电工电子技术课后习题答案.pdf

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1、笛 一 音弟早在图1 7 8 中，五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得 I=-4A I=6A l=10A U=140V U=-9 0V U=60V 3 一8 0V U=30V,1 2 3 1 2 3 4 5（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画丁图）（2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡题厂18图 题1.1改画图解：（1）将原电路图根据实测的电压电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示：（2）根据电源和负载的定义及电路图可知：元件3、4、5 是电源，元件I、2 是负

2、载。（3）电源发出的功率P=U I+U I+U Is 3 3 4 4 5 5=60 x10+80 x4+30 x6=1100W负载消耗的功率P=U I+U IR I I 2 2=140 x4+90 x6=1100P=P,电路的功率守恒。s R1.2在图179 中，已知l2=1m A 0试确定电路元伟中的电流I 3和其二端电压力并说明它是电源还显负载，并,验证整个电路的功率是否平衡。解 对A 点写KCL 有：I=1+1=-3+1 =-2mA3 I 2对第一个回路学有：叫+%=30题1.2图即：U=30-10/=30-10 x(-3)=60V3 1根据计算结果可知，元件是电源。这样，80V的电源的

3、元伟是电路中的电源，其余元件为负载。电源提供的功率：P=U I+U I=80 x1+60 x2=200Ws 2 2 3 3负载消耗的功率：P=U I+10/2+20/2=30 x3+10 x32+20 x12=200WI I 1 2这说明电路的功率平衡。1.3 一只110V8W的指示灯，现要接在380V的电源上，问要串联多大阻值的电阻该电阻应选用多大功率的电阻解根据题意，电阻上的电压为7 0 V,则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流,p Q即：i =-a 0.07 AU 110电阻消耗的功率为：P=270 x 0.07工20WKU 270电阻的阻值为：R=T =-X 3.7%。i 0.071.

4、4如图1-20所示，试求电路中每个元件的功率并分析电路的功率是否守衡说明哪个电源发出功率，哪个电源吸收功率。解图 1-20(b)（。）设电流源二端的电压为根据K V L有：2xO.5+l=UU=2VP=2x0.52=0.5W 消耗Rp=2XO.5=1W 发出P=1x0.5=0.5 W 消耗uS)设各支路电流如图，i=A i=-=0.5 A i=i i=0.5AP=Ri2=2x0.52=0.5W 消耗Rl 1 1P=R i2=1x12=w 消耗R 2 2 3 P=U i=2xO.5=lW 发出u 1 IP=U i=1x0.5=0.5IV 发出U 2 2 21.5有二只电阻，其额定值分别淞Q,10

5、W和200Q,40W,试问它们允许通过的电流是多少如将二者串联起来，其两端最高允许电压加多大解电阻勺能承受的最大电流为彳电阻凡能承受的最大电流为七=0.45 A将2个电阻串联后，能通过的电流只能是小的值，因孙电阻串联后能承受的最大电压为：U=(7?+/?)/=(40+200)x 0.45=108 Vmax 1 2 min1.6求图1-21所示电路中的电流和i?。解图 1-21将R、R、R及相联的三个结点看成一个广义结点，未瞬心有：1 2 3i=6 3 4=1A2对A点，根据/9 L有i=2-)=2.5+1.5e-t Vi(t)=5 u(，)-c52.5 7.5 e-4r5=0.5 1.5e-4

6、：图4-3 0所示电路在开关打开前处于稳定状态在t=0时打开开先，求,0(t)和t=2m s时电容储存的能量。A零输入响应 u(t)=6e-rcR=1 +1=2 k Qeqt =RC=2 x10 3 x 2 0 x10-6 =0.0 4 s零状态响应 Hw(0 =1 2(l-e-T)c全响应(/)=/(/)+Q)=6 e T+12(1 e T)c c c12 -6 2 5rd u i（，）=C c2 =2 0 x 10-6 义 150 0 e-2 5。，=3e-2 5，mAc dt当f =2 侬 时，u（2ms）=12-6 e-2 5xo.o o 2 =12-6 x0.6 1-6.2 93 V

7、W =1 C“2（2 ms）=1 x 2 0 x10-6 x6.2 932 =396 x10-6 Jc 2 c 2电路如图4-31所示，设电感的初始储能为零在t =0 时开关S 闭合，试求此后的/、解 已 知i(0 )=0,开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有L 3u=-x 6 =1.5 Voc 6 +6图 4-31已 知i(0 )=0,开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有L 3u=-x 6 =1.5 Voc 6 +6R=3+eq经=6 Q6 +6L _ 2 _ 1R 6 3i(0 =u-QC-Requ(/)=u(?)+3z(/)=LRL图4-32所示为一个继电器线圈。为防止断电时

8、出现过电压，与其并联一放电电阻，已知4 =12 v,1 =3 0 Q,线圈电励=0.5H,R =10。，试求开关S断 开 时(t)和线圈两端的电压(t)、。设S断开前电路已处于稳定状态。RL解i(0 )=i(0 )=1.2 AL +L-IQu(0 )=(-1.2 x30)=-36 VRL+i(oo)=0,U(oo)=0L LL 0.5T=-=-R 10 +30eq=0.0 12 55Xi =i(8)+i (0 )-z(o o)e-T=0 +(L 2 0)e-80 f=1.2e-t AL L L+LLu(/)=u(oo)+u(0 )u(oo)c r=0 +(36 0)e-80i=36e-8。/A

9、L L L+L电路如图4-33所示，在t=0时开关S合上，试求零输入响应电流(t)。解Ai(0)=-=2 AL-1 +2R=eq8x28+2=1.6QTLR3.2x10-3-L6-=2x10-3sLi(?)=i(0)eT=2e-500r AL L +电路如图4-34所示,开岩在位置a时电路处于稳定状态，有=0时开关S合向位置解零输入响应为b,试求此后的乙 、i(0)=白=2 ALI(r)=2e-t ALL 3 1R 2+4 24 L零状态响应为，：（/）=-G（l V t）A2 2 8全响应为 i(f)=，(，)+i(，)=2 e-2 1(1 e-4,)=+e-2/AL L L 3 3 3u(

10、?)=L-=3x(-竺e-2 r)=-16 e-2,VL dt 3图4-35所示电路中，开关合上前电路处于稳定状态，在=0时开关S合上，试用一阶 电 路 的 三 要 素 海，2、）图 435解i(0 )=2 AL-6当，=0+的电路如下图所示对a点写结点电压方程有1、小、12 9 c+3/+)=-6+3-得w(0 )=6 Va+他）=n-u(0 )12-6 a-66=1 Au o)=2-e-2r Ai i i +ii (t)=i (o o)+z (0 )-z (o o)=3+(1 3)ew=3 2 e-2 r A2 2 2+2图4-36所示电路中，已知二30V、R:6 0 Q、R1=40Q、L

11、=6 H,开关S合上前电路处于稳定状态，在时开关合上，试用一阶电路的三要素法盛工工。图 436解.小、U R+R 30 60+40 3I()j -_X?_ _ x _ =_L -(R+R)R R+R+R-(60+40)40 60+40+40-4 1-2 3 2 3-R+R+R-60+40+40I 2 3当=0+的电路如下图所示u+OSTQ)iN+)ij0+)Rui I U=x 30=18R+R 60+40I 2VUR ri 40二-2-U=-2 R+R 60+401 2x30=12VR 60 10v?=u 12 3R 40 1022)=R 40 2039=“18 3w 18 9AAA因此有i(

12、0)+i(0)=i(0)1 +3+2 +3+一45i.(，o o、)u=-L 7 RR-1 _ 2R+H1 23060 x40 460+40A，2（8）=0./、U 30(o o)=-=-3 R 4031 A1 111111_=_+_+_ =_+_+_R RR R 6 0 40 40eq l 2 3R =15。eqL 6 1T=-=-=-SR 15 2.5eqi(t)=i(o o)+z (0 )-i(o o)e-tL L L+L=2+(2 _ 2)e-2r=1.2 5-0.5 e-2.5,A4 4 4Li(z)=z (o o)+z (0 )-z(o o)e-T2 2 2+2=0 +(一0)e-

13、2&=0.33 e-2&A1()Xi (/)=i (+i()i 3)53 3 3+33 9 3=-+(.-)e-2.5 r =1.2 5-0.33 e-2.5r A4 2 0 4图4-37所示电路中，已知s=1mA,RR=10kQ,开前电路处于稳定状态:在=0%寸一开开关S,开后的c ic u oR =30 kQ,C =10uF,开关 S 断京用一阶电路的三要素法求开关打图 4-37解 U(0 )=R I=10 x1=10 V C-I S当开关打开后，难点写结点电压方程有uu(0 )/R+1G -3-S-1 1-十 一R+R R1 2 310/30 +1 ”：-=lo1 1-+10 +10 3

14、0V9=U(0 )U-i R+R1 21610 +10 mA5 u(0 )-u(0 )16-10c+R 303 mA54(0 )=(7?+R)z(0 )=(10+10)-=16 V+1 2 1+5U(0 0)=(/?+/?)7=(10 +10)x1=2 0 VC I 2(o o)=(R+R)/=(10+10)X1 =20 V1 2 5i(o o)=0cR=R +R+R=10 +10 +30 =50eg 1 2 3kClT=R C=50 x10 3 x 10 x10-6 =0.5 se qu(f)=(o o)+u(0 )-u(o o)e-T=2 0 +(10-2 0)e-2/=2 0-10 e-

15、2/Ac c c+cdu(，)i(Z)-C c_ -10 x10-6 x 20e-2t-0.2e-2t mAc dt工(%)=(8)+(0 )-u(o o)e T=2 0+(16-2 0)e-2 z=2 0-4e-2 f V+图4-38所示电路在开海闭合前已处于稳定状态，已斛1H,(=2mA,RR r2 0 kO,4=10V,在t =0时开关S闭合，试用一阶电路的三要素法密解2-=0.5 m A2 0 x10 3./、，U c 10 c u“(o o)=I+-SL=2+-=2.5 m AL S R 2 0 x10 32“R R 2 0 x2 0 5 7cA =I _2 =-=1()kQeq R

16、+R 2 0 +2 01 2L 1 sT=-=-=10-4R 10 x10 3eqLi(r)=/(o o)+z (0 )-/(o o)e-TL L L+L=2.5+(0.5 一 2.5)e-lo o o o/=2.5-2 e-IOOOO，m A第五章已知环形铁芯线圈平均直径殍.5cm,铁芯材料为铸钢，磁路有一气隙长为2 cm,若线圈中电流为A,问要获得）.9T的磁感应强度，线圈匝数应为多少解 空气隙的磁场强度为H0丝=7.2 x 10 5 A/m|i0 4兀 x 10-7查铸钢的磁化曲线，B=T 时，磁场强度斗=50 0 A/m铸钢中的磁路长度为：4=nR-Q.2=71x12.5-0.2 =3

17、9cmNI=H d+H I =1440 +195=16 35 Ao I i16 35T=16 35有一台单相变压器，额 定 容 量=5 0(R V-A,额 定 电 昭I U=10/0.4ZV,N IN IN求一次侧和二次侧的额定电流。解,SI=A i-=IN UIN,sI=A L-=2N U2N有一台降压变压器;一次侧电压380 V,二次侧电压36 V,如果接入一个36 V、6 0 W的灯泡，求：(1)一、二次绕组的电流各是多少2 X 一次侧的等效电阻是多少(灯炮看成纯电阻)解(1)1=1.6 74,&=10.56,/=0.1584；2 1(2)R=2 1.6 Q,H =2 40 7QL L5

18、.4 实验室有一单相变压器如图5-45,其数据如下：S=l k V-A ,NU g/U，N=2 2 0“1 0V,晨/I,、=4.55/9.1 A 0今将它改接为自耦变压器，接 法(a)和(b)所示，求此两种自耦变压器当低压边辘接于110 V电源时，A X边的电压U及自耦变压器的额定容量各为多少1N解(1)按照图5-45(a)接线的自耦变压器变比N +N 2 N+N ,K=-I-2-=-2-2-=3N N2 2A X边额定电压U =KU =3xllO=33OV1 2变压器额定容量S=1 U =4.55 X 33。=150 0 V AN 1 1(2)按照图5-45(b)接线的自耦变压器变比N -

19、N 2 N-N ,K=-1-2-=2-2-=1N N2 2A X边额定电压U =KU =110 V1 2变压器额定容量S=1 U =4.55xll0 =50 0 V-A一单相变压器，一次绕组匝数1=8 6 7,电阻Rr2.4 5 Q,漏电抗餐=3.80 0；二次绕组匝螂=20,电阻R =0.0 0 6 2。，漏电抗X =0.0 0 95。设空载和负2 2 2载时 不变，且=0.0 518W b,U =10 0 0 0 V,f=5 0 H z。空载时，酉超m m 1 1前 于 他 180.2。，负载阻抗Z=0.0 0 38-j0.0 0 15。求：电动势E 和E ；(2)1 L 1 2空载电流I

20、;(3)负载电湘和I。0 2 1解 求 E/%E =4.44N f=4.44 x 86 7 x50 x 0.0 518V=9970 VE =4.44N f=4.44 x 2 0 x 50 x 0.0 518 V =2 30 V2 2 m(2)求Io8 酉+他 10000+9970 A 1O AN=_J-L=-A=10.18Ao Z|2.45+j3.80(3)求I和I2 1废 贵=0.0062+则9冷00 3 8 T o.O O JW O O AN 867K=u=-=43.35N 202I11800043.35A=415A一台单相变压器,S=20000kV.A,NU 127 kV IN-=U l

21、lkV2N50Hz 0在150c时开路和短路试验数据如下。试验名称电压/kV电 淑A功率/kW备注开路试验1 14 7电压加在低压侧短路试验1 2 9电压加在高压侧试求：(1)折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值;解一次绕组和二次绕组的额定电流为(2)已知R=3.9。，设X=X,画出T型等效电路。1(759 lCT 2。TS 20000 人I=-L=-=157.7 AIN U 127INTS 20000,。，。一I=-=-=1818.2A2N U 112N电压比为U 127K=uu=-=11.55U 112N(1)折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值|Z|=K2|Z|=k2U）mm【2

22、0 J=11.55211X103、45.5）=32257Qf p A （47 x 1f）3R=K2R=k2 j=11.552-=3028。m m I 12 I I 45.5.、20 7X=J z 2 _R2=32110。m W m mIk_ 9240-157.5=58.7Q换算到75 cC时P 129x103=ik _ _I2 157.52Ik=5.2。Xk=J Z/-R 2=58.5QRkRk（75。=5.2234.5+75234.5+15=6.45。（2）Z=JR2+X2=J6.452+58.52=58.9。k（75o）V k（75。）kT型 等 效 电 路 如 下 图 所 示，其中R=3

23、.9。,1（75。）R=R-R =2.25。,X=X=l x =29.25。2（75。）k（95。）1（75。）匕 2。2 k将一铁心线圈接于电困20V,50Hz的正弦电源上，其电流=5A,cos%=0.7。若将铁心去掉，则 电 流=10A,cos Tst N NY132 S-4型三相异步电动机的技术数据如下：380 V 联结 =1440/7 min co s(p =0.84=85.5%N NT IT=2.2 入=2.2，/。=7.0 f=50Hzst N求：(1)额 定 转 短，起动转矩，最大转封;(2)额 定 转 差 率；(3)额定N st max N电流/,起 动 电 泡 ON st解解

24、题方法如题。(1)36.48N m,8 0.2 5 M%80.2 5N小；(2)4%；11.6 4A,81.48AoY180 L-4型三相异步电动机的技术数据如下：30 KW 380 V 联结=146 7r/min co s t p =0.87 月=90.5%N NT IT=2.2 入=2.2 /。=7.0 f=50Hzst N求：(1)星一三角换接起动时的起动电流，起动转矩。(2)当负载转矩为额定转矩的80 相 寸，是否可采用星一三角换接起动N(3)当负载转矩为额定转矩的40 濯 寸，是否可采用星一三角换接起动/V解 解题方法如题J35.O8A,143.2 2 N m；(2)不可以，起动转矩

25、小于负载转矩。(3)可以若题中的电动机运行在Oz,380 V的电源上，问电动机的最大转矩、起动转矩和起动电流有什么变化解 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流上升。若题中电动机运行时电网电压突然降至额定电国跳，此时电动机能否拖动负载会产生什么后果解 不 能，会产生堵转现象。第六章为什么热继电器不能作短路保护为什么在三相主电路中只用神然用三个也可以熟元件就可以保护电动机解因为热惯性。短路事故发生时，要求电路立即断开，热继电器不能立即动作。热继电器两相结构的，分别串接在任意两相即可。什么是欠压保护用闸刀开关起动和停止电动机时有无零压保护解电源断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。无。说明接

26、触器的三个主触头连接在电路的哪个部分辅助常开触头起自锁作用时连接在电路哪里辅助常闭触头起互锁作用时连接在电路哪个部分其线圈呢解主电路。与启动按钮并联。与另一控制电路串联。分析图示控制电路，当接通电源后其控制功能SB KM2 SB1-X-1KM解 按SB2,KM通电动作，擦 B1,不能使KM断电恢复常态，除非切断电源。图 示 为 电 动 机”和 的 联 锁 控 制 电 路。试 说 明 M1和 M2之 间 的 联锁 关 系，并 问 电 动 机”可 否 单 独 运 行”过 载 后 能 否 继 续 运 行答：(D(2)(3)M 1 先 起 动 运 行 后 M 2 才 能 起 动；M 2 停 止 后 才

27、 能 停 M 1；M1能 单 独 运 行；M1过 载 时 M2不 能 继 续 运 行，与M 1 一 起 停 车。下图为两台鼠笼式三相异步电动机同时起停和单独起停的单向运行控制电路。(1)说明各文字符号所表示的元器件名称;(2)说明Q S 在电路中的作用；(3)简述同时解 元 器 件 名 称S B st 停 止 钱 钮Q S-电 源 开 关S B sL 起 动 铁 钮F卜熔断器 KM-交 流 接 触 器FR-热 继 电 器 KA-中 间 继 电 器(2)电 源 开 关QS的 作 用 为(a)使 电 源 与 控 制 电 路 主 电 路 接 通(b)断 开 时，使 控 制 电 路 及 主 电 路 与

28、 电 源 脱离(3)同 时 起 停 工 作 过 程起 动：合 电 源 开 关QST按SBst T KA线 圈 通 电 T 触点KA1、KA2 闭合 TKM1、KM 2 线 圈 通 电TKM1 1、KM2-1 主触 点 及KM12、K M 2-2自 锁 触 点 闭 合 一M1、M2电动机同时起动运转一松与B s l电动机连续工作。停 车：按SBstp T KM1、KM2线 圈 断 电 T 主 触 点 及 辅 助 触 点 断 开 TMb M 2同 时 停 转 T 断 开Q S o设计两台电动机顺序控制电路M1起动后M2才能起动；M2停转后M1才能停转。解两台电动机的顺序控制电路设计思蹦;起动后M

29、2才能起动，需例2的起动控制环节上加上一个互锁装置也停转后”才能停转，需在此的停止控制环节上加一个互锁装置，所以此电路如下：N型半导体中的多子是带负电的自由电子载流F理半导体中的多子是带正电的空穴载流子，因此说I型半导体带负电,P型半导体带正电。上述说法对吗为什么答：这种说法是错误的。因为，晶体在掺入杂质后，只是共价键上多出了电子或少了电子，从而获得于I型半导体或P型半导体，但整块晶体中既没有失电子也没有得电子，所以仍呈电中性。某人用测电位的方法测出晶体管三个管脚的对地电位分别为管脚管脚8V、管脚，试判断管子的类型以及各管脚所属电极。答：管脚和管脚电压相差，显然一个硅管，是基极，一个是发射极，

30、而管脚比管脚和的电位都高，所以一定是T M型硅管。再根据管子在放大时的原则可判断出管脚是发射极，管脚是基极，管脚是集电极。图7 7 9所示电路中，已雉=5V,H.=1 0 sin co/V,二极管为理想元件（即认为正向导通时电阻 0,反向阻断时电解8）,试画出u的波形。0答：分析：根据电路可知当uE时，二极管导通=u,当uE时，二极管截止时，0 u=E。所以u的波形图如下图所示：0 0半导体和金属导体的导电机理有什么不同单极型和双极型晶体管的导电情况又有何不同答：金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中则存在空穴载流子和自由电子两种载流子，它们同时参与导电，这就是金属导体和半导体导

31、电机理上的本质不同点。单极型晶体管内部只有多数载流子参与导电，因此和双极型晶体管中同时有两种载流子参与导电也是不同的。图7-2 0 所示电路中，硅稳压管D。的稳定电压海V,叱的稳定电压为W,正向压降均为,求各电路的输出电压L0图 7-2 0答：(a)图：两稳压管串联，总稳压值为V,所以U =1 4 V；(b)图：两稳压管并联，输出电压按小值计，四 监 6 V；(c)图：两稳压管反向串联幺=;(d)图：两稳压管反向并联，可认密1 截止不通，贝叫二。半导体二极管由一个N 结构成，三极管则由两个N 结构成，那么，能否将两个二极管背靠背地连接在一起构成一个三极管如不能，说说为什么答：将两个二极管背靠背

32、地连接在一起是不能构成一个三极管的。因为，两个背靠背的二极管，其基区太厚，不符合构成三极管基区很薄的内部条件，即使是发射区向基区发射电子，到基区后也都会被基区中大量的空穴复合掉，根本不可能有载流子继续向集电区扩散，所以这样的“三极管”是不会有电流放大作用的。如果把三极管的集电极和发射极对调使用三极管会损坏吗为什么答：集电极和发射极对调使用，三极管不会损坏，但是其电流放大倍数大大降低。因为集电极和发射极的杂技浓度差异很大，且结面积也不同。图7-2 1 所示三极管的输出特性曲缄指出各区域名称并根据所给出的参数进行分析计算。(1)U=3 V,/=6 0RA,I=?CE B C输入特性曲线(b)输出特

33、性图 7-2 1(2)1=4mA,U=4V,/=?C CE B(3)U=3V,/由4。6(*A 时，B=?C E B解：A 区是饱和区,B 区是放大区,C 区是截止区。(1)观察图，对应B=60UA、U:3V处，集电极电流c约为；(2)观察图，对应=4mA、U=4V处，I约小于80 口 A 和大于70 H A；C CE B(3)对应l=2 0 uA、U=3V 处，A l 1mA,所以 B 710 0 0/2 0 50。B CE C已知NP N型三极管的输入一输出特性曲线如图2 1所示，当(1)U=0.7V,U=6V,/=?BE CE C(2)I=50pA,U=5V,/=?B CE C(3)U=6V,U从0.7V变到0.75V时，求/和/的变化量，此时的。=?(a)输入特性曲线(b)输出特性图 7-2 1解：(1)由(a)曲线查得0=时，对应l=30 uA,由(b)曲线查得1 2；BE B C(2)由(b)曲线可查得此时右5mA；C(3)由输入特性曲线可知从变到的过程中,1=3 0UA,由输出特性曲线可知，Al,所以0 2 40 0/30 80。