您的当前位置：首页电工学上册习题册习题参考解答

电工学上册习题册习题参考解答

来源：尔游网

第一部分电路基本概念、定理与分析方法

（教材第1、2章）

1、在如图1.11所示电路中，试分别计算在开关S断开和闭合两种状态下A点的电位。

-12V3K3.9KAS20K+12V

图1。11

解：设由20K电阻流向3。9 K电阻的电流为I,则

当S断开时：

VA12I20103

12(12)

(33.920)1035.84V12VAI3.9103当S闭合时:

123.9103 3(3.920)101.96V2、对如图1。12所示电路，求各点电位Va,Vb，Vc，Vd。

c20a5d4AE16140V6AE210A90Vb图1。12

解：设b为参考点,则

- 1 -

Vb0V

VaUab10660V VcUcbE1140V VdUdbE290V bUab

3、在如图1。13所示电路中,求电压Uab。

a_3V1A102AUab4A5_bI345A

图1.13

解：设通过10电阻由上向下的电流为I1，通过5电阻由上向下的电流为I2，

则由KCL知

I1123A,I2I14341A，I5I2514A 所以

Uab310I15I23I310(3)5134 40V4、在如图1.14所示电路中,已知I10.01μA,I20.3μA，I59.61μA。求其余电流I3，I4和I6。

- 2 -

I6I2I4I1I3I5

图1.14

解: 由KCL可得

I3I1I20.010.30.31μA I4I5I39.610.319.3μA I6I2I40.39.39.6μA

5、在图1。15所示电路中，若欲使指示灯上的电压U3和电流I3分别为12V和0。3A,试求电源电压U。

10I5I21015U20I1I3图1。15

I4U3

解: 综合运用KVL与KCL，可得

U12U320I4I430.6V

2020

I2I3I40.30.60.9A

10I220I415I5I510I220I4100.9200.61.4A

1515I1I2I50.91.42.3A

U10I110I2U3102.3100.91244V

- 3 -

6、如图1.16所示电路中，已知U110V，IS2A,R11，R22，R35，

R1。（1）求电阻R中的电流I;（2)计算理想电压源U1中的电流IU1,理

想电流源IS两端的电压UIS；（3）分析电路的功率平衡。

IR1IU1R3+IS_U1_R2R1U+a+ISIRU_b

图1.16

解：（1）由电源的性质及电源的等效变换可得(可将电路化为图1.16-B的形

式）

a+U1_R1IISRaII1R1ISR

图1.16-A 图1。16—B

I1II102U110A6A A10A, I1S22R11（2）由原图可得

IR1IS－I2A－6A－4A，IR3理想电压源中的电流

U110A2A R35IU1IR3－IR12A－－(4)A6A

理想电流源两端的电压

UISUR2ISRIR2IS16V22V10V

（3）由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源都是电源，发出的功率分别是

- 4 -

PU1U1IU110660W PISUISIS10220W 各个电阻所消耗的功率分别是

PRRI216236W

22PR1R1IR（－4）16W 11PR2R2IS22228W PR3R3IR3252220W 可知

(6020)W=(36+16+8+20)W

即两者平衡

7、电路如图1.17所示,已知U1，I3S，R1，R2，R4，R5和R6。试求各支路电流。

aR1R2bI3SR4cU1R5R6d

图1.17

解：该电路有6条支路,5个未知电流数,故需列5个方程.选择回路电压计算与电流方向如下图所示，则有个节点电流方程为

- 5 -

aI3I1R1I2R2bI3SR4I4cU1R5I5dR6I6

I1I2I3S0I2I4I50 III0463S选择不含电流源的回路列写所需的另外2个回路电压方程

I1R1I2R2I5R5U1 IRIRIR0446655联解上述方程组则可求得所需的支路电流。

8、电路如图1。18所示,已知E10V，IS1A,R110，R25，R35。试用叠加原理求I2，US.

R2I2R1R3ISEUS图1。18



解: 当E单独作用时

I2E10A1A

R2R355I2R215V5V US当US单独作用时

- 6 -

IR32RI5S510.5A

2R35USI2R20.55V2.5V 所以，由叠加定理有

I2I2I21A0.5A0.5A USUSUS5V2.5V7.5V 9、如图1。19所示电路中，已知R1R2R45,R310，E12V。试用戴维宁定理求检流计中的电流IG。

IGGRG+E– 图1。19

解: 对本题，先求其戴维宁等效电路

(1）求开路电压U0(如下图所示)

+aI1IU20–b+–E

I1ER12A1.2A1R255

IE122RA0.8A3R4105

- 7 -

RG10，

EU0I1R2I2R41.250.852V (2)求等效内阻R0（如下图所示)

abR0R1R2R3R45.8 R1R2R3R4

（3）可将原电路化为如下图所示电路，有

a+E'_R0RGbIG

IGE2A0.126A

R0RG5 .810

10、在如图1。20所示电路中，当R4时,I2A。求当R9时，I等于

多少。

R12aIISR22R32R42RU1U2b

图1.20

解：将原电路除R外的部分用其戴维宁等效电路代替，则等效电路的内阻R0为

- 8 -

R0R2//R42//21 由已知条件

IU0U02U010V R0R14可知,当R＝9时，有

IU0R101A0R19

- 9 -

第二部分一阶电路的暂态分析（教材第3章—电路的暂态分析）

1解:t0时，电容处于开路，故

uC(0)10mA2k20V 由换路定律得：

uC(0)uC(0)20V

换路后一瞬间，两电阻为串联，总电压为uC(0)。所以

i1(0)uC(0)5mA

(22)k再由节点①的KCL方程得：

iC(0)10mAi1(0)(105)mA5mA

2解：t0时电容处于开路，电感处于短路,3电阻与6电阻相并联，所以

5Vi(0)2A i(0)3A ，iL(0)6363(58)63uC(0)8i(0)24V 由换路定律得：

uC(0)uC(0)24V，iL(0)iL(0)2A 由KVL得开关电压：

u(0)uC(0)8iL(0)(2482)V8V

3解：当0t1 s时,时间常数

1111s

初始值

uC(0)uC(0)2V 若开关S2没有接通，达到稳态时

uC()1V. 由三要素公式得

- 10 -

uC(t)uC()[uC(0)uC()]et/1(1et) V 0t1 s (1) 当t1 s时，电路时间常数发生变化，

112RC10.5s

11由式(1)得1s时的电压值

uC(1s)(1e1) V 稳态值

uC()0.5v 由三要素公式得

uC(t)uC()[uC(1)uC()]e(t1)/2[0.5(0.5e1)e2(t1)] V ( t1 s)uC(V)210.501(b)t/s23

图3(b)电路

4 解：由换路定律得iL(0)iL(0)0,达到稳态时电感处于短路，故

iL()20/45A

求等效电阻的电路如图(b）所示。

44Ri(b)8 图4(b)电路

等效电阻

Ri(4//4)//81.6 时间常数

L/Ri(1/16)s

t0后电路为零状态响应，故电感电流为：

iL(t)iL()(1et/)5(1e16t)A,(t0)

- 11 -

uLdiL0.1516e16ti(t)(L)/8e16tA,(t0)8dt8

5解：t0时电容处于开路，由换路定律得:

6uC(0)uC(0)9V6V，

63t电容又处于开路，

6uC()(18V)12V

63等效电阻

63Ri(8)10

63时间常数

RC0.2s i由三要素公式得：

uC(t)uC()[uC(0)uC()]et/(1218e5t)V(t0)

u(t)8CduCuC0.16(90e5t)(1218e5t) dt

所以

u(t)[123.6e5t] V(t0)

6解：当t0时,列写节点方程求原始值

11112()u1(0)3 652020解得

u1(0)5.76V 由换路定律得

u1(0)(35.76/6)A2.04A 6iL(0)iL(0)3Ai1(0)3A换路后的电路如图(b）所示。

iL2H512Vu120i 图6(b)电路列写节点方程得：

1112()u1(0)iL(0) 52020

- 12 -

解得

12Vu1(0)0.888A

20稳态时,电感处于短路,所以

12Vi()0.6A

20等效电阻

520Ri4

520时间常数

u1(0)5.76V,i(0)L/Ri0.5s

由三要素公式得：

i(t)i()[i(0)i()]et/(0.60.288e2t) A

7解：当t0时，电容处于开路,列写节点电压方程求原始值

11111()u(0)u(0)80223n12n22 11133u(0)()u(0)80n1n224882解得un1(0)4.8V，由换路定律得：

uC(0)uC(0)un1(0)4.8V

t电容又处于开路，再列写节点电压方程如下：

11111()u()u()80n1n222322 1u()(11)u()0n1n2224解得：

uC()un1()4V

求等效电阻的电路如图（b）所示。

2Ri234 图7（b）电路

(b)Ri2//[3//(24)]1

- 13 -

时间常数

RC1s i由三要素公式得:

uC(t)uC()[uC(0)uC()]et/(40.8et) V

8解：由换路定律得：

10V5A 2求稳态值的电路如图(b)所示。

iL(0)iL(0)i()10V23iL()242(c)8(c)电路

342Ri图

iL()(b)8(b）电路，图

3310V5i()A 3232(243//2)6求等效电阻的电路如图（c)所示。

等效电阻

3(24)Ri[2]4

324时间常数

L/Ri2/40.5s

由三要素公式得：

5iL(t)iL()[iL(0)iL()]et/(15e2t)A6

9 解：当t0时,电容处于开路,由换路定律得：

3uC(0)uC(0)u1(0)9V3V

36t 电容又处于开路

33uC()u2()u1()9V9V3V

31.536求等效电阻的电路如图（b)所示。

3k3kRi6kΩ1.5kΩ

- 14 -

图9（b)电路

等效电阻

R6331.5i(6331.5)k3k

时间常数

31032106F6103s 由三要素公式得

ut/103uC(t)C()[uC(0)uC()]e(36e6t)V (1)

3设tt1时,uC0。由式（1)得:36e106t10，解得：t16103ln24.16103s

- 15 -

第三部分正弦交流电路—1

（教材第4章）

1、有一RC串联电路，电源电压为u,电阻和电容上的电压分别为uR和uC,已知电路阻抗模为2000,频率为1000Hz，并设u和uC间的相位差为30o,求R和C，并说明在相位上uC比u超前还是落后。

解：设电源电压为UU0oV

ZR1jCRjXC|Z| （1）从(1）可知90O0O

UUCZ(1jC)U|Z|C90oV|UC|30oV uC落后30o

90o30o 60o

arctan(1RC)60otan(60o)1RC3 （3) 1C3R (4） |Z|R2(1C)22000 将（4）带入（1）得:

R=1000 C0.09uF

2、解：因为元件是并联,所以每个元件上的电压都相同。则

I2I4I52201022A 又因为:I3I4IU5jXU0A LjXC I30A

- 16 -

I1I2I322A I122A

o3、解：设U11000V；

I1U11090oA jXcU11000ooI210245A

5j55245oI0I1I210245o1090o100oA

A0读数是10A。

U010(j10)U1j100100100245oV

V0读数是1002V。

4、解：设参考相量U20oV 2U(1j)U R 由KCL得：I2jCU 再由KVL得：U12jLI2U(1j2)U 对节点1，由KCL得:I1I2jCU12U

再由KVL得:

UsRI1U12(2j2)U2135oVus(t)22cos(t135o)V

5、解：设参考相量U2200oV

U2200o110oA 则：I2R220U2200o1160oA I1R1jXL10j103 II1I2111160o11330oA PUIcos()220113cos(30o)3630W

6、解:（a）因为R的电压与L的电压方向垂直,由电压三角形关系可得:

1002602V02V080V

- 17 -

（b）因为L和C并联，电压相差180o，因此由KCL定理有：

|I0||ILIC||53|2AI02A

- 18 -

第三部分正弦交流电路-2

（教材第5章）

1、解：（1）因为负载与电源间为三相四线制连接,即有中性线的Y形接法,负载

U380各相电压对称，相电压 UPLV220V

33设U1为参考相量，则负载各相电压相量为

U12200V，U2220120V，U3220120V

各相负载不对称，故各相电流为

I1U1220A20A R111U2220A10A R222U3220A10A R322I2I3各相电流相量为

I1200A，I210120A，I310120A

中性线电流为

INI1I2I3(2001012010120)A100A 电压、电流相量图如图所示

U3I3•INI2U2

- 19 -

••I1•U1

（2）如果无中性线。采用结点电压法,则负载中线点与电源中性点电压为

U1U2U32200220120220120R1R2R3112222V550V111111R1R2R3112222UNN此时负载各相电压分别为

U1UNN(2200550)V1650V U1U2UNN(220120550)V252131V U2U3UNN(220120550)V252131V U3（3）如果无中性线，且L1相短路，则负载各相电压为

0 U1U1U21U123U130322030V380150VU2U1U31U313U3303220(12030)V380150VU3负载各相电流为

I2380150U2A17.3150A R222I3380150U3A17.3150A R322I1(I2I3)(17.315017.3150)A300A

电压、电流相量图如图所示

U31U3•U12I1U1I1•U12U2U23

（4）如果无中性线，且L3相断路,则R1、R2串联于线电压U12中,则

- 20 -

I1I2U1238030A11.530A

R1R21122I1R111.53011V12730V U1I2R211.53022V253150V U2（5）在（3）中有中性线,L1相短路，则L1相熔断器因电流过大而熔断;L2相和L3相不受影响，其电流、电压与（1）中相同。

在（4）中有中性线，L3相断路,则L3相无电压和电流；L1相和L2相

不受影响，电流、电压与（1)中相同。

2、解：由于星形联结和三角形联结两组电阻性负载皆为对称性负载，则

星形联结

220A22A ILYIPY10三角形联结

380A10A ， IL3IP103A IP38 设相电压U1为参考相量，则U12超前U130，ILY与U1同相，IP与U12 同相,而IL滞后于Ip30，故ILY与IL同相，其电压与电流的相量图如图所示。

U12IP30IL 所以

ILYU1

IILYIL(22103)A39.3A

3 、解：根据有功功率功率公式PULILcos,则 13线电流 ILP11.431A19.96A

3ULcos33800.87IL19.96A11.52A 33相电流 IP

- 21 -

第四部分磁路与电机

（第6、7、10章—磁路与铁心线圈电路、交流电动机及继电接触器控制系统）

- 22 -

1、将：RL8的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知N1300,N2100,信

号源电动势有效值E6V,内阻R0100,求信号源输出的功率。

IR0•N1N2Rl+E-•

解：变压器原边等效负载阻抗为:

'RL(N12)RL72N2

则：信号源输出的电流为：

ISE34.88mA'RLR0

信号源输出的功率为：

2'PLISRL87.6mW

2、容量为154VA的控制变压器如图:原绕组为220V,副绕组有两个，额定电压分别为110V和22V，22V绕组负担44VA，余下由110V绕组负担，求:这三个绕组的额定电流。

～～110V

220V

～22V 解：

SS1S2

22I1110I2220I154VA可得:

- 23 -

2A22

15444I21A

110154I0.7A

220I1

3、已知Y132S-4型三相异步电动机的额定技术数据如下：电源频率为50Hz.试求额定状态下的转差率SN、电流IN和转矩TN，以及起动转矩Tst、和最大转矩Tmax。

功率转速电压效率 COSφ Tst/TN Tmax/TN 5。5KW 1440r/min 380V 85.5％ 0。84 2。2 2。0

解：n01500r/min，sNnNn00.04 n05.5103P2P3UNINcosIN11.A 133800.8550.84P5.5TN95502955036.48N•m

nN1440TST2.2TN80.25N•m Tmax2.0TN72.95N•m

4、一台三相异步电动机电源频率为50Hz，额定数据如下：

功率转速电压效率功率因数 Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 45kW 1480r/min 380V 92。3% 0.88 7。0 1。9 2。2

求:（1）额定电流和启动电流（2）额定转差率

（3）额定转矩、最大转矩和启动转矩

INP284.2A3Ucos

解：（1)额定电流为：

（2）由铭牌数据可得，同步转速n0＝1500r/min

转差率为：

- 24 -

SNn0n0.013n0

（3）各额定转矩为：

TN9550Tmax(Tst(P2290.4N•mnTmax)TN638.9N•mTN

5、电源频率为50Hz的一台三相异步电动机的额定数据如下：

功率转速电压效率功率因数 Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 5。5kW 1440r/min 380V 85。5% 0。84 7。0 2.2 2.2 求：（1）额定电流和启动电流 (2）额定转差率

（3)额定转矩、最大转矩和启动转矩

INP211.A3Ucos

Tst)TN551.8N•mTN解:（1）额定电流为：

启动电流为：IST7.0IN81.48A (2）由铭牌数据可得，同步转速

n01500r/min 转差率为：

SNn0n0.04n0

（3)各额定转矩为：

TN9550Tmax(Tst(P236.5NmnTmax)TN80.3NmTN

6、三相异步电动机的正反转控制电路如下图所示。 (1）试将线路补充完整。（包括连线和电器图形符号) (2）在补充完整后的图中指出自锁及互锁触点。

- 25 -

A B C Q FU FR KMF KMR KMF KMR SB KMF SBF FR M 3 ∽ SBR KMR 解：

（1）线路补充见下图中(1）,(2），（3)，（4）虚线所示（2）自锁及互锁触点见下图所示。

A B C Q FU （1）（3） FR KMF （4） SB （2） KMR FR KMF SBR KMF SBF KMR KMF 互锁触点 M 3 ∽ 自锁触点， KMR KMR

7、设计两台电动机M1、M2按顺序起动的控制电路。

- 26 -

解：

Q FU1 SB1 SB2 KM1 FR1 FU2 FU3 KM1 KM1 KM1 KM2 FR2 FR1 FR2 SB1 SB2 KM2 KM2 M2 M1 3 ～ 3～

8、图所示为三相异步电动机控制电路，分析此电路完成什么控制，图中各按钮分别作什么用，并说明动作过程。

Q FU1 FU2 FR SB3 KM KM FR SB1 SB2 M SB4 KM 3 ～ SB5

解：Q总开关

SB1 SB2 完成两地停机控制 SB3完成点动控制

SB4 SB5完成两地起动并互锁控制

FU1 FU2 完成主电路和辅助电路的电路保护 FR 过载保护动作过程（略）

- 28 -

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文