西安交大《电工技术》答案

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date西安交大电工技术答案西安交大电工技术答案第一章 习题1.1解：a) 6k4k5k8k 6k4k13k154/17k52/17 k6k kb) 110.511110.50.5 10.5 1.5 k300c)900600300150300900150300600900120150207.71.2解:依图所示, abUab1.3解:根据估算:, , 1.4解: a) 1), 2)电流源 发出功率 电压源 发出功率 电阻RL 发出功率电流源发出功率+电压源发出功率=电阻吸收功率2A10V+-2UR2II1b)1)因为与电流源串联的电压源相当与无效,故I=2A, U=RI=22=4V2)电压源 发出功率 电流源 吸收功率 电阻RL 吸收功率I1.7解:当开关S断开时,8k2k2kAI8V20VmA, VI1当开关S闭合时, 8k2k2kAI18VI220V mA, V1.8解:10812VI-12Vab2) , , 当R减小时,则I增大,Ua减小,Ub增大.3)当R=6时, A, V ,V1.9解:根据题意, 22 1230VR0IRL+-E+-UA, V内部功率损耗 内阻压降 同理如图, 22 1230AR0IRL+-U , 内部功率损耗 内阻压降 1.10解:根据题意,21I311234+-10V8AI4I2I1I5利用节点电压法, 解得,U1=4V, U2=7V 则 , , , R41.11解: I1-R3R5R2R1I4I3I2I5IS+US1 1.12解:根据题意,-1R4R1R2R3R5R6IS62I1I3I5I6I4+US1IS3利用节点法 化简方程得,解得, , , , , 11.13解:根据题意,化简电路图，-+-E1E2R01R02RLII1I2利用支路电流法 代入 解得 , , 利用节电电压法 , 211.14解:根据题意,利用节电电压法+-I4R2R2R1R3+-US1US21.16解:R无源网络+-USUIS设未知数A,B 解得 A=0.75, 当US=4V , Is=4A 时 , +1.17解:根据与电压源并联的元件可忽略,与电流源串联的元件可忽略,故有2A-2VR442I2I4R2 代入 解得I4=1A , 电流源上的电压 , 产生功率1.18解: 根据迭加定理,当仅有电压源作用时,+-UR1R2R3R4U41 当仅有电流源作用时, R2R4R3R1U42IS综上所述, 1.19解: 利用迭加定理, 当仅有电压源作用时,+-4V342I1当仅有电流源作用时, 1A224I2综上所述, 1.20解:化简电路+-6V32A4R2 2A3A2R323R+-10V 当R=5时,可获得最大功率 1.21解:化简电路 2A24I2+-+-10V10V 2A24I2+-10V2.5AI22+-+-10V18V4 26+-8V1.22解: 化简电路I44265+-5A+-40V20V8445A10A2I+-30V68 +-30V288+-30V I=0A1.23解: 化简电路84410+-18V3AI648463AI+-24VR4R6123A2AI 441AIR I=0.5A1.24解: 化简电路5001k5002V+-1kIv+-2V 2mA1kIv2mA1k Iv+-2V1k得到Us=2V, R=1k, 将电压源在外特性曲线与二极管在伏安特性曲线画在同一坐标系下,那么,两条曲线在交点的坐标即为所求二极管中的电流及端电压.故 Uv=1V, Iv=1mA0.51.5120.511.52UV/VIV/mA1.25解：根据题意，利用节点电压法，221112U1U1+-10V12U0 解得： 第二章 习题2.1解：R1g0=0R1i1+-CES(t=0)i2i1）当时， ， 当时， 这时电容C两端相当于短路 , , , 2)当S闭合后达到稳态时，这时电容C相当于开路， ，3）当用电感元件替换电容元件后，如图所示，R1R1i1+-ES(t=0)i2iL当闭合瞬间，即t=0+时这时电感L两端相当于开路 ， 当S闭合后达到稳态后，这时电感相当于短路， ， 2.2解：根据题意，31iL+-U1iKi1U2(t=0)UL12V当时， 当时， ，+=0 ， ， ，2.3解：根据题意40408020+-10Vi2i1ULiCCUC(t=0)iL当时，电感相当于短路 当时， ，解得 2.4解：根据题意：R1i1+-CUSSi2R2Li3当时，L相当于短路，C相当于开路 ，当时， ，又 ， ，从而， ，2.5解：根据题意，R3CR1R21S(t=0)U2i(t)当时，C相当于开路 ，当时， ， ，故 2.6解：根据题意，+UC-20V10102FS(t=0)1）当时，当时，则 ，2)当t=2+时， ，当t2+时，2.7解：根据题意，836150VUa0.01F-30Vai+Ua-0.01F-+-836150V+30Vi当时， 当时， ，此时电容相当于短路，利用叠加定理 ，2.8解：根据题意，+R1R2CUC-USiCi1当时，当时， ， ， ，2.9解：根据题意，R1R2R3(t=0)12SCUC(t)当时，当时，2.10解：根据题意，US2V+-1k+-(t=0)R1CR2UCUS1V12当时，当时，2.11解：根据题意，10+-20VS1HLULiL101）当时，当时，那么电感L上的电压 开关闭合很久后，电感相当于短路 UL=0V2）开关闭合很久后， ， 2.12解：根据题意 ， ， ，根据三要素法得：2.13解：根据题意由三要素法得：故2.14解：根据题意 ， ， 2.15解：根据题意 ，-+ISR1R2USIS ， ，R1CIS2.16解：根据题意362A ， ，第三章 习题3.1解：（1） ， ， ， ，（2）波形图 0/6-/3190-380tU(V)2/3相量图 /3+1+j0（3） ， 3.2解：（1）电流滞后于电压 （2） ， ，tUi300450-450120021001350Ui波形图300450+1相量图（3）若电流的方向相反，则电流的相位超前电压600，波形图和相量图可雷同作出。3.3解：根据题意， ， 3.4解：根据题意，3.5解： ， ，最大磁场能量即无功：3.6解： ， ， ，最大磁场能量即无功：3.7解：根据题意，即 ，解得 ， ，3.8解：根据题意， ， ，3.9解：根据题意（1） ， ，（2） ，这两个电压加起来等于220V（3）3.10解：（1），,(2) , r 和L组成的|Z| , 解得， ，（3） ，r 和L组成Z ， ， ，3.11解：根据题意，由R和C组成的Z为，则有 ，3.12解：（a）A表读数为1A （b）V表读数为30V（c）V表读数为40V（d）A表读数为5.66A 3.13解：（1）A0表读数为 （2），时电流表读数最大，此时为8+6=14A（3），时，A0表读数最小，此时读数为2A(4)此时A2表读数为0。3.14解：， ，3.15解：根据题意，V表读数220V R和L组成的Z ， ，A1的读数：15.56A A2的读数：7.78A A表读数为i1和i2之和 故A表读数为16.21A。3.16解： ，R和L支路中电流 ，I=10A3.17解：根据题意 ，I=10A， 解得 ，3.18解：根据题意 ，u与i同相，总阻抗 ， 得到 虚部为0 ， ，3.19解：根据题意 ， ，若发生谐振 3.20解：根据题意（1）并联两端的电流为：并联两端的电压为：R1、L串联支路的电流为：读数为：1.97A(2) 整个支路的阻抗 （容性）（4）总电流和总电压同相，只需R1、L支路和R2、C支路并联串联谐振即可，所以需要 ，3.21解：根据题意（a）（b）3.22解：根据题意并联支路电压为： 3.24解：根据题意，发生串联谐振时 即：，3.25解：根据题意，当频率为f1时，电路是电容性的在频率为99KHz时，有： 即 （1） （2） 由（1）、（2）解得 ，在f=f0时，3.26解：根据题意， ，3.27解：根据题意并联部分导纳： 为最小 解得 在f2=5KHz时，并联部分 整个电路Z， 最小在f=f1时，3.28解：根据题意 ， ，功率因数为0.85 ，3.29解：根据题意 ， ， ， ，并联电容以提高功率因数： 功率因数0.9，计算得到3.30解；根据题意（1）电源的额定电流 电源实际发出的电流 电源输出电流超过了它的额定电流（2）对并联电容提高功率因数，有计算公式电源输出的电流源为：（3）此时除掉大负载，还可接的灯泡个数为：3.31解；根据题意，电流中有基波和3次谐波基波分量：3次分量：3.33解：根据题意交流电源工作时：R3R4直流电源工作时：R1R2R3R4直流电源中通过交流电流，但交流电源中不通过直流电源8+6j3.34解；根据题意8+6j8+6j相电压为： ，相电流 ，线电流=相电流3.35解：根据题意 相电流 ，线电流=相电流=127A3.36解：（1）种情况下，绕组应该Y接； （2）种情况下，绕组应该接； （1）种情况下，相电流，线电流=相电流 （2）种情况下，相电流，线电流=相电流=31.75A4.1 解：由磁路欧姆定律：，4.2 解：（1）线圈电阻不变，电源电压不变。由知I不变。由中，只有S加倍，加倍。又,不变，铜耗也不变。 （2），不变；，变为原来的一半；，变为原来的一半；铜耗变为原来的1/8。 （3），不变；，加倍；，加倍；铜耗不变。 （4），加倍，减半；，减半；，变为原来的1/4；铜耗变为原来的1/32. （5），减半，加倍；，加倍； ，加倍；铜耗变为原来的2倍。 （6），减半，不变；，不变；，不变；铜耗不变。4.3 解：铜耗W； 电路功率因数cos，； 铁耗W； 若令A，则，主磁感应电动势 V，V Wb。4.4 解：（1）无铁心时电路的功率即为铜耗。 W 具有铁心时W W （2） 4.5 解：（1） （2），A A （3），V4.6 解： 为纯电阻负载 A,A A 同极性端为N1的上端，N2的下端和N3的左端。4.7 解：（1）A A （2）灯泡的额定电流（设灯泡为纯电阻） A 达到满载运行时能接的灯泡数为 取 133 （3）小电机的额定电流 A 达到满载运行时能接的灯泡数为 取 1064.8 解：（1）为使负载获得最大功率，变压器的输入阻抗应等于电源内阻，即： （2） （3） （4）将负载直接接在信号源上时， 4.9 解：（1）4个绕组的同极性端为主绕组的上端和1，2，3绕组的上端。 （2）能够得到17种输出电压。 （3） 4.10 解：（1）变压器的变比 （2）， （3）变压器的空载电流很小，忽略空载电流，则变压器空载时输入变压器的有功功率就是铁耗，即 。 铁耗为不变损耗，当负载后 （4）设负载后的电流与所加电压成正比，则满载时的输出电流 则 满载时的效率 半载时原，副边电流均变为原来的一半，则铜耗 4.11 解：（1）变压器变比 （2） 4.12 解：（1）Y0/Y连接时，相压变比， ， （2）连接时，相电压变比， ， 5.1 解：三相异步电动机的3个绕组通入三相初相不同的对称电流后，在任一时刻，由电磁场理论知，这3个绕组中产生的合成磁场形成一对磁极，不同时刻电机定子磁场在空间的位置不同，因为三相电流是连续变化的，所以磁场在空间的位置的改变也是连续的，于是磁场就旋转了起来，其转向取决于三相绕组中电流的相序。磁极数增加，旋转磁场的转数较小，转数与磁极之间的关系为 。5.2 解：这样有可能会导致定子绕组烧毁。因为三相异步电动机定子绕组和转子绕组之间相当于变压器的原，副绕组，抽掉转子之后，就成为电磁线路，定子绕组中的电流增加很多，容易烧毁定子绕组。5.3 解：当电动机轴上负载增加时，电动机转子的转速就下降，而转子的转向和由定子产生的旋转磁场的转向是同向的，所以转子切割磁力线的相对速度就增大了，使得转子绕组中的电流增大，于是定子绕组中的电流也就增大，输入功率自然也增大，所以虽然异步电动机定子绕组和转子绕组之间没有电的直接联系，但由于有电磁耦合的关系，当负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加。5.4 解：（1）， （2） （3） （4）转子旋转磁场和定子旋转磁场相等，等于； 转子旋转磁场对转子的转速为。 （5）转子旋转磁场对定子旋转磁场为3000r/min。 （6）钉子旋转磁场对转子旋转磁场的转速为0。5.5 解：（1）由型号知，电动机的极数为8。 （2）输出的机械功率 （3）效率 （4）5.6 解：（1） 电极四极， （2） （3） （4）采用降压起动 5.7 解：（1）若电源电压为380V，电动机Y连接 （2）若电源电压为220V，电动机连接 可见，各项参数和（1）中的相同。5.9 解：（1）， （2） （3）5.10 解：（1） （2）当电源电压时，电动机可以起动。 当电源电压时，电动机不能起动。 （3）5.11 解：令，即 ，即 ，解得： 应串入起动电阻为 5.12 因为三相异步电动机断了一根电源线后，就成为单相电动机，没有起动转矩，所以无法起动，而在起动后断了一线，因为仍有转矩，所以仍能继续转动。前一种情况电流很大，时间一长，电机容易被烧毁；后一种情况下，由于带有额定负载，则势必超过额定电流，时间长了，也会使电机烧坏。5.13 单相异步电动机的起动方法主要有三种：电阻分相起动，电容分相起动，和罩极式起动。其产生转矩的原理是将两相绕组中通入不同的两相电流，把工作绕组与起动绕组中的电流“分相”。改变电动机转向的方法是：把主绕组或者副绕组中的任何一个绕组接电源的两出线端对调，改变气隙旋转磁场的转向。61M3 QFU SB1SB2 FR KMKM KMFR SB1停止，SB2启动。62 当电源电压过低或者突然停电时，接触器线圈失电，使得所有常开触点断开，电动机停转，电源电压恢复正常后，必须重新按下起动按钮，电动机才能起动，否则不能自行起动。63 SB1 SB2 KA FR SB2， KA SB2点动，SB3连动。SB3 SB1 SB2 KA K 64 顺序起动运行，按SB2控制1M先起动，随后按下SB4，2M起动运行。1M不起动时，2M不能起动。按SB3可单独停止2M，按SB1可同时停止1M,2M。该电路有短路保护、过载保护，并有失压和欠压保护。65 （a） 按下SB2，SB1与KM短路。（b） 通电时电路不工作或者短路。（c） SB1不起作用。（d） 通电时电路不工作。66 电路有7处错误。改正如下图所示：M3 Q FU SB1 SBF KM2 KM1 FR KM1 SBR KM1 KM2KMF KMR KM2FR 2M31M367 SB1 SB2 ST2 KM2 KM1 FR1 FR2 Q KM1 FU ST4 ST2 ST3 KM4 KM3 KM1 KM2 KM3 KM4 KM3 ST1 KM1 KM2 ST3 KM2 FR1 FR2 ST1 ST4 KM3 KM4 KM4 SB2为起动按钮，当KM1通电时，1 2；撞到ST2，KM1失电，KM3通电，此时开始4 3；撞到ST3，KM3失电，KM2通电自锁，2 1；撞到ST1，KM2失电，KM4通电自锁，3 4；撞到ST4，KM1通电自锁，1 2，重复以上过程。M368 Q FU SB1 SB2 KM2 KM1 FR SB2 KM1 KM1 KM2SB3 SB4 KM1 FR KM2 KM2 SB5 SB2正转点动按钮，SB4反转点动按钮，FU短路保护，FR过载保护。69 SB1 SB2 KM1 FR KM1 KT1 KT1 KM2 5S KT2 KT2 KM3 4S6.10 (1)不同，电源线有两根换接，电动机转向相反，串联R限制电流。 （2）按下SB2， KM1通电自锁 KM1主触点闭合，电动机起动 KT通电，KT延时断开触点瞬时闭合，KM1常闭触点断开。该控制电路，SB2为直接起动按钮，SB1为反接制动按钮。（3） 不正确。串入R的电路，电动机工作电压低于额定电压不能正常工作。（4） 按SB2，由于KM1、KT串联，KM1的电压大大低于额定电压，KM1线圈失电，欠压保护，KM1触点不动作，KT线圈通电，KT瞬时闭合，KM2通电，电动机欠压反转。611（1） SB1 SB2 KM1 FR KM1 SB3 SB4 KM2 KM2(2) SB1 SB2 KM1 FR KM1 KT KT KM2 KM2 (3) SB1 SB2 KM2 KM1 FR KM1 KT KT KM2 KM2 (4) SB1 SB2 KAKA1 FR KA1 KA2 KM1 KM1 KM1 KA1 SB3 KM2 KM2SB4 KM2 KA1 KA2 KA2SB2控制1M起动，SB1控制2M停止，SB3控制2M起动，SB4控制1M停止。612 合上开关K，HL灯亮，KT1线圈通电，KA线圈通电自锁，KA常闭触点断开，HL灯灭，同时KA常开触点闭合，KT2线圈通电，KT2延时常闭触点瞬时断开，KA常闭触点闭合，HL灯亮，KA常开触点断开，延时后KT2闭合，KA通电，灯灭。KT2瞬时打开，KA断电，灯亮，延时后灯灭。重复此过程。613 合上开关K， KM线圈通电，油泵电动机起动。 KT1线圈通电 延时 KT1延时常开触点闭合 KA线圈通电自锁，KA常闭触点断开。KT2线圈通电。 KM线圈断开，油泵电动机停转。延时 KT2断开 KA断电，常闭触点闭合 KM通电，油泵电动机起动。 此过程为：系统运行t1后，停止t2，周而复始。SB作点动运行，不作自动循环操作。6.14 按下SB1， KA1线圈通电自锁，KA1常开开关闭合， KM线圈通电，水泵起动注水。当液面上升至E点时，浮子带动N S磁铁经过E点，JE接通， KA2线圈通电，KA2常闭断开，KA1线圈失电，KA1常开断开，KM失电，水泵停转。当液面下降至F点时，N S磁铁浮在F点 JF接通，KA1线圈通电自锁，KA1常开闭合， KM通电，水泵起动注水。此过程周而复始。615 按下起动按钮SB1， KM1线圈通电并自锁，KM1常闭打开，KM2不能通电。 KA线圈通电并自锁，KA常开闭合。 小车前进一直到B，压下STb STb常闭开关断开，KM1失电，KM1常闭开关闭合，同时小车停止前进。 KT1线圈通电 延时 KT1闭合，KM2通电自锁 小车后退一直到A，压下STa STa 常闭断开，KM2线圈失电，KM2常闭闭合，小车停止后退。 STa 常开闭合，KT2线圈通电 延时 KT2常开闭合 KM1通电自锁，小车前进。此过程如此反复，直到按下停止按钮SB0。KM1控制电动机正转，带动小车前进，控制电动机反转，带动小车后退。自动往返运动的起动按钮，总停止按钮。若没有中间继电器，那么只要有物块压住STa，即使没有按下起动按钮，小车也会自动前进，这样有可能造成事故。另外，中间继电器对按钮SB1起锁存作用，只要按一下SB1，当SB1恢复常开状态时，常开会一直闭合，为接通电路作好准备。只有按下SB1系统才能起动，否则小车不会动，使SB1对控制电路有完全的控制作用。（）（）0001010005000500（）（）000100010002000205000500（）19020500（）（）同。000100020500DIFU(13) 1000 （） () DIFD(14) 1200DIFU(13) 110000000000000100080009TIM00005001200001000 TIM00 0002000300041200 #00500010001100050006000705000001 1200TIM00KEEP(11)0501 11001200 （）LD 0001（b）LD 0001 OR 0005 IL(02) AND NOT 0002 LD 0002 OR 0008 OUT 1001 LD 0003 LD 0003 AND 0004 IL(02) LD 0006 LD 0004 AND NOT 0007 OUT 1002 OR LD TIM 00 AND LD # 0100 OR NOT 0009 LD 0005 OUT 0500 IL(02)LD 0006OUT 1003LD TIM 00OUT 1004ILC(03)END(01)0502TIM010501TIM0000500 LD 0000 000000010002 OR 0500 AND AND NOT 0001 0500AND NOT 0002TR0OUT 0500