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电工与电子技术-习题答案,(孙立坤)【完整版】

时间:2022-06-29 16:30:03 来源:网友投稿

下面是小编为大家整理的电工与电子技术-习题答案,(孙立坤)【完整版】,供大家参考。

电工与电子技术-习题答案,(孙立坤)【完整版】

 

 电工与电子技术习题答案 境 教学情境 1 习题答案 1-1 因为干电池内部有电阻,根据电源的外特性,在电路工作时,随着外电路电流的增加,内电路的电压降会增大,电源的两端电压即外压降,反而会有所下降;当在电路断开时,外电路两端的电压就是电源的电动势,因此又趋于正常。

 1-2 解:I N = 错误! 未找到引用源。

 R= 错误! 未找到引用源。

 或

  R= 错误! 未找到引用源。

 1-3 图中所标的电流方向为电流的参考方向,I>0,说明实际方向与参考方向一致,I<0,说明实际方向与参考方向相反。由此可以判定,I 1 流出节点、大小为 3A,I 2 流入节点、大小为 5A,I 3 流入节点、大小为 6A,根据 KCL,I 1 +I 2 +I 3 +I 4 =0,I 4 =8A,方向向上流出节点;同样的方法,判断出 I 5 流出节点、大小为 6A,根据 KCL,I 4 +I 5 +I 6 =0,I 6 =4A,方向向上流出节点。

 1-4

 根据 KVL 的回路环绕方向和-U 2 +U 4 -U 5 =0,可以确定 U 2 和 U 4 的两端电压极性,如图中标示,同样的方法,可以确定 U 1 和 U 6 的两端电压极性。U 2 =6V、U 2 >0,而 U 4 =-12V、U 4 <0,说明 U 4 与 U 2 的两端电压极性相反;根据-U 2 +U 4 -U 5 =0,由此确定 U 5=6V。U 3 =-8V,说明 U 3 与 U 2 的两端电压极性相反;对 U 1 、U 2 、U 3 组成的回路应用 KVL,可以确定 U 1 的大小,代入 U 1 -U 2 +U 4 -U 6 =0,可以确定 U 6 的大小。具体见图。

 1-5 解:

 a)U A =18V-6V=12V,U C =-6V b)U A =0V, 错误! 未找到引用源。

 c)U A =5V, 错误! 未找到引用源。

 1-6 解:a)错误 错误! ! 未找到引用源。

 b)R ab =3Ω

 c)R ab =3Ω

 1-7 解:(1)支路电流法 设各支路电流及其参考方向、回路的绕行方向如图所示,根据 KCL、KVL I 1 -I 2 -I 3 =0 2I 1 -4+3I 2 -12=0 6I 3 +12-3I 2 =0 代入已知数据得:

 I 1 -I 2 -I 3 =0 2Ω×I 1 -4V+3Ω×I 2 -12V=0 6Ω×I 3 +12V-3Ω×I 2 =0 解得:I 1 =3A,I 2 = 错误!。

 未找到引用源。,I 3 = 错误! 未找到引用源。

 (2)叠加原理 电动势为 4V 的电源单独作用时:

 错误! 未找到引用源。

 电动势为 4V 的电源单独作用时:

 错误! 未找到引用源。

 两电源单独作用时:

 错误!。

 未找到引用源。, 错误!。

 未找到引用源。,

 错误! 未找到引用源。

 (3)节点电位法 选 b 点为参考点,a 点的电位 U A =4V-2Ω×I 1 =3Ω×I 2 -12V=6Ω×I 3

 错误!。

 未找到引用源。, 错误!。

 未找到引用源。, 错误! 未找到引用源。

 1-8 解:可以将电路进行如下转化

 选 b 点为参考点,a 点的电位 如果 8V 的电压源左负极右正极

 错误! 未找到引用源。

 则负载电阻 R L 中的电流

 错误! 未找到引用源。

 如果 8V 的电压源左正极右负极

 错误! 未找到引用源。

 则负载电阻 R L 中的电流

 错误! 未找到引用源。

 1-9 解:(1)电压源与电流源的等效变换 先将 R 6 从电路中去掉,电路进行等效变换后,再将 R 6 连接在电路中

 (2) 戴维南定理 将 R 6 从电路中去掉后,U ab 可以通过电压源与电流源的等效变换求得 U ab =1V 等效电阻 错误! 未找到引用源。

 电阻 R 6 中的电流

  1-10 解:

 等效电阻

  可将电路进行如下变化,然后再求有源二端网络的开路电压 U ab

  或

 错误! 未找到引用源。

 R 4 中的电流 错误! 未找到引用源。

 境 教学情境 2 习题答案 2-1(1)电压的最大值 错误!。

 未找到引用源。、有效值 220V、相位 3140t、初相 0 0 ;电流的最大值 5A、有效值 3.54A、相位(628t-60 0 )、初相(-60 0 )

 (2)不能,因为不是同频率的正弦量。

 2-2.(1)

 错误! 未找到引用源。

  错误!。

 未找到引用源。(2)

 错误! 未找到引用源。

 (3)

 错误! 未找到引用源。

 (4)

 错误! 未找到引用源。

 2-3(1)

 错误! 未找到引用源。

  错误!。

 未找到引用源。(2)

 错误! 未找到引用源。

 (3)

 错误! 未找到引用源。

  (4)

 错误! 未找到引用源。

 (5) 错误! 未找到引用源。

 2-4

 (1)电阻(2)电容 2-5 解:

 2-6 解:

  错误! 未找到引用源。

 2-7 解:

 直流(DC):

 错误! 未找到引用源。

 交流(AC):

 错误! 未找到引用源。

 L=12.7mH 2-8 a)100V;b) 20V<U<100V(因 RL 仅仅知道读数,不知道相位角,因此只能是一个范围) 2-9 增大 R 的数值,V 1 的示数变大,V 2 的示数变小;电源频率增大,V 1 的示数变小,V 2 的示数变大;电源频率减小,V 1 的读数变大,V 2 的读数变小。

 2-10

  a)5A;b)1A 2-11

 增大 L 的数值,A 1 的示数不变、A 2 的示数变小;电源频率增大,V 1 的示数不变,V 2的示数变小;电源频率减小,V 1 的示数不变,V 2 的示数变大。

 2-13

  90V 2-13 解:

 错误! 未找到引用源。为

  阻抗为 错误! 未找到引用源。

 阻抗角为

 错误! 未找到引用源。

 (2)电流有效值为

 错误! 未找到引用源。

 (3)整个电路的有功功率为

 P=0W 无功功率为

  Q=UI=220V×6.9×10- 3 A=1.518Var 视在功率为

  S=1.518VA 2-14 解:因为 i=i L +i C 且 I=I C =I L ,所以 错误!。

 未找到引用源。,且φ=30 0

 电路消耗功率为

  P=UIcosφ 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到 引用源。A 错误! 未找到引用源。A 错误! 未找到引用源。A 2-14 题图 2-15 解:

 电路消耗功率 P=U R I=UIcosφ cosφ= 错误!。

 未找到引用源。,U R = 错误! 未找到引用源。V 线圈的参数 R= 错误! 未找到引用源。

 U L =Usinφ=220V×0.6=132V 线圈的参数 L= 错误! 未找到引用源。

 2-16 解:

 阻抗 错误! 未找到引用源。10000.5Ω 电路中的电流 I= 错误! 未找到引用源。

 输出电压 U o =U R =IR=0.24×10 -3

 A×10×10

 3 Ω=2.4V 相位角φ 错误! 未找到引用源。

 ( 此题没有体现出移相器的功能,如果将频率改为 f =4KHz ,相位角 φ为 将变为 5.6 0 。

 。) 2-17 解:因为每条支路是并联,电压相等,比较白炽灯的亮度就是比较各支路的阻抗值,阻抗值越大,电流越小,白炽灯越暗。

 交流电路:

 阻抗 错误! 未找到引用源。

  白炽灯的亮度:f>b=c>a=g>d=e 直流电路:

 阻抗 错误! 未找到引用源。

 白炽灯的亮度:b>a=d>c=e=f=g 2-18 解:

 日光灯管的电为

 R 灯 = 错误! 未找到引用源。

 镇流器的阻抗为

 错误! 未找到引用源。

 镇流器的电感为

 L=1.63H 电路总的有功功率为

 错误! 未找到引用源。

 功率因数为

 错误! 未找到引用源。

 (2)如果将功率因数提高到 0.9,电路总电流为

  错误! 未找到引用源。

 电容器支路中的电流为

 并联的电容为

 错误! 未找到引用源。

 境 教学情境 3 习题答案 3-1.略 3-2.略 3-3.答:中线的作用在于保证各相负载上的相电压接近对称,在负载不平衡时不致发生电压升高或降低,若一相断线,其他两相的电压不变。对于不对称的三相负载,中线不能去掉,不能在中线上安装保险丝或开关。

 3-4.答:在任一时刻,总有一相电流恰好与其它两相电流之和大小相等、方向相反。这样三条相线和电源相互构成电流回路,不用通过中线返回电源。

 3-5.答:这个教学楼的照明电路是按三角形连接方式安装的,采用的三相三线制供电。当第二层和第三层所有电灯突然暗淡下来,而第一层楼电灯亮度未变时,是二层和三层之间的火线断了,二层和三层构成了串联连接,端电压为线电压。第三层楼的灯比第二层楼的灯还亮些,是因为三层楼开的灯少,总灯丝电阻大、分压多的缘故。照明电路必须接成 Y 形、三相四线制供电,显然这种连接方式不符合照明电路安装原则。

 3-6.解: (1)当三相负载接成星形时,有

 LP3802203 3UU = = = V 错误! 未找到引用源。

  错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 (2)当三相负载接成三角形时,有 38038A10PPUIZ= = =

  错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 可见,三角形接法时,由于每相负载的电压升高,所以有功功率增大。

 3-7.解:(1)三相电阻作 Y 形联结

 380220V3PU = =

  22025.3A8.68L PI I = = =

  错误! 未找到引用源。

 (2)电阻作△ 形联结

 U p =380V

  错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 3-8.解:(1)星形联结时,负载各相电压380220V3PU = = , 各相电流为2 222044A3 4PPUIZ= = =+ ( 2 )

 三角 形 联结 时 ,负 载 相 电流 为2 238076A3 4PPUIZ= = =+, 负 载线 电 流为3 131.5AL PI I = =

 境 教学情境 4 习题答案

 4-1 答:铁磁材料导磁性能好,磁导率高,内部有许多磁畴组成,在外界磁场的作用下,能够被磁化并增强磁场,是制造变压器、电动机、仪器仪表等各类电工设备的主要材料。

 4-2 答:铁磁材料一般分为三类:软磁材料、硬磁材料、矩磁材料。

 软磁材料的剩磁和矫顽力较小,磁滞回线较窄,磁化曲线较陡,磁导率较高,所包围面积较小。由于容易磁化和退磁,一般用于有交变磁场的场合。

 硬磁材料的剩磁和矫顽力较大,磁滞回线较宽,所包围面积较大,由于磁化后的剩磁不易消失,适用于制作永久性磁铁。

 矩磁材料的磁滞回线近似于矩形,剩磁很大,矫顽力很小,由于在较弱的磁场作用下也能磁化并能达到饱和,即使去掉外磁场,仍能够保持磁饱和状态,有良好的稳定性,且易于翻转,常用于计算机和控制系统中,用做记忆元件和开关元件等。

 4-3 答:家用电磁炉的内部有一个线圈,通入交流电后,会产生交变的磁场,在铁锅(铁磁材料)的底部能形成涡流,平底铁锅可以增大产生涡流的面积。在工作状态,当铁锅拿开炉面时,铁锅与炉体之间的空气间隙很大,由于空气的导磁率很小,磁阻很大,导致铁锅内产生的涡流极小,而线圈内的交变电流会很大,甚至可以把线圈烧毁,因此对这种错误操作会发出提示音。

 4-4 答:直流电产生的磁场是稳定的,变压器不能工作。如果变压器接入 220V 的直流电源,会因为绕组电阻很小,而产生很大的直流电流,绕组会因过热而烧毁,如果直流电源的电阻很小,甚至也可能烧毁 直流电源。

 4-5 答:不可以,原因是变压器的一次、二次绕组的磁动势近似相等,即 错误!。

 未找到引用源。,匝数减小 100 倍就意味着电流增加 100 倍,线圈将要被大电流烧毁。

 4-6 答:

 不是。

 因为变压器的绕组通入交流电,除了绕组的电阻以外,还有非常大有感抗,交流电流主要是由感抗决定的。

 4-7 解:

 错误 ! 未找到引用源。

  4-8 解:

 错误! 未找到引用源。

 4-9 解:

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 4-10 解:

 错误! 未找到引用源。

 4-11 解:(1)

 错误! 未找到引用源。

 (2)

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 (3)

 错误! 未找到引用源。

 错误! 未找到引用源。

 4-12 解:

 错误! 未找到引用源。

 输出变压器的副方绕组的匝数应减少为 15 匝。

 4-13 答:双绕组变压器一、二次绕组是分开绕制的,每相虽然都装在同一铁芯上,但相互之间是绝缘的。原绕组和副绕组之间只有磁的耦合,没有电的联系。

 自耦变压器实际上只有一个绕组,副绕组接线是从原绕组抽头而来,因此,原绕组和副绕组之间除了有磁的联系之外,还直接有电的联系。

 双绕组变压器传送电功率时,全部是由两个绕组之间的电磁感应传送的。自耦变压器传送电功率,一部分由电磁感应传送,另一部分则是通过电路连接直接来传送的。

 因此,在变压器容量相同时,自耦变压器的绕组比双绕组变压器小。同时自耦变压器用的硅钢片和导线数量也随变比的减小而减小,从而使铜、铁损也减小,其励磁电流也较双绕组变压器为小。但由于自耦变压器原、副绕组的电路直接连在一起,高压侧发生电气故障会影响到低压侧,因此,必须采取适当的防护措施。

 4-14 解:

 错误! 未找到引用源。

 4-15 答:测量交流高电压用电压互感器,测量交流大电流用电流互感器,因为互感器是按比例变换电压或电流的设备。电压互感器是降压变压器,二次侧匝数少、电压低,电流大,如果短路短路电流很大,会烧坏电压互感器;电流互感器将被测电路的大电流变换为小电流,如果二次侧如果开路,被测电路的大电流全部成为励磁电流,会使铁芯过热,而且在二次侧会感应高电压,损坏电流互感器,两种情况都会危及人员安全。

 境 教学情境 5 习题答案

 5-1 答:改变三相绕组与电源连接的任意两线对调。

 5-2 答:电动机转差率 0<s<1。如果 0.01<s<0.06,电动机额定负载下满载运行;如果 0.001<s<0.007,电动机空载运行。

 5-3 答:异步电动机的定子绕组已经与电源接通,就会产生旋转磁场,由于转子被阻,转子与旋转磁场的相对转速最大,转子内产生很大的感应电流,定子绕组中的电流就会维持启动电流,而启动电流可达额定电流的 4~7 倍,如果长时间不能转动,电动机就有被烧毁的危险。如果遇到这种情况,应立即断开电源。

 5-4 答:电动机功率选择太大,而拖动的负载较轻,就会出现“大马拉小车”现象,电动机输出的机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利,而且还会造成电能浪费。在额定电压和额定负载的情况下,电动机功率因数和效率较高 。

 5-5 答:根据电源电压和电动机的铭牌要求进行合适的连接。一般 4kW 以上的大功率电动机,联接成三角形。

 5-6 解:据题意,该电动机的同步转速 n 0 =1000 r/min,磁极对数 P=3 额定转差率 错误! 未找到引用源。

 ∴额定转速时转子电流的频率 错误! 未找到引用源。

 5-7 解:据题意,该电动机的磁极对数 P=2 额定转差率 错误! 未找到引用源。

 空载转速 错误! 未找到引用源。

 5-8 答:启动时,如果某一相绕组断路,就不能形成旋转磁场,将无法启动,转子会左右摆

 动,有强烈的嗡嗡声,绕组断路的那相电流表无电流,其他两相升高。如果是在运行过程中,某一相电源线断路,由于惯性,电动机仍能继续运转,但转速降低电流加大,其运行的两相绕组中电流约增大到额定电流的 错误!。

 未找到引用源。倍。该电流大于一般的过载运行电流,但小于绕组短路电流,所以保护装置一般不会动作,因此缺...

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