电工电子技术课后答案.docx

1、电工电子技术课后答案电工电子技术第二版节后学习检测解答第1章节后检验题解析第8页检验题解答：1、电路通常由电源、负载和中间环节组成。电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换；电子技术的电路功能是实现电信号的产生、处理与传递。2、实体电路元器件的电特性多元而复杂，电路元件是理想的，电特性单一、确切。由理想元件构成的、与实体电路相对应的电路称为电路模型。3、电路中虽然已经定义了电量的实际方向，但对某些复杂些的直流电路和交流电路来说，某时刻电路中电量的真实方向并不能直接判断出，因此在求解电路列写方程式时，各电量前面的正、负号无法确定。只有引入了参考方向，方程式中各电量前面的的正、负取值才有意义

2、。列写方程式时，参考方向下某电量前面取正号，即假定该电量的实际方向与参考方向一致，假如参考方向下某电量前面取负号，如此假定该电量的实际方向与参考方向相反；求解结果某电量为正值，说明该电量的实际方向与参考方向一样，求解结果某电量得负值，说明其实际方向与参考方向相反。电量的实际方向是按照传统规定的客观存在，参考方向如此是为了求解电路方程而任意假设的。4、原题修改为：在图1-5中，五个二端元件分别代表电源或负载。其中的三个元件上电流和电压的参考方向已标出，在参考方向下通过测量得到：I12A，I26A，I34A，U180V，U2120V，U330V。试判断哪些元件是电源？哪些是负载？解析：I1与U1为

3、非关联参考方向，因此P1=I1U1=280=160W，元件1获得正功率，说明元件1是负载；I2与U2为关联参考方向，因此P2=I2U2=6120=720W，元件2获得负功率，说明元件2是电源；I3与U3为关联参考方向，因此P3=I3U3=430=120W，元件3获得正功率，说明元件3是负载。根据并联电路端电压一样可知，元件1和4与3和5的端电压之代数和应等于元件2两端电压，因此可得：U4=40V，左高右低；U5=90V，左低右高。如此元件4上电压电流非关联，P4=402=80W，元件4是负载；元件5上电压电流关联，P5=904=360W，元件5是负载。验证：P=P1+P3+ P4+ P5=16

4、0+120+80+360=720WP= P2=720W电路中电源发出的功率等于负载上吸收的总功率，符合功率平衡。第16页检验题解答：1、电感元件的储能过程就是它建立磁场储存磁能的过程，由可知，其储能仅取决于通过电感元件的电流和电感量L，与端电压无关，所以电感元件两端电压为零时，储能不一定为零。电容元件的储能过程是它充电建立极间电场的过程，由可知，电容元件的储能只取决于加在电容元件两端的电压和电容量C，与通过电容的电流无关，所以电容元件过的电流为零时，其储能不一定等于零。2、此电感元件的直流等效电路模型是一个阻值等于12/3=4的电阻元件。3、根据可知，直流电路过电感元件中的电流恒定不变，因此电

5、感元件两端无自感电压，有电流无电压类似于电路短路时的情况，由此得出电感元件在直流情况下相当于短路；根据可知，直流情况下电容元件端电压恒定，因此电容元件中没有充放电电流通过，有电压无电流类似于电路开路情况，由此得出电容元件在直流情况下相当于开路。4、电压源的阻为零，电流源的阻无穷大，无论外加负载如何变化，它们向外供出的电压和电流都能保持恒定，因此属于无穷大功率源，无穷大功率源是不能等效互换的。实际电压源模型和电流源模型的阻都是有限值，因此随着外接负载的变化，电压源模型供出的电压和电流源模型供出的电流都将随之发生变化，二者在一定条件下可以等效互换。第21页检验题解答：1、两电阻相串时，等效电阻增大

6、，当它们的阻值相差较多时，等效电阻约等于阻值大的电阻，即；两电阻相并时，等效电阻减小，当它们的阻值相差较多时，等效电阻约等于阻值小的电阻，即。2、图a电路中ab两点间的等效电阻： 图b电桥电路中，对臂电阻的乘积相等，因此是一个平衡电桥，电桥平衡时桥支路不起作用，因此ab两点间的等效电阻：图c电路由于ab两点间有一短接线，因此其等效电阻：3、负载获得最大功率的条件是：电源阻等于负载电阻，即4、三电阻相并联，等效电阻；假如R3发生短路，此时三个电阻的并联等效电阻等于零。5、额定熔断电流为5A的保险丝熔断时，熔丝两端的电压不能按照这个电流乘以熔丝电阻来算，因为熔断这个电压只是反映了熔丝正常工作时的最

7、高限值。熔丝熔断时的端电压应等于它断开时两个断点之间的电压。6、要在12V直流电源上使6V、50mA的小灯泡正常发光，应该采用图1-23a所示电路连接。7、白炽灯的灯丝烧断后再搭接上，灯丝因少了一截而电阻减小，因此电压不变时电流增大，所以反而更亮。只是这样灯丝由于在超载下工作，很快不会烧掉。8、电阻炉的炉丝断裂，绞接后仍可短时应急使用，但时间不长绞接处又会被再次烧断，其原因类同于题7。第23页检验题解答：1、选定C为参考点时，开关断开时电路中无电流，；开关闭合时电路中的，。2、电路中某点电位等于该点到电路参考点的路径上所有元件上电压降的代数和，数值上等于某点到参考点的电压，其上下正负均相对于电

8、路参考点而言，电路中假如没有设立参考点，讲电位是没有意义的。电压等于两点电位之差，其大小仅取决于两点电位的差值，与电路参考点无关，是绝对的量。电压是产生电流的根本原因。假如电路中两点电位都很高，这两点间的电压并不见得就一定很高，因为当这两点间电位差很小或为零时，如此两点间的电压就会很小或等于零。3、1当S闭合时，VA=0，VB=12/(26+4) 2S断开时，VB=1212+1226/(26+4+2)=7.5V第25页检验题解答：1、叠加定理仅适用于线性电路的分析与计算。因此，无论是直流、交流与任何电路，只要是线性的，都可以用叠加定理进展分析和计算。反之，电路结构再简单，只要是非线性的，叠加定

9、理如此不再适用。2、电流和电压是一次函数，为线性关系，因此叠加定理适用于其分析和计算，功率是二次函数，不具有线性关系，因此不能用叠加定理进展分析和计算。3、从叠加定理的学习中，我们懂得了线性电路具有叠加性：线性电路中，由多个电源激发的任一支路电流和电路中任意两点间电压，都可以看作是各个电源单独作用时所产生的支路电流和任意两点间电压的叠加。第27页检验题解答：1、具有两个向外引出端子的电路均可称为二端网络。当二端网络含有电源时叫做有源二端网络，如电压源模型和电流源模型都是有源二端网络；二端网络中不含有电源时称为无源二端网络。2、应用戴维南定理求解电路的过程中，求解戴维南等效电路的电压源即二端网络

10、的开路电压时，与电压源相并联的元件不起作用，和电流源相串联的元件也不起作用；求解戴维南等效电路的阻即无源二端网络的入端电阻，对有源二端网络除源时，有源二端网络所有电压源均短路处理，所有电流源均开路处理。3、应用戴维南定理的目的是简化复杂电路的分析与计算。当一个复杂电路只需求解某一支路电流或某两点间电压时，应用戴维南定理显然对电路的分析和计算可起到简化的作用。如果复杂电路的求解时需求多条支路电流或多个电压，如此戴维南定理不再适用。4、把一个复杂电路中的待求支路断开，就会得到一个有源二端网络。对这个有源二端网络的开路电压UOC进展求解，UOC=US；再令有源二端网络所有电压源为零，所有电流源开路，

11、即可得到一个无源二端网络，对其求解入端电阻RAB，如此RAB=R0。戴维南定理的实质就是：将一个复杂电路中不需要进展研究的有源二端网络用戴维南等效电路来代替，从而简化一个复杂电路中不需要进展研究的有源局部，而且有利于有源二端网络其余局部的分析计算。第2章节后检验题解析第34页检验题解答：1、正弦量的最大值、角频率和初相称为正弦交流电的三要素。其中最大值或有效值反映了正弦量的“大小和做功能力；角频率频率或周期反映了正弦量时间变化的快慢程度；初相确定了正弦量计时始的位置。2、两个正弦量频率不同，因此它们之间的相位差无法进展比拟。即相位差的概念仅对同频率的正弦量有效。3、交流有效值为180V，其最大

12、值约等于255V，由于最大值超过了该电容器的耐压值220V，所以不能用在有效值为180V的正弦交流电源上。第36页检验题解答：1、2、3、通过上述两题求解可知，在相量的代数形式化为极坐标形式的过程中，一定要注意相量的幅角所在的相限，不能搞错；在相量的极坐标形式化为代数形式的过程中，同样也是注意相量的幅角问题，其中模值前面应为正号，假如为负号，应在幅角上加减180。第44页检验题解答：1、电容的主要工作方式是充放电。电容接于直流电路上时，充电时间很短，一旦充电完毕，即使电源不断开，电容支路也不再会有电流通过，这就是所谓的“隔直作用；电容接于交流电路上，由于交流电大小、方向不断随时间变化，因此电容

13、会不断地充放电，好象始终有一个交变的电流通过电容，这就是所谓的“通交作用。2、“只要加在电容元件两端的电压有效值不变，通过电容元件的电流也恒定不变的说法是不对的。因为，正弦交流电路中的电容支路电流，其大小不仅与电源电压的有效值有关，还与电路的频率有关，对C值一定的电容元件来讲，电压有效值不变，但电路频率发生变化时，通过电容元件的电流也会随着频率的变化而发生改变。3、在储能元件的正弦交流电路中，无功功率的大小反映了储能元件与电源之间能量交换的规模。只是在这种能量交换的过程中，元件上不消耗电能。不耗能即不做有用功，从这个角度上来看，为区别于耗能元件上“既交换又消耗的有功功率，才把储能元件上的“只交

14、换不消耗称为无功功率。“无功反映了不消耗，并不能理解为“无用之功。如果没有这局部无功功率，电感元件无法建立磁场，电容元件无法建立电场。4、有功功率代表了交流电路中能量转换过程不可逆的那局部功率，无功功率代表的是交流电路中能量转换过程可逆的那局部功率。为区别两者，把有功功率的单位定义为“瓦特，无功功率的单位定义为“乏尔。5、根据元件上电压、电流的瞬时值关系，电阻元件上的电压、电流任一瞬间均符合欧姆定律的即时对应关系，因此称为即时元件；电容元件和电感元件上的电压、电流，任一瞬间均遵循微分或积分的动态关系，所以称为动态元件。根据元件上的功率关系：电阻元件在能量转换过程中只消耗有功功率，因此称为耗能元

15、件；电感和电容元件在能量转换过程中不消耗、只交换，所以称为储能元件。6、电阻、感抗和容抗都反映了元件对正弦交流电流的阻碍作用，单位都是欧姆。所不同的是：电阻的阻碍作用表现在发热上消耗能量；感抗和容抗的阻碍作用都反映在元件的频率特性上：电路频率越高，电感元件的自感能力越强，阻碍正弦电流的作用越大；而容抗与电路频率成反比，电路频率越高，电容元件充放电电流越大，对正弦电流呈现的阻碍作用越小。第50页检验题解答：1、接到工频电压为220V的电源上时，接触器对正弦电流呈现的阻抗为：线圈中的电流：如果误将此接触器接到220V的直流电源上，如此线圈过的电流为：假如线圈允许电流为时，直流情况下通过线圈的电流将

16、是其额定值的11倍，线圈会因过流而烧毁。2、串联可以分压，串联元件上通过的电流一样。电动机上通过的电流是：其中所以，串联线圈上应分的电压为：所串联的线圈电感量为:，线圈不消耗功率。如果用电阻代替串联线圈，如此串联电阻分压：串联电阻的阻值为：在串联电阻上消耗的功率：增大了用户的负担。3、在含有储能元件L和C的多参数组合电路中，出现电压、电流同相位的现象时，说明电路中发生了谐振。假如为串联谐振，如此电路中阻抗最小，等于电路电阻；电压有效值一定时电流最大；在L和C上出现过电压现象。假如为并联谐振，如此电路中呈现高阻抗，电压一定时总电流最小，在L和C支路中将出现过电流现象。4、采取自动调控方式，能根据

17、实际负载的需要，合理调整电容量的多少，可使电路达到所要求的功率因数值，保证电路工作在欠补偿状态。如果把全部电容器都接到电路上，当负载发生变化时，就无法保证适宜的功率因数或出现过补偿现象，造成不必要的经济损失。第3章节后检验题解析第57页检验题解答：1、用验电笔与线端相接触，验电笔氖泡发火的是火线，否如此是零线。三相四线制通常线电压为380V，相电压为220V。如果交流电压表与两个引线相接触后所测电压为380V时，两个引线均为火线，如果为220V，如此一个火线、一个零线，如此连测几回，就可判断出火线和零线来。2、三相供电线路的电压是380V，如此线电压为380V，相电压为220V。3、，根据对称

18、关系与线相电压之间的关系，可得其余线电压为：相电压分别为：4、出现相电压正常，两个线电压等于相电压的现象，说明与正常线电压相连的A相和B相连接正确，而C相接反造成的。可用相量图进展分析5、三相电源绕组接，当一相接反时，会在电源绕组环路中出现过流致使电源烧损。用相量图分析6、三相四线制供电体系可以向负载提供两种数值不同的电压，其中的线电压是发电机绕组感应电压的倍。三相四线制对Y接不对称负载，可保证各相端电压的平衡。第62页检验题解答：1、当三根火线中有一相断开时，其余两相构成串联，因此形式上成为单相供电。2、三根额定电压为220V、功率为1KW的电热丝，与380V电源相连接时，为保证每根电热丝的

19、电压为其额定值220V，应采取三相三线制Y接方式。3、图3-11所示电路中，当中线断开时，由于三相不对称，因此各相端电压不再平衡，因此实际加在各相负载的端电压不再等于它们的额定电压，电压超过额定值的相会发生过流而致使灯负载烧损，电压低于额定值的相而不能正常工作；A相和C相由于连通有电流，但它们的灯都不能正常发光，B相因开关断开无电流而灯不亮。4、三个最大值相等、角频率一样、相位互差120的单相正弦交流电称为对称三相交流电。5、照明电路规定“火线进开关，是保证灯熄灭时是火线断开，断电时灯头不带电，维修或更换灯泡时可保证人员安全。如果零线进开关，更换灯泡或维修时，虽然开关断开，但灯头仍然带电，容易

20、造成维护人员的触电事故。6、一般情况下，当人手触与中线时不会触电。因为中线通常与“地相接，人又站在地面上，人体承受的电压几乎为零。第65页检验题解答：1、左起：三相四线制Y接、三相三线制Y接、三相三线制接、三相三线制接。2、火线分别引自于电源各相，三相用电器与三根火线相连，因各相负载电流相互独立共有三相，因此称为三相负载；电灯只需与电源一根火线相连，连接于一根火线和一根零线之间，通过电灯的电流只有一个，因此称其为单相用电器。3、三相交流电器铭牌上标示的功率是指额定输出功率，不是指额定输入电功率。4、A相总电阻为：RA=U2/PA=484；RB=U2/PB161；RC=。当中线断开时，A、B两相

21、构成串联，连接于两根火线之间，因此UA=380484/(484+161)=285V，因285V220V而会烧；而UB=380161/(484+161) 95V，因95V220V而不能正常工作。5、三相照明电路的功率应按照单相电路测量功率的方法进展，把单相功率的电压线圈接在A火线与零线之间，电流线圈串联于A 相之中，即测得A相功率；把单相功率的电压线圈接在B火线与零线之间，电流线圈串联于B 相之中，即测得B相功率；把单相功率的电压线圈接在C火线与零线之间，电流线圈串联于C 相之中，即测得C相功率据此画出连接图。三相动力负载均为对称三相负载，因此可用二瓦计法测量，其测量连线图如P63页图3-12所

22、示。第4章节后检验题解析第74页检验题解答：1、磁通表征了与磁场相垂直的某个截面上磁力线的分布情况，单位是韦伯Wb和麦克斯韦Mx；导磁率表征了自然界物质的导磁能力，单位是亨利每米H/m；磁感应强度B表征了介质磁场的强弱和方向，单位是特斯拉T与高斯Gs；磁场强度H表征是电流的磁场强弱和方向。B和H表征的都是磁场的大小和方向，都是矢量；但磁感应强度的大小与物质的导磁能力有密切关系，而磁场强度的大小与物质的导磁能力无关，仅取决于电流的大小。2、根据物质导磁性能的不同，自然界的物质可分为非磁性物质和磁性物质两大类。非磁性物质的磁导率约等于真空的磁导率0=410-7H/m，可看作是常量；磁性物质的磁导率

23、大大于1，不同铁磁物质的磁导率各不一样，一般是真空磁导率的几百、几千乃至几万几十万，而且不是常量。铁磁物质具有高导磁性、磁饱和性、磁滞性和剩磁性。3、铜和铝是为能被磁化的。因为在它们是非磁性物质，其物质结构中没有磁畴结构。只有含有磁畴结构的铁磁性物质处在磁场中才能够被磁化。4、根据工程上用途的不同，铁磁材料一般可分为软磁性材料、硬磁性材料和矩磁性材料三大类。软磁性材料易磁化易退磁，适用于制作各种电机、电器的铁芯；硬磁性材料不易磁化，一经磁化不易退磁，适用于制作各种形式的人造磁体；矩磁性材料磁化过程中只有正、负两种饱和值，具有记忆性，因此适用于制作各种存储器记忆元件的磁芯。5、铁心上的热能损耗称

24、为铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗两局部。磁滞损耗是铁芯中的磁畴在交变磁场中反复翻转过程中碰撞和摩擦造成的热量损失；涡流损耗是整块铁芯在交变磁场作用下产生的旋涡状感应电流造成的热量损失。6、为了在小电流下获得强磁场，电机、电器的铁芯通常做成闭合的磁路，以防止空气隙上的较大磁阻。如果电机、电器的铁芯回路中存在间隙，为了保证产生一定的磁场使电机、电器正常工作，需要增大电流，结果电机、电器的绝缘要求也要相应增大，造成电机、电器体积增大。第78页检验题解答：1、如果在变压器的原边绕2匝、副边绕1匝，看起来也符合变比条件，但是，变换一定的电压时，根据主磁通原理可知，电压有效值和频率不变时，磁路中的磁通最大值

25、始终保持不变。而根据磁路欧姆定律又可知，磁阻一定时，磁通与IN成正比，如果匝数太少，必然造成电流严重增大，而电流太大时对绝缘的要求与导线截面要求都难以实现。因此，不能在变压器原边绕2匝、副边绕1匝。实际设计时，为了减小线圈电流，一般都是增加线圈的匝数。2、根据主磁通原理：UfN1m可得N1500.001=991匝3、额定值为工频220V的交流电磁铁，假如不慎接在220V的直流电源上会因过流而烧损。原因是：直流电路中，电磁铁对直流电流的阻碍作用仅为线圈的铜耗电阻，此值小小于交流阻抗值，因此造成电流大大于工频交流电流。接于220V、50Hz的工频交流电源上，该电磁铁正常工作。4、变压器是依据互感原

26、理工作的，直流电压不产生互感，因此无法实现变换。假如不慎将额定值为110/36V的小容量变压器的原边接到110V的直流电源上，副边无输出，原边如此由于过流而烧损。5、变压器运行中有铁耗和铜耗，由于铁耗在电源电压不变情况下根本不变，所以通常称为不变损耗；而铜耗随着负载电流的变化而变化，一般称为可变损耗。第82页检验题解答：1、由于自耦变压器的原边和副边有直接的电的联系，当高压侧出现故障时容易波与低压侧，所以不能用做安全变压器使用。2、电压互感器在使用时应注意：副边要可靠接地；严禁副边短路。电流互感器在使用时应注意：副边要可靠接地；严禁副边开路。3、普通变压器的外特性是一条稍微向下倾斜的直线，即输

27、出电压随着负载的增大稍微有所下降。而电焊变压器为了能够起弧和起弧后电压迅速下降，且短路电流与额定电流相差不多，具有陡降的外特性。第5章节后检验题解析第91页检验题解答：1、三相鼠笼式异步电动机中的三相，是指电动机的定子绕组为三相；鼠笼指的电动机的转子结构为鼠笼型；异步指电动机旋转磁场的转速与转子转速不同步。因为三相鼠笼式异步电动机是依据电磁感应原理工作的，所以又常被称为感应电动机。2、绕线式异步电动机具有电刷滑环结构，而鼠笼式异步电动机没有。二者的工作原理是一样的：三相定子绕组入对称三相交流电，在电动机定子、转子之间的气隙中就会产生一个大小和方向不断随时间变化的旋转磁场，固定不动的转子切割旋转

28、磁场就会感应电流，成为载流导体，载流导体在磁场中受到电磁力的作用而对轴生成电磁转矩，于是电动机的转子沿着旋转磁场的方向转动起来。3、旋转磁场的转速和电动机转子转速之差是转差速度；转差速度与旋转磁场转速之比称为转差率；异步电动机静止时转差率s=1最大；异步电动机空载时的转速最高，转差率最小趋近于0。4、电动机额定转速约等于旋转磁场的转速。所以，电动机的转速为1450r/min时，磁极对数p=2，转差率s=1500-1450/15000.033；电动机的转速为735r/min时，磁极对数p=4，转差率s=750-735/7500.02；电动机的转速为585r/min时，磁极对数p=5，转差率s=6

29、00-58560025。5、单相异步电动机如果没有起动绕组，如此只能产生一个脉动磁场，脉动磁场可看作是两个大小相等、方向相反的旋转磁场的合成，由于两个旋转磁场作用相互抵消，因此无法使电动机转动起来。6、三相异步电动机起动前有一根电源线断开，接通电源后的三相异步电动机相当于单相起动，由于产生的是脉动磁场，因此无法转动。假如在运行过程中“缺相，由于惯性，电动机仍能继续转动下去，只是很快就会因过流而烧损。第94页检验题解答：1、电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。假如在运行过程中电源电压降为额定值的60%而负载不变时，电动机的电磁转矩下降为额定值的36%，由于动力小于阻力，转速下降，转差率上升，

30、定子电流和转子电流都将增大。2、三相异步电动机的负载增大时，原来的电磁平衡被打破，转速下降，转差率上升，E2=sE20上升，引起转子电流增大，通过磁耦合关系又使定子电流增大。3、只要把三相绕线式异步时机的转子绕组开路，转子回路中就无法产生感应电流，没有感应电流无法成为载流导体，不是载流导体就不能在磁场中受力驱动电动机。4、三相异步电动机定、转子之间的气隙很小，如果空气隙较大，如此空载电流严重增大，运行性能变差。5、额定运行状态下，增大三相异步电动机的负载，转速下降、转差率增大，致使电流增大；电压升高时假如负载不变，如此三相异步电动机转速上升、转差率减小，电流减小；频率升高时，假如电压和负载均不

31、变，如此电动机转子电路感抗增大，为和负载相平衡，转子电流要加大，定子电流随之增大。第99页检验题解答：1、电动机由静止上升到额定转速的全过程叫做起动。当满足：的关系式时，电动机可直接起动。2、三相异步电动机满载情况下的起动电流大大于空载起动电流，相应的满载起动转矩也大大于空载起动转矩。3、鼠笼式三相异步电动机常用的降压起动方法有：Y-降压起动、自耦补偿器降压起动与定子绕组串电阻或串电抗起动等。调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速。制动方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动等。4、本来就是Y接的鼠笼式异步电动机，是无法采用Y-降压起动的。因为Y-降压起动只适用于正常工作时接成形的异步电动机，降压起动时接成Y，起动后接近额定转速时再切换到正常工作时的形连接。第105页检验题解答：1、低压断路器的保护功能包括短路保护、过载保护和零压与欠压保护。2、熔断器用于电动机控制时，熔体的额定电流选用原如此如下：一般照明线路：熔体额定电流负载工作电流；单台电动机：熔体额定电流1.52.5倍电动机额定电流；但对不经常起动而且起动时间不长的电动机系数可选得小一些，主要以起动时熔体不熔断为准；多台电动机：熔体额定电流1.52.5倍最大电机IN其余