2=36V，另一个电压u3=12V，两个副绕组接有功率相同的电阻性负载。
试求：
（1）变压器两个副绕组电流I2，I3；
（2）两个副绕组接有N3.（假设变压器为理想变压器）
解：
2.如图所示，有一信号源，信号电压有效值E=50V，信号源内阻Rs=100Ω,负载为扬声器，其等效电阻Rl=8Ω。
求：
（1）将负载直接接到信号源上，负载上得到的功率；
（2）将负载通过变压器接到信号源上，负载接到变压器副边，变压器变比K=N1/N2=3/1，负载上得到的功率P；（3）要使负载上得到的功率最大，变压器变比K应为多少？
解：
项目4习题
1．如果刀架电机只能正转而不能反转，说出排除故障思路。
答：
（1）分清是CNC还是外围电气电路故障。
在CNC后面的Y06和Y07线上一般装有发光二极管（LED）指示灯，如果运行刀架正转，则Y06=0，则Y06上的LED会亮，若LED指示灯会亮，故障很可能在外围电气电路，相反LED若不亮，故障很可能在CNC内部。
如图4-17所示。
（2）分清是强电故障还是弱电故障。
拆除刀架电机三根引线，用万用表电阻档两两测量三根的三个电阻值，看阻值是否相等，正常情况下三个电阻值应相等。
用交流电压表测量刀架电机三个接线端处，用手按下KM4或KM5（绝不能同时按下），两两测量三次，电压值应基本相等且与供电电压相等，若三个电压值相差很大，则说明强电不正常，如缺相，应查缺相原因。
（3）分清是接触器故障还是电气线路故障。
关电情况下，且把连至CNC的Y06和Y07插头拔下，用万用表电阻档测接触器和继电器线圈两端的电阻值，正常情况下应有一定的电阻值。
2．他励直流电机的调速方式有几种？
答：
他励直流电机调速方法有三种：
（1）改变电枢电源电压U调速，其他条件相同情况下，U越低，转速就越低。
（2）电枢串电阻调速，电枢串上电阻，使总电阻R变大，其他条件相同情况下，转速降低，机械特性变软。
（3）弱磁调速，其他条件相同情况下，减小励磁磁通Φ，会使转速变快，甚至会超速，这是不允许的。
3．脉冲编码器输出信号有哪些？
代表什么意义？
答：
脉冲编码器输出的脉冲有三个基本脉冲：
A相脉冲、B相脉冲和Z相脉冲。
Z相零点信号，主轴每转一周，只有一个脉冲，A相和B相则不同，主轴每转一周，输出脉冲将可达数千个脉冲信号，如果A相脉冲比B相脉冲超前1/4周期，说明电机为正转（假设），相反若B相脉冲比A相超前1/4周期，则说明电机是反转。
4．数控机床为什么要设急停功能？
并分析其工作过程
答：
1）急停电气控制是为保护人身和机床安全的重要措施，如加工时发生人身损害或机床超程损坏机床时，这时必须要立即停车，即所有机床动作要马上停止，避免损害的进一步扩大。
2）控制过程如下：
机床未发生超程，所有限位开关是闭合的，急停开关也未按下，急停开关也是闭合的，因此继电器线圈KA2是通电的，则KA2常开开关闭合，使KA1线圈得电，KA1常开开关闭合，KM1、KM2线圈得电，KM1和KM2主触头闭合，使主轴和伺服都得强电，可以正常工作了。
当机床发生超程时，或者发生了意外事故，按下急停开关，使KA2线圈失电。
电路图见图4-1
图4-1急停电气控制图
项目5习题
1．控制电器的基本功能是什么?
答：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或生产过程。
2.试设计一三相异步电动机单向连续运转控制电路的PLC程序。
三相异步电动机单向连续运转控制电路的特点是当按下启动按钮时，电动机启动并连续运转；当按下停止按钮时，电动机停止运行。
解：
梯形图、电路原理图、接线图如下：
图5-1梯形图
图5-2电路原理图图5-3接线图
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