内容发布更新时间 : 2024/12/22 22:16:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电工电子技术 作业及习题解答

【例】在下图所示的各段电路中，已知Uab=10V， E=5V ，R=5Ω,，试求I的表达式极其数值。

解： 串联各电压相加等于两端总电压，或由基尔霍夫电压定律，可列出以上各图电压方程，求出相应的电流I;

注意，端电压Uab参考方向由a到b ，电阻R和电动势E上电压参考方向与之相反时要取负号。

U?E10?5U?E10?5(a) Uab?IR?(?E) I?ab??3A (b) Uab?IR?E I?ab??1A

R5R5(c) Uab??IR?(?E) I? 教材P33-34页

【1.5.2题】在图1.04所示直流电路中，已知US = 3V，IS = 3A，R=1Ω,

求 a、b、c三点的电位。

?Uab?E?10?5?Uab?E?10?5???3A (d) Uab??IR?E I????1A R5R5解：某点电位为此点到参考点（即接地点、零电位点）间的电压；a点点位：Va?US?3V

b点电位：Vb?RIS?US?(1?3?3)V?V c点为参考点点位为：Vc?0

【1.6.3题】求图1.07示电路中通过恒压源的电流 I1、I2 及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。 解： 设 2 ? 电阻上电流为 I3， 如右图。

该电阻与 10 V恒压源并联，故其上电压为10 V， 所以：I3 = (10／2) A = 5 A 。

据KVL定律，左回路：5I1＋2I3－40 = 0，则 I1= 6 A 或外回路：5I1＋10－40 = 0，有 I1= 6 A 再用 KCL定律，求得 I2= I1－I3= 1 A

图1.07

左恒压源的功率 P1＝240 W，由于其电压和电流的实际方向从正极流出，故起电源作用； 右恒压源的功率P2＝10 W，由于其电压和电流的实际方向从负极流出，故起负载作用。

【1.7.2题】 用支路电流法求图1.10所示电路中各支路电流。 解：由于电源所在的支路电流已知，

故待求电流只有I1和I2，只需列出二个方程联立求解。 据KCL定律，上结点： I1?I2?IS?0

据KVL定律，右网孔：RI1?RI2?US?0 图1.10

选取回路时，应避开电流源所在回路，否则因电流源的电压是未知的，待求量又变为三个，需再增加一个回路方程式。 带入数据：

I1?I2?5?02I1?3I2?10?0 解得：I1??1A I2?4A

【1.8.1题】 用叠加原理求图1.10所示电路中的电流I1和 I2 。 解：电流源单独作用时，电压源短路，电路图自画，则 I1'?I2'?

R2?3?IS???5?A?3A

R1?R2?2?3?R1?2?IS???5?A?2A 电压源单独作用时，电流源开路，则

R1?R2?2?3?1

I1''?I2''?US?10????A?2A 最后，分电路各电流的代数和叠加求原电路电流，注意与原电路

R1?R2?2?3?电流反向的分电流要取负号：I1??I1'?I1''?(?3?2)A??1A I2?I2'?I2''?(2?2)A?4A

【1.9.2题】 用戴维宁定理求图1.10所示电路中的电流I2 。 解：分析各步骤图如下：

图1 有源二端网络 图2 除源等效电阻 图3 等效电压源 （1）将待求支路R2提出后，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC =Us + Is R1 = 10+5*2= 20 V （2）有源二端网络的除源等效电阻RO = R1 =2 ? （恒压源短路、恒流源开路）

（3）用等效电压源代替有源二端网络，电动势Ues =UOC=20V，将电阻R2接回等效电压源，

Ues20I2???4A

Ro?R22?3

【1.9.4题】 用诺顿定理求图1.10所示电路中的电流I2 。

解：将R2支路提出，剩下的有源二端网络如上题图1所示，由图求得短路电流为：

ISC?IS?US?10???5??A?10A R1?2?除源等效电阻RO = R1 =2 ? (与戴维南定理相同)，将有源二端网络用诺顿等效电流源代替后，原电路

R02Ies??10A?4A 简化为图b所示，图中Ies?Isc?10A 最后求得：I2?Ro?R22?3 教材P98-100页

【3.1.1题】已知某负载的正弦电流i和电压u的有效值和初相位分别是2A 、-30o ；36V、45o ，频率均为 50 Hz (1)写出它们的瞬时值表达式；(2)画出它们的波形草图（标出初相角）；(3) 指出它们的幅值、角频率以及二者之间的相位差。

解：本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。 i 、u的角频率相同： ??2?f?2?3.14?50?314rad/s （1）瞬时值： （2）波形图如右图示：

Im?22（3）电流i的幅值为： A 初相角为：?i??30o Um ?362V 电压u的幅值为：初相角为：?u?45o

u?362sin(314t?45?)Vi?22sin(314t?30?)A 二者之间相位差为：???u??i?75o 电压超前电流

2

【3.4.4题】解：（1）接于200V、50Hz的交流电源上时：

11XC????9? XL?2?fL?2?3.14?50?19.11?10?3??6? ?62?fC2?3.14?50?353.86?10U220?00220?00I??A?A?44?36.870A 0R?j(XL?XC)4?j(6?9)5??36.87??由于电流i超前于电压，故电路是电容性的。

（2）接于200V、100Hz的交流电源上时，由于XC与频率成反比，XL与频率成正比，故此时的 XCU220?00220?00?A?A?25.88??61.930A ?4.5? XL?12? I?0R?j(XL?XC)4?j(12?4.5)8.5?61.93??

【3.5.4题】 在图3.07（教材图3.07）所示电路中，已知R?2? Z1??j10? Z2?(40?j30)? I?5?300A 求：I1、I2和U

????解： Z1??j10??10??90?Z2?(40?j30)??50?36.9?? ? Z2?50?36.9?I1?I??5?30?A?5.59?40.3?A Z1?Z2?j10?40?j30? Z1?10??90?I2?I??5?30?A?1.12??86.6?A Z1?Z2?j10?40?j30 ??ZZ10??90?50?36.912 ?R?Z?(2?)??11.7??70??Z1?Z2?j10?40?j30

??

U?ZI?11.7??70??5?30?V?58.5??40?V

U22202【3.6.3题】解：本题由元件功率求总功率最方便 P??W?806.67W

R60?1Q???X?XC?L?2?112?U??????220var?605var S?P2?Q2?806.672?6052V?A?1008.34V?A ??4080?? 教材P125页

【4.2.3题】 有一电源为三角形联结, 而负载为星形联结的对称三相电路, 已知电源相电压为 220 V, 每相负载的阻抗模为 10 Ω, 试求负载和电源的相电流和线电流。

解：电源三角形联结, 线电压：ULS = UpS = 220 V 负载线电压：ULL = ULS = 220 V

负载相电压：UpL?ULL3?UpL127220?V?12.7A V?127V 负载相电流： IpL?10Z1.73负载线电流：ILL = IpL = 12.7 A 电源线电流：ILS = ILL = 12.7 A 电源相电流：IpS?ILS3?12.7A?7.33A 1.73

【4.3.2题】 某三相负载,额定相电压为 220 V,每相负载的电阻为4Ω, 感抗为 3Ω, 接于线电压为 380 V的对称三相电源上, 试问：该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视在功率?

12?42?32??5 ?解: 因负载的额定电压等于电源线电压的，故应采用星形联结：Z ?R2?XL3

3