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專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯第一章習(xí)題B、C三點(diǎn)的電位0E=12VI十十6V題1—1的電路1-1指出圖1—1所示電路中A、B、C三點(diǎn)的電位0E=12VI十十6V題1—1的電路1-1指出圖1—1所示電路中A、2KQCc)圖1—1E2=-6V解:圖(a)中,電流—6—=1.5mA,22各點(diǎn)電位Vc=0Vb=2X1.5=3VVa=(2+2)X1.5=6V中,電流I6 中,電流I6 =1mA,42各點(diǎn)電位 Vb=0Va=4X1=4VVc=-2X1=-2V(c)中,因S(c)中,因S斷開,電流I=0,各點(diǎn)電位Va=6VVb=6VVc=0(d)中,各點(diǎn)電位(d)中,各點(diǎn)電位Va=2X(4+2)=12VVb=2X2=4VVc=0圖(e)的電路按一般電路畫法如圖ElEl=4KG一、66電流I= =1mA,422KQE2=各點(diǎn)電位Va=Ei=6VVb=(-1>4)+6=2VVc=-6V1-2圖1—2所示電品&元件P產(chǎn)生功率為10W,則電流I應(yīng)為多少?解:由圖1—2可知電壓U和電流I參考方向不一致,P=-10W=UI因?yàn)閁=10V,所以電流I=—1A圖1—2題1—2的電路1—3額定值為1W、10Q的電阻器,使用時通過電流的限額是多少?解:根據(jù)功率P=I2RI=1盧=1J=0.316A
.R,10試問哪個1-4在圖1—3所示三個電路中,已知電珠EL的額定值都是6V、50mA,試問哪個電珠能正常發(fā)光?解:圖(a)電路,包壓源輸出的12V解:圖(a)電路,包壓源輸出的12V電壓加在電珠EL兩端,其值超過電珠額定值,圖1圖1一4瘟1-5的電躋不能正常發(fā)光圖(b)電路電珠的電阻 R=9=0.12KC=1200,其值與120。電阻相同,因50此電珠EL的電壓為6V,可以正常工作。圖(c)電路,電珠與120。電阻并聯(lián)后,電阻為60Q,再與120。電阻用聯(lián),電珠兩端的電壓為 60“=4V小于額定值,電珠不能正常發(fā)光。120+601—5圖1—4所示電路中,已知電壓U1=U2=U4=5V,求U3和Uca。解:根據(jù)基爾霍夫電壓定律,對回路ABCDA可寫出方程U1+U2-U3+U4=0U3=U1+U2+U4=5+5+5=15V對回路ACDA可寫出方程Uca+U3—U4=0Uca=U4—U3=5—15=—10V
1—6欲使圖1—5所示電路中的電流I=0,Us應(yīng)為多少?解:因?yàn)殡娏?=0,4 解:因?yàn)殡娏?=0,所以Ii=l2= =0.2A(15+55Us=5X0.2=1V1-7在圖1—6所示三個電路中,R1=5Q,R2=15Q,Us=100V,I1=5A1-7在圖1—6所示三個電路中,R1=5Q,R2=15Q,Us=100V,I1=5A,I2=2A0若R2電阻兩端電壓U=30V,求電阻R3解:UR23015=2AI4=I1I5=52=7AI4R1 I5R3U二UscUs-U-I4R1R3) 100-70-752=17.511圖1—6題1—7的電路1-8求圖1—7所示各電路中的未知量1-8求圖1—7所示各電路中的未知量(b)圖U=3父10-20=10V圖1—8題1—9的電路圖1—8題1—9的電路解:I1=0.3AI=0.45AI2=0.45-0.3=0.15A1-10電路如圖1—9所示,求A點(diǎn)的電位解:圖(a)的電路按一般電路畫法如圖(b),⑹圖I=1610=0.6A101—9在圖1—8所示的電路中,R、R2、R3、R4的額定值均為6.3V、0.3A,R5額定值為6.3V、0.45A,U=110V。為使上述各電阻元件均處于額定工作狀態(tài),則選配電阻Rx和Ry的理想阻值應(yīng)為多少?c6.34Ry 1680.15c110-6.35Rx= =174.410.45, 10I= =1.25A Va=—1.25X4=—5V441-11求圖1—10所示電路中的電壓U、電流I
解:(a)圖U為恒壓源的輸出,U=10VI=10/2=5A(b)圖I為恒流源的輸出,I=5AU=5X10=50V1-12簡化圖1—11解:(a)圖U為恒壓源的輸出,U=10VI=10/2=5A(b)圖I為恒流源的輸出,I=5AU=5X10=50V1-12簡化圖1—11所示各電路為一個等效的電壓源或理想電流源4VA圖1—11題1—如圖(f)。如圖(g)o(b)圖兩理想電壓源合并為一個,其值如圖(f)。如圖(g)o(c)圖與恒壓源并聯(lián)的電阻可以去掉,等效為一個理想電壓源,如圖(h)。(d)圖與恒流源串聯(lián)的電阻可以去掉,等效為一個理想電流源,如圖(j)。(e)圖與3A恒流源串聯(lián)的電壓源可以去掉,與5A恒流源串聯(lián)的電阻可以去掉,等效為一個理想電流源,電流Is=5—3=2A,如圖(k)。圖1—12題圖1—12題1—13的電路圖1—13題圖1—13題1—14的電路解:(a)圖由1A電流源提供功率。(b)圖由10V電壓源提供功率。(c)圖由Us電壓源提供功率。,電壓U是多少?解:(a)圖U=0(b)圖U=1—3=—2V(c)圖U=(1+2)X120=360V1-15某實(shí)際電源的伏安特性如圖1-14所示,試求它的電壓源模型,并將其等效變(a)圖1—14題(a)圖1—14題1—15的電路解: U=Us—IRo (1)根據(jù)圖(a)可知,當(dāng)1=0時,U=9V;帶入(1)式解得 Us=9V當(dāng)1=4時,U=6V;帶入(1)式解得 Ro=3/4Q電壓源模型如圖(b),電流源模型如圖(c)。第二章習(xí)題2-1 圖2-1所示的電路中,Us=1V,R=1Q,Is=2A.,電阻R消耗的功率為2W。試求R的阻值。解:rii+is-irn+2-iLi-I1-IK=O解之,得:卜1+RP?I2R=2解之,得二R=2G或RF.5G專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯2-2試用支路電流法求圖2-2所示網(wǎng)絡(luò)中通過電阻R3支路的電流I3及理想電流源兩端的電壓U。圖中Is=2A,Us=2V,Ri=3Q,R2=R3=2Qo解二rIs+l3=12-Us-12I3R3-1SK1+U=or2+13=12-2-2l2-2l3=0笈3-2m3+U=。解之,得:l3=-0.5A,U=7V2-3試用疊加原理重解題2-2.解.13——Is=---x9-1A*Rz+R1'2+2/3U'=IsRi+I3R3=2x3+1x2=3V治舟95AJ"--IsK3=-15x2=-lVI3=-I3+I3=-1+0,5=-0.5A..-I-ii-L2-4 再用戴維寧定理求題2-2中13。RlIsJoUs解:(1)求開路電壓比[Jo=[Js=Us-l£R2=2-2X2=-2V(2)求等效內(nèi)阻EoWl3UsRo=Rl2aWl3Us(3)畫出戴維寧等效電路,求口Ts-^.--Z_2—=-口后A13Ro+R32+22-52-5圖2-3所示電路中,已知Usi=6V,Ri=2Q,Is=5A,Us2=5V,R2=1Q,求電流I專業(yè)專業(yè)word可編輯2-52-5圖2-3所示電路中,已知Usi=6V,Ri=2Q,Is=5A,Us2=5V,R2=1Q,求電流I專業(yè)專業(yè)word可編輯國⑴解:用桂加原理國⑴圖(I)中:R2支路被短路T=譽(yù)=9=3AAl套圖⑵中;R1及R2支路被短路I'^Is=5A圖⑶中:R1支路被短路r修內(nèi)sad:i=r-r-r=3-5-i=-3A2-62-6圖2-4所示電路中,Usi=30V,Us2=10V,Us3=20V,Ri=5kQ,R2=2kQ,2-62-6圖2-4所示電路中,Usi=30V,Us2=10V,Us3=20V,Ri=5kQ,R2=2kQ,電流電流I分別為多少?R3=10kQ,Is=5mA。求開關(guān)S在位置1和位置2兩種情況下,解:用戴維寧定理〔一)E在1位置時,如圖(1)由11)-1,求Ho工一股+R3-2+10-2,5AQo=Usi-¥2=30-C-出3+1'曲)=30-(-20+2.5x10)-25V由(1)-2,求MRo-R?//fe=2//10-4fi由m-3戴維寧等效電路,得I=-E-^—=3.75mA專業(yè)word可編輯2-72-7圖2-5所示電路中,已知Uab=0,試用疊加原理求Us的值專業(yè)專業(yè)word可編輯2-72-7圖2-5所示電路中,已知Uab=0,試用疊加原理求Us的值專業(yè)專業(yè)word可編輯解:由圖11),得;由圖(2),得工UaD=-yxl°=5T疊加:Uab=Uae-Uab=-^-LJs-5=0所以US-12.5V2-8 2-8 電路如圖2-6所示,試用疊加原理求電流I專業(yè)專業(yè)word可編輯2-8 2-8 電路如圖2-6所示,試用疊加原理求電流I專業(yè)專業(yè)word可編輯圖之Y <1>圖⑵圖之Y <1>圖⑵2.4A解:由圖(1)可知,電橋平衡,所以02a電阻中電流為0A麗i'-oa由圖(2)可知,電橋平衡,所以0.2。電陰中電流為口A所以*:段扁萬T疊加?I=I1- -2.4A2-9 2-9 電路如圖2-7所示,試用疊加原理求電阻凡上電壓U的表達(dá)式專業(yè)專業(yè)word可編輯2-9 2-9 電路如圖2-7所示,試用疊加原理求電阻凡上電壓U的表達(dá)式專業(yè)專業(yè)word可編輯解;由圖(1),得;由圖(2),得:R,R4U=(R3//R4)Is=Rm+R4”疊加?R4rTR?RdT_"U一U飛+R&L‘一Rm+R*=(R4lfc-K3R4IS)/(R3+R4)2-10電路如圖2-8所示,已知Ri=Q,R2=R3=2Q,Us=1V,欲使I=0,試用疊加原理確定電流源Is的值解:由圖(1)?得:十二UsR14-(R2/./R3)-1+C2//2)=0.5A由圖〔2〕.得,CR1R2Rm并聯(lián))*匚 里 1£0,5Is1Ri+CRz/./R3)疊加:I=I'b-0_5_0.5Is=02-11畫出圖2-9所示電路的戴維寧等效電路BE專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯U0^3+3x6=21V Ro=3G2-122-12圖2-10所示的電路接線性負(fù)載時專業(yè)專業(yè)word可編輯2-122-12圖2-10所示的電路接線性負(fù)載時專業(yè)專業(yè)word可編輯U的最大值和I的最大值分別是多少?所以二Umas=3V所以二Umas=3V(開路電壓)I抽斗=3/1=3mA(短路電流)2-13電路如圖2-11所示,假定電壓表的內(nèi)阻無窮大,電流表的內(nèi)阻為零。當(dāng)開關(guān)S處于位置1時,電壓表的讀數(shù)為10V,當(dāng)S處于位置2時,電流表的讀數(shù)為5mA。試問當(dāng)S處于位置3SHI4,電壓表和電流表的讀數(shù)各為多少?解!如圖門)所示,有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路。所以,當(dāng)濃位置1時,uc=us=iav當(dāng)S在位置2時,I二1sc=5nA,則RgU,15c=2kG由圖(2)所示戴維寧等效電路可知,當(dāng)S處干位置3時IL=1O/(2+3)=2mAUL=2x3=6V2-142-14圖2-12所示電路中,各電源的大小和方向均未知,只知每個電阻均為6。,又2-142-14圖2-12所示電路中,各電源的大小和方向均未知,只知每個電阻均為6。,又知當(dāng)R=6Q時,電流I=5A。今欲使R支路電流I=3A,則R應(yīng)該多大?6。6。^2-12解:用戴維寧定理,如圉(1)Q
由圖(2),可得:Ro=(5+6)//(6//6)=127/3=2.42二.三:,US=(2.4+6)5=42V由圖(4),得;當(dāng)上3A時,1=42/(2.4短)=3所以:R=lL6Si見圖問電圖片見圖問電圖片la2-15圖2-13所示電路中,N為線性有源二端網(wǎng)絡(luò),測得AB之間電壓為9V,(a);若連接如圖(b)所示,可測得電流I=1A。現(xiàn)連接如圖(c)所示形式,流I為多少?r OA[即+T+uo專業(yè)word可編輯r OA[即+T+uo專業(yè)word可編輯由Ca)知:US=9V由(b)知:I=Us/〔5+/RC=1A所以,=
2-16電路如圖2-14所示,已知Ri=5。時獲得的功率最大,試問電阻R是多大?專業(yè)word]限編輯CL解:用專業(yè)word]限編輯CL解:用戴維寧定理,如圖(1)由圖12),可得:R,o=(5+5)//R加上R1后的戴維寧等效電路如圖(3)當(dāng)Ri=Rq時,電源的輸出功率最大即;10//R-5所以*K=10ft. . 專業(yè)word可編輯 ^. . 專業(yè)word可編輯 ^本章小結(jié)1、支路電流法是分析和計(jì)算電路的基本方法,適用于任何電路。它是以電路中的支路電流為未知量,應(yīng)用基爾霍夫定律列出電路方程,通過解方程得到各支路電流。一般地,對于具有n個節(jié)點(diǎn)、b條支路的電路可列出(n-1)個獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)電流方程和[b-(n-1)]個獨(dú)立的回路電壓方程。2、疊加原理是反映線性電路基本性質(zhì)的一條重要定理,它可將多個電源共同作用下產(chǎn)生的電壓和電流,分解為各個電源單獨(dú)作用時產(chǎn)生的電壓和電流的代數(shù)和 。某電源單獨(dú)作用時,將其它理想電壓源短路,理想電流源開路,但電源內(nèi)阻必須保留。專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯把待求支路(或元3、戴維寧定理適合于求解電路中某一條支路電壓或電流的情況把待求支路(或元件)單獨(dú)劃出來,剩下的線性有源二端網(wǎng)絡(luò)可用一個電壓源來等效替代 。此電壓源中理想電壓源的電壓Us等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓,內(nèi)阻Ro等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去后所得無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 。對于待求元件不要求一定是線性的。第三章習(xí)題圖3-13-1已知正弦電壓和正弦電流的波形如圖3-1所示,頻率為50Hz,試指出它們的最大值、初相位以及它們之間的相位差,并說明哪個正弦量超前,超前多少度?超前多少時間?圖3-1“ =2二f=23.1450=314rad/t解:u、i的表達(dá)式為u=310sin(314t45)Vi=2sin(314t-90)Aq:—!'ui=45-(-90)-135150=0.0075s即:u比i超前1350,150=0.0075s135.135x=T=360 3602-1某正弦電流的頻率為20Hz,2-1某正弦電流的頻率為20Hz,有效值為A,在t=0時,電流的瞬時值為5A,且此時刻電流在增加,求該電流的瞬時值表達(dá)式解:.=2二f=40此時刻電流在增加,求該電流的瞬時值表達(dá)式解:.=2二f=40二i=5V2mj2sin(40Q+中)=10sin(40理+中)At=訓(xùn),i=10sin二=5,. =30,i=10sin(40成+30A3-3已知復(fù)數(shù)Ai=6+j8Q,A2=4+j4Q,試求它們的和、差、積、商解:AA2」(6j8)(4j4)=10j12A-A2K6j8)-(4j4)=2j4AA2=1053.1 5.657.45=56.57.98.1A1 10.53.1A25.65745=1.77.8.13-4試將下列各時間函數(shù)用對應(yīng)的相量來表示。(1)i1=5sin(t)A,i2=10sin(t60)A;(2)i=i1i2解:(1)I:=50A,/=1060A;???(2)Im=I1m12m=50 1060'=13.2340.89U=220V,I1=10A,I2=5、,2A3-5在圖3-5在圖3-2所示的相量圖中,已知,它們的角頻率是IC=U人嘮晶IC=U人嘮晶f0%-j22)=10/90力iR=10.2sin314tAiL=10.sin(314t-90)AILf=50Hz時⑴,試寫出各正弦量的瞬時值表達(dá)式及其相量解: 「u=220..2sintVi1=10、.2sin(t90)Ai2=10sin(0t-45,U=220.0VI:=10.90AI;=5.2-45A3-6220V、50Hz的電壓電流分別加在電阻、電感和電阻負(fù)載上,此時它們的電阻值、電感值、電容值均為22Q,試分別求出三個元件中的電流,寫出各電流的瞬時值表達(dá)式,并以電壓為參考相量畫出相量圖 。若電壓的有效值不變 ,頻率由50Hz變到500Hz,重新回答以上問題用干.U=220/0V當(dāng)f=50Hz時:IR=U,R=2200.22=100AI:=U,jXL=2200.j22=10-90A專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯圖37圖37專業(yè)word可編輯3-7電路如圖3-3所示,已矢產(chǎn)=10加(3180"R=*sL=3° 。試求電感元件上jL的電壓UL。 ULm=-J-ULmRjLo , 解: =/3-父10/—180*^F1r 4+J3+F =0.6/53.1510/-180。J:匚; =6-126.9V二'——— Ul=6sin(t—126.9)V
3-8已知RC串聯(lián)電路的電源頻率為1/(2ttRC),試問電阻電壓相位超前電源電壓幾度?解:電容C的容抗為:XcZ=R-jXC=R-jR=J2R.-45,i比u超前45而uR=iR」.電阻電壓比電源電壓u超前45,。3-9正弦交流電路如圖問Udb是多少?3-4所示,用交流電壓表測得Uad=5V,解:由相量圖電壓三角形可得:UDB=.UAd-uAb二W52-32二4VUab=3V,Ucd=6V,試3-10正弦交流電路如圖3-5所示,已知e=50sinwtV,在5Q電阻上的有功功率為10W,試問整個電路的功率因數(shù)是多少?解:12M5=10.I=;2AP=EIcos:=10I210即:502、.2cos=10(.2)210.cos;:=0.63-11日光燈電源的電壓為220V,頻率為50Hz,燈管相當(dāng)于300。的電阻,與燈管用聯(lián)的鎮(zhèn)流器在忽略電阻的情況下相當(dāng)與電流,并畫出相量圖解:總阻抗Z=300j500-583.15911U__220Z583.1=0.377AUr=IR=0.377300=113.273-12試計(jì)算上題日光燈電路的平均功率、視在功率、無功功率和功率因數(shù)。解:S=UI=220x0.377=82.9VAcos=cos59=0.52P=Scos=82.90.52=43.1WQ=Ssin=82.90.86=71.3var3-13為了降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,可在電源與風(fēng)扇之間用入電感,以降低風(fēng)扇電動機(jī)的端電壓。若電源電壓為220V,頻率為50Hz,電動機(jī)的電阻為190Q,感抗為260Q?,F(xiàn)要求電動機(jī)的端電壓降至180V,求電動機(jī)的端電壓降至180V,試求串聯(lián)的電感應(yīng)為多大?--J解:等效電路如圖所示電動機(jī)的等效阻抗為 Z1=190j260=32253.8411則串聯(lián)待求電感后電路 中電流為:--J解:等效電路如圖所示電動機(jī)的等效阻抗為 Z1=190j260=32253.8411則串聯(lián)待求電感后電路 中電流為:Ui乙1800.56A322電路的總阻抗為:Z=jXLRjXL=Rj(XLXL)=190j(XL260)1.1220,即: 2220,即: 2V1902+(Xl+260)-0.56解之得:Xl=2二fL=83.86jL=83.86/(2黑3.14黑50)=0.27Hwordword可編輯 P=UIcos=105cos30=43.3W3-14正弦交流電路如圖3-6所示,已知,電流表A33-14正弦交流電路如圖3-6所示,已知,電流表A3的讀數(shù)為A2的讀數(shù)各為多少?XC圖3-6因?yàn)椋篨l=Xc=R所以:Ir=Il=Ic=5A則:I2=,R+iC=52 52=5、2A13-.(Ic_Il)IR5A,試問電流表Ai和5A,試問電流表Ai和Il3-15電路如圖3-7所示,已知交流電源的角頻率⑴=2rad/s,試問AB端口之間的阻L-t^lL]抗Zab是多大?解:Xl=coL=2x1=2GXc=1(,C)=1(20.25)=2,「Zab=R〃jXL〃-Xc=4//(j2)//(-j2)=4「J3-16正弦交流電路如圖3-8所示,已知Xc=R,試問電感電壓ui與電容電壓U2的相位差是多少?設(shè)I*=I.0差是多少?則:U:=jXL「=XlI90U;=[R//(-jXc)]:=[R//(—jR)]I'Rm(TR)m「= IR-jRRI-45二、2二平二中u1—中u2=90口一(-455=135。3-17如圖3-9所示,若=10屆小-45”,i=5、5sgt+15",則z為多少?是多少解:二230113-18串聯(lián)諧振電路如圖3-10所示,已知電壓表Vi、V2的讀數(shù)分別為150V和120V,說可電壓|表V加讀數(shù)為多|少解:串聯(lián)諧振時:u圖3-1口UL-UC=U2=u圖3-1口U=Ur=,(Ui2=U2)二J(1502-1202)=90V即:電壓表V的讀數(shù)為90V問電流表A的讀數(shù)為多少?3-19并聯(lián)諧振電路如圖3-11所示,已知電流表A1、A2的讀數(shù)分別為13A和12A,問電流表A的讀數(shù)為多少?解:用相量圖求解:諧振時,u、i同相,由圖可得A表讀數(shù)為:專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯i=I;[i2=132—122=5A3-20含R、L的線圈與電容C串聯(lián),已知線圈電壓Url=50V,電容電壓Uc=30V,總電壓與電流同相,試問總電壓是多大?解:等效電路如圖所示。串聯(lián)諧振時:UL=UC-30Vu=urUrl-URULl2 __2.U-UR-_(URL-Ul)2 2—=.(50-30)=40V即:總電壓為40V。3-21RLC組成的串聯(lián)諧振電路,已知U=10V,I=1A,Uc=80V,試問電阻R多大?品質(zhì)因數(shù)Q又是多大?解:串聯(lián)諧振時:U=Ur=IR=10V
所以:R=U/I=10/1=10QQ=Uc/U=80/10=83-22某單相50Hz的交流電源,其額定容量為SN=40kVA,額定電壓Un=220V,供給照明電路,若負(fù)載都是40W的日光燈(可認(rèn)為是RL串聯(lián)電路),其功率因數(shù)為0.5,試求:(1)日光燈最多可點(diǎn)多少盞?(2)用補(bǔ)償電容將功率因數(shù)提高到1,這時電路的總電流是多少?需用多大的補(bǔ)償電容?(3)功率因數(shù)提高到1以后,除供給以上日光燈外,若保持電源在額定情況下工作,還可多點(diǎn)40W的白熾燈多少盞?解:小(1):SNcos1 4010000.5解:小(1):p日光燈40⑵:P=UI=40nl.I=(405000)/U=20000/220=90.9Acos1=0.5 1=60cos2=1 2=0p日光燈40⑵:P=UI=40nl.I=(405000)/U=20000/220=90.9Acos1=0.5 1=60cos2=1 2=0P(tgQ-tg%) 20000(tg60,tg0F22二fU2223.14502202二2280」F⑶:n2SNcos2 n140401000cos0 500=500盞40本章小結(jié)1、正弦量的三要素:最大值(或有效值)、頻率(或周期,或角頻率)和初相位。已知三要素可寫出瞬時值表達(dá)式,反之,由表達(dá)式可寫出三要素。最大值是有效值的也倍,交流電表所指示的為有效值。2、正弦量的三種表示方法:三角函數(shù)式、波形圖和相量。前兩種方法能完整的表示出三要素,但計(jì)算正弦量不方便;而相量法是分析計(jì)算正弦交流電路的重要工具。3、單一參數(shù)電路歐姆定律的相量形式是:U:=R;U:=jXL;U;二-jXc「其中:感抗Xl=⑴L,容抗Xc=1/(⑴C)。4、RLC串聯(lián)電路的歐姆定律的相量形式:U二ZI其中復(fù)阻抗:Z=R+j(XL-XC)電壓關(guān)系為:u=vuR+(ul-uc)2功率關(guān)系為:S「;P2Ql-Qc2專業(yè)word可編輯 .其中:有功功率P=UIcos中無功功率Q=QL-QC=UIsin丁視在功率S=UI專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯5、基爾霍夫定律的相量形式:三Ik=0,UK=0相量形式的基爾霍夫定律和相量形式的歐姆定律結(jié)合起來是分析正弦交流電路的基本方法6、諧振是正弦交流電路中的儲能元件電感 L和電容C的無功功率實(shí)現(xiàn)了完全補(bǔ)償,電路呈現(xiàn)電阻性諧振條彳4^: L--=0路呈現(xiàn)電阻性C1諧振頻率:f0:2二一LC串聯(lián)諧振特點(diǎn):電路阻抗最小,電流最大;若Xl=Xc>R,則Ul=Uc>U
品質(zhì)因數(shù)Q=Ul/U=Uc/U并聯(lián)諧振特點(diǎn):電路阻抗最大,總電流最小,可能會出現(xiàn)支路電流大于總電流的情況。品質(zhì)因數(shù)Q=Il/I=Ic/I7、提高感性負(fù)載電路功率因數(shù)的方法:在感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器。第四章習(xí)題4-1圖4-1所示的電路為三相對稱電路,其線電壓U=380V,每相負(fù)載R=6Q4-1圖4-1所示的電路為三相對稱電路,其線電壓U=380V,每相負(fù)載R=6Q,X=8Qo試求:相電壓、相電流、線電流,并畫出電壓和電流的相量圖解:相電壓:Up二380
/3二220v「=220/0?V =220/-120?V"”=220/120N相電流:Ip=£220/068j=22/-53A220/068j=22/-53A|. 220/-1201'=——=22/-173A68j 220/120■■=——=22/67A68j 線電流二相電流相量圖略4-2圖4-2所示的電路是供給白熾燈負(fù)載的照明電圖42路,電源電壓對稱,線電壓Ui=380V,每相負(fù)圖42. . 專業(yè)word可編輯 ^. . 專業(yè)word可編輯 ^載的電阻值R=5Q,Rv=10Q,Rw=20Q。試求:(1)各相電流及中性線電流;U相斷路時,各相負(fù)載所承受的電壓和通過的電流U相和中性線均斷開時,各相負(fù)載的電壓和電流;U相負(fù)載短路,中性線斷開時,各相負(fù)載的電壓和電流。解:(1)Up=380=220v 相電流:以二手3 Zp220/0 220/-120 220/120-=———=44/0 '1.■=——=22/-120A口=——=11/120ATOC\o"1-5"\h\z5 10 20中性線電流■='+,+一胃=44/0?+22/-120?+11/120?=29.1/-19.1?A? 1 E⑵U相斷路Uu=0/0N 的=220/-120?VUw=220/120N■ k=0/0?A '=22/-120?A h=11/120?A(3)U相和中性線均斷開A * ' A H A=380/-90?V 四=0/0?V '=1 =127/-90?V ---=-- =253/903 3V*T1=0/0?A 1=12.7/-90?A --=12.7/90?A⑷U相負(fù)載短路,中性線斷開rl=0/0N"'1=-"11=380/-150?V ---=,=380/150?VT?/圖4-3L=38/-150?A --=19/150?A =-(1+-')=50.3/10.89?A圖4-34-3圖4-3所示的電路中的電流表在正常工作時的讀數(shù)是26A,電壓表讀數(shù)是380V,電源電壓對稱。在專業(yè)專業(yè)word可編輯專業(yè)專業(yè)word可編輯列情況之一時,求各相的負(fù)載電流(1)正常工作;(2)UV相負(fù)載斷路;(3)U相線斷路。解:(1)正常工作Ii=26AIp=IIi=15A(2)UV相負(fù)載斷路1卯=0/0?A 小=15/-120?A1--1=15/120?A(3)U相線斷路|舊=15/-120?Aiw=iu=7.5/60?A4-4三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié),線電壓為380V,線電流為17.3A,三相總功率為4.5KW。求每相負(fù)載的電阻和感抗。解:P=J3U1Iicosj gp4.5kw=73*380*17.3*cosIp=、Ii=,17.3=10A |Zi=型=竺0=38Q、3 、3 Ip10即Z=38/_667?=15+35jQR=15QX=35QCOS0=0.39 0=66.74-5三相電阻爐每相電阻R=8.68。。求(1)三相電阻作Y形聯(lián)結(jié),接在Ul=380V的對稱電源上,電爐從電網(wǎng)吸收多少功率?(2)電阻作△形聯(lián)結(jié),接在Ul=380V的對稱電源上,電爐從電網(wǎng)吸收的功率又是多少?解:三相電阻作Y形聯(lián)結(jié)380Up380Up=3=220v I尸Ip=268=25.3AP=.3UiIicosju..3*380*25.3*1=16.6KW電阻作△形聯(lián)結(jié)UP=380V Ii=3IP=/"於P=3UiIicos行.3*380*75.8*1=49.9KW4-6電路如圖4-4所示,三相對稱感性負(fù)載接于電路中,測得線電流為30.5A,負(fù)載的三相有功功率為15KW,求:電源的視在功率、線電壓以及負(fù)載的電阻和電抗功率因數(shù)為0.75,求:電源的視在功率、線電壓以及負(fù)載的電阻和電抗解:p=#UiIicos。即15kw=4*Ui*30.5*0.75Ui=380VS=3UiIi=,3*380*30.5=20*103VA?Up=380V Ip=」Ii=4*30.5=17.6AIZI=Up=^80=21.59Q,3 .3 Ip17.6cos?=0.750=41.4???Z=21.59/_cos?=0.750=41.4X=14.3Q4-7一三相對稱負(fù)載與三相對稱電源連接,已知線電流lu=5/15?A,線電壓U-=380/75N、求負(fù)載所消耗的功率。解:(|)=75?-30?-15?=30?P=,3UiIicos。=,3*380*5*cos30?=2850W第六章磁路與變壓器習(xí)題全解6—1有一線圈匝數(shù)為 1500匝,套在鑄剛制成的閉合鐵心上 ,鐵心的截面積為10CM2,長度為75CMo求:(1)如果要在鐵心中產(chǎn)生0.001Wb的磁通,線圈中應(yīng)通入多大的直流電流?(2)若線圈中通入電流2.5A,則鐵心中的磁通多大?解:(1)B=e/S=0.001刊.001=1T,查鑄剛磁化曲線得:H=0.7X103A/m.?安培環(huán)路定則:H=IN/L.J=HL/N=0.7X103X0.75-1500=0.35A(2)H=IN/L=2.5X15004.75=5X103A/m,查鑄剛磁化曲線得:B=1.6TgBXS=1.6X0.001=0.0016Wb6-2有一交流鐵心線圈接在220V、50HZ的正弦交流電源上,線圈的匝數(shù)為733匝,鐵心截面積為13CM2。求:(1)鐵心中的磁通最大值和磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值是多少 ?(2)若在此鐵心上再套一個匝數(shù)為60的線圈,則此線圈的開路電壓是多少?解:(1).U=E=4.44fNOmcm=U/4.44fN=220+(4.44X50X733)=0.00135WbBm=Om/S=0.001354.0013=1.04T
(2)U"U2=N1/N2U2=U1N2/N1=220X60+733=18V6-3已知某單相變壓器的一次繞組電壓為 3000V,二次繞組電壓為220V,負(fù)載是臺220V、25KW的電阻爐,試求一、二次繞組的電流各為多少?解:二次繞組的電流:12=P2/U2=25000+220=114A11/12=U2/U1一次繞組的電流:I1=I2U2/U1=113.6X220+3000=8.36A6—4在圖6—1中,已知信號源的電壓Us=12V,內(nèi)阻Ro=1KQ,負(fù)載電阻Rl=8Q,變壓器的變比K=10,求負(fù)載上的電壓U2?!颱2★U2圖6—1題6—4的電路解:變壓器原邊電壓:Ui=K2RlUs/(Ro+K2Rl)=102X8X12+(1000+102X8)=5.3VUi/U2=KU2=U1/K=5.3+10=0.53V6-5已知信號源的交流電動勢E=2.4V,內(nèi)阻Ro=600Q,通過變壓器使信號源與負(fù)載完全匹配,若這時負(fù)載電阻的電流h=4mA,則負(fù)載電阻應(yīng)為多少?解:信號源與負(fù)載完全匹配:Ro=K2Rl=600QIi=E/(Ro+K2Rl)=2.4+(600+600)=0.002A=2mAK=Il/11=4+2=2K2Rl=600QRl=600/K2=600-22=150Q6—6單相變壓器一次繞組Ni=1000匝,二次繞組N2=500匝,現(xiàn)一次側(cè)加電壓Ui=220V,二次側(cè)接電阻性負(fù)載,測得二次側(cè)電流I2=4A,忽略變壓器的內(nèi)阻抗及損耗,試求:一次側(cè)等效阻抗|Zi'|;(2)負(fù)載消耗功率P2。解:(1)1尸I2N2/N1=4X500+1000=2A|Z1'|=U1/I1=220+2=110QU2=U1N2/N1=220X500+1000=110VP2=I2U2=4X110=440W6-7某機(jī)修車間的單相行燈變壓器,一次側(cè)的額定電壓為220V,額定電流為4.55A,二次側(cè)的額定電壓為36V,試求二次側(cè)可接36V、60W的白熾燈多少盞?解:I2=I1U1/U2=4.55X220+36=27.8A白熾燈額定電流:I=P/U=60+36=1.67AI2/I=27.8+1.67=16.7白熾燈盞數(shù):n=16盞6-8一單相變壓器,額定容量為50KVA,額定電壓為10000V/230V,當(dāng)該變壓器向R=0.83Q,Xl=0.618Q的負(fù)載供電時,正好滿載,試求變壓器一、二次繞組的額定電流和電壓變化率?解:二次繞組的額定電流:I2=Sn/U2=50000+230=217A一次繞組的額定電流:Ii=I2U2/U1=217X230—10000=5A二次繞組滿載電壓:1平2|="反擊1n217M市麗廊=224.5V電壓變化率:AU%=(U20-U2)/U20=(230-224.5)+230=2.4%6一9有一臺容量為50KVA的單相自耦變壓器,已知U〔二220V,N1二500匝,如果要得到U2=200V,二次繞組應(yīng)在多少匝處抽出線頭?解:U1/U2=N1/N2N2=N1U2/U1=500X200+220=455匝6-10圖6-2所示是一電源變壓器,一次繞組匝數(shù)為550匝,接電源220V,它有兩個二次繞組,一個電壓為36V,負(fù)載功率為36W,另一個電壓為12V,負(fù)載功率為24W,不計(jì)空載電流,求:二次側(cè)兩個繞組的匝數(shù);一次繞組的電流;變壓器的容量至少應(yīng)為多少?圖6—2題6—10的圖解:(1)N21=N1U21/U1=550X36-220=90匝N22=N1U22/U1=550X12+220=30匝I21=P21/U21=36+36=1A122=P22/U22=24+12=2AI1=I21U21/U1+I22U22/U1=1X36+220+2X12+220=0.27A(3)電阻性負(fù)載且不計(jì)空載電流:Sn=I1U1=0.27X220=60VA6—11已知圖6—3中變壓器一次繞組1—2接220V電源,二次繞組3—4、5—6的匝數(shù)都為一次繞組匝數(shù)的一半,額定電流都為1A。在圖上標(biāo)出一、二次繞組的同名端的符號。該變壓器的二次側(cè)能輸出幾種電壓值?各如何接線?(3)有一負(fù)載,額定電壓為110V,額定電流為1.5A,能否接在該變壓器二次側(cè)工作?如果能的話,應(yīng)如何接線?圖6—3題6—11的圖解:(1)工3t4Y5二6(2)輸出110V、220V兩種電壓值。輸出110V電壓:繞組3—4單獨(dú)輸出;繞組5—6單獨(dú)輸出;繞組3—4、5—6的同名端3與6、4與5分別并聯(lián)輸出。輸出220V電壓:繞組3—4、5-6的異名端3與5(或4與6)相串聯(lián),4與6(或3與5)之間輸出。(3)繞組3—4、5—6的同名端3與6、4與5分別并聯(lián)輸出。6-12某三相電力
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