最新电工学第四版习题答案.docx
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最新电工学第四版习题答案
6章暂态电路习题
6.1.2电路如图6.02所示。
求在开关S闭合瞬间（t=0+）各元件中的电流及其两端电压；当电路到达稳态时又各等于多少？
设在t=0-时，电路中的储能元件均为储能。
解：
t=0+时：
此时等效电路如图解6.10所示。
UCi0=UC20=0
iCi（0+）=心（0+）9&p+>1A
UL1°=UL2°=UR1°=iR2°•R2=°
Uri0.=2V
当电路达到稳定（t=R）:
此时等效电路如图解6.11所示。
Gic2U0
UL1：
：
-Ul2〔］：
0
U10
氐：
：
二iR2二二1二二r―=~^~8=1A
注意iR2：
：
的方向和R20■的方向相反
UC1I：
Ur2「UC2：
：
-iR2：
：
只2=8V
注意Ur2g与Ur2（O+方向相反。
Ur’S）=2V
<4-
图解6.11
图解6/10
6.2.7电路如图6.10所示，换路钱已处于稳态，试求换路后（t^0）的uc。
10k0
图6.10习题6.2.7的图
解：
换路前（t=0.）时uc0_=110”2010’=10V
换路后
Uc0.=Uc0_=10V
到达稳定
t=8）时
时间常数
3103
Uc：
「-110^20103_10--5V
101020
（10+10）疋203_6
101010=0.1s
101020
tt
Uc=UcUc0-Uce_—510_-5e阪
--515eJ0tV
6.5.2电路如图
求iL和i，并作出它们的变化曲线。
解：
当开关S处于1位置时的稳态值为
6.16所示，在换路前已处于稳态。
当将开关从1的位置合到2的位置后，试
-3
i1.8A
2心
1■-
21
iL=i21.2A
L21
所以iL0_]=-1.2A
开关S合到2时，iLO,；；J=iL0-i=-1.2A，将iLo.当作恒流源代替电感L,并与2Q
电阻组成电流源，再将其变成-2.4V，
可求得i（0+）为
i0.J=324-0.2V
1+2
时间常数.二——L——
2汉11-2+1
当t=:
:
到达稳态时
—31.8s
12
3
3
1.8s
21
i：
：
-1-——
1+
21
j2“2
iLi1.8=1.2A
213
t
结果i二i亠]0：
；辽「『也•=1.8•0.2「1
t
二1.8—1.6e"A
_t_
iL二iL•iL0—iL二e_=1.2〔一1.2—1.2e%8
t_
=1.2-2.4e'8A
i和iL的变化曲线如图解6.17所示。
6.5.4电路如图6.18所示，试用三要素法求t>0时的ii,i2及iL换路前电路处于稳态。
解：
开关S闭合前电感L中的电流为
12
iL亍2A
图氐対习题曲图
开关S闭合后各电流初始值为：
：
L0川1=・0」=2A将电感L用恒流源iL0.代替，求i10.和i20.。
用节点电压法求uL0.
129门
2
Ul0.6131
-+
63
12—6
1101A
9_6
120：
［戸9f6=1A
3
开关闭合后各电流的稳态值为
/、12
h2A
6
i2：
：
=9=3A
/3
ii_：
二勺〔厂：
2-23二5A
求电路时间常数
1
0.5s
36
F"6
t
于是i1二」「亠LOiM：
：
「=2•1-2e
t
i2=31-3e话=^2e^tA
iL=52-5e②=5-3e°A
第7章习题解答
7.5.1有一单相照明变压器，容量为10kV・A,电压为3300V/220V。
今欲在副绕组接上60W220V
的白炽灯，如果要变压器在额定情况下运行，这种电灯可接多少个？
并求原副绕组的额定电流。
解：
因为白炽灯cos0=1,故有
7.5.2
7.5.3
10kVAn166只60WS’=10灯03
>1N=
3.03AU1N3300
Sn=10x10’
U2N
220^5.5A
SJL型三相变压器的铭牌数据如下:
SN=180kVAU1N=10kV,U2N=400V,f=50Hz,
联接Y/Yo。
已知每匝线圈感应电动势为
5.133V,铁心截面积为160cm2。
试求：
（1）原、
副绕组每相匝数
（2）变压比；（3）原、副绕组的额定电流；（4）铁心中的磁感应强度Bm。
解:
（1）
所以
（2）
（3）
（4）
在图
原、副绕组额定相电压为
U1P
U2P
U1N10103.5774V
.3
U2N400=231V
1N
I2N
Bm
N1
N2
U1P
5.133
U2P
5774
1125匝
5.133
2^=45匝
5.1335.133
K亠1N
U
SN
■3U1n
Sn
、3U2n
2N
3
10103
=25
400
3
180103
=10.4A
10103
180103
260A
•、3400
5.133
4.445016010*
：
1.45T
7.5.6中，将Rl=8Q的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知
Ni=300,N2=100，信
号源电动势E=6V，内阻R0=100Q,试求信号源输出的功率。
解：
根据阻抗变换原理，变压器原边等效负载阻抗为
N2
Rl
J型5=72°
100
信号源输出功率为
图7.01习题7.5.4的图
以便接8Q或3.5Q的扬声器，两者都能达
图7.5.4习题7.5.3的图
7.5.4在图7.01中输出变压器的副绕组有中间抽头,
到阻抗匹配。
试求副绕组两部分匝数之比
N2
N3
8N]=叫N323.5
7.5.7
有三个线圈如图7.04所示，试定出线圈1和2,2和3,3和1的同极性端，用三种记号标出。
解：
假定1和2的同极性端用•表示，2和3的同极性端用*表示，3和1的同极性端用
△表示。
根据右螺判定如图解7.11所示。
7.5.8当闭合S时（图7.05）,画出两回路中电流的实际方向。
解：
根据同极性端的定义，图7.05中电流正方向（参考方向）应由"•”端流入。
对
于S闭合瞬间，i1实际方向应指向“•”端，由楞茨定则知i2的实际方向应使其产生的磁通抵消i1产生的磁通，故应由“•”端流出。
第8章习题解答
8.4.1已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下:
2.2kW380VY接法
1420r/minCOS=81%
试计算：
（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；
（2）额度转差率及额定负载时
的转子电流频率。
设电源频率为50Hz。
解：
（1）线电流额定值为
I一PN
N-.
二22佶，5.03A
3UNcos•.33800.820.81
相电流额定值为
1pn二1n=5.03A
额定转矩为Tn=9550也=95502.2：
14.8N・m
r）N1420
额定转差率为sN二_nN,其中磁极对数p=2,故①=1500r/min,
于是有
1500-1420
sN0.053
1500
f2=Szf1=0.05350：
m2.67Hz
8.4.3有Y112M-2型和Y160M1-8型异步电动机各一台，额定功率都是4kW，但前者额定转速
为2890r/min，后者为720r/min.试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。
解：
Y112M-2的额定转矩为
4
Tn1=955013.2N*m
2890
Y160M1-8的额定转矩为
4
TN2=955053.1N*m
720
有上比较可知，电动机的磁极数愈多，则转速愈低，在同样额定功率下额定转矩于欲大。
8.4.4有一台四极、50Hz、1425r/min的三相异步电动机，转子电阻
R2=0.020,感抗X20=0.080疋1乍20=10,当已=200V时，试求：
（1电动机启动初始瞬
间（n=0,s=1）转子每相电路的电动势E20，电流I20和功率因数COS「0；
⑵额定转速时的E2J2和cos2。
比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动
势、频率、感抗、电流、及功率因数）的大小。
解：
（1）起动瞬间
比较：
额定状态时转子每相电动势E2，频率（f2MS%=0.0550=2.5Hz）转子漏抗
Sn,电流In和转矩Tn,以及起动电流Iat,起动转矩Tat,最大转矩Tmax
解：
由Y132S-4可知磁极对数p=2,旋转磁场转速n1=1500r/min,则有转差率为
=2.2Tn=2.236.5=80.3N*m
Tmax=2.2Tn=2.236.5=80.3N・m
8.4.6Y180L-6型电动机的额定功率为15kW,e额定转速为970r/min,频率为50Hz，最大转
矩为295.36N.m.试求电动机的过载系数■，
解：
额定转矩
Fn15
Tn=9550」=9550147.7N*m
nN970
T29536
过载系数为■=吕二、2
Tn147.7
8.4.7某四极三相异步电动机的额定功率为30kW,额定电压为380V,三角形接法，频率为
50Hz。
在额定负载下运行时，其转差率为0.02，效率为90%，线电流为57.5A，试求：
（1）
转子旋转磁场对转子的转速；
（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。
解：
根据p=2得ni=1500r/min,当额定运行时，转速为
nN=n<|1-sN=15001-0.02=1470r/min
（1）转子旋转磁场对转子的转速即为转差：
n2=.：
n=1500_1470=30r/min
（2）额定转矩
Tn^9550Pn=9550芒乞：
195N・m
nN1470
8.5.1上题中电动机的丁乱/Tn=1.2,lat/lN=7，试求:
（1）T-厶换接起动时的起动电流和起动转矩；
（2）当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否起动。
解
（1）直接起动电流为|乱=72=757.5=402.5A,T「换接起动时起动电流为
直接起动时启动转矩为
Tst=1.2Tn=1.2195=234N・m
Y-厶换接起动时起动转矩为
11
TatTy234=78N・m
33
（2）当负载转矩为60%Tn时
TC-0.6195=117N*mTs^=78N*m
不能起动！
当负载转矩为25%Tn时
Tc=0.25Tn=0.25195：
48.75N・m〈Tst.=78N・m
可以起动！
第9章习题解答
9.3.1他励电动机在下列条件下其转速、电枢电流及电动势是否改变
（1）励磁电流和负载转矩不变，电枢电压降低；
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