电工学作业辅导课件

下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电工学（上）电工学（上）作作 业业 辅辅 导导下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第第第2 2章章章章 电路的分析方法电路的分析方法电路的分析方法电路的分析方法第第第第4 4章章章章 正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路正弦交流电路第第第第1 1章章章章 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律第第第第3 3章章章章 电路的暂态分析电路的暂态分析电路的暂态分析电路的暂态分析第第第第5 5章章章章 三相电路三相电路三相电路三相电路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第 1 章章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出I3的实际方向与图中的参考方向相反。的实际方向与图中的参考方向相反。U3和和I3的参考方向相同，的参考方向相同，习题习题1.5.2（P26页）页）如图电路，已知如图电路，已知I1=3mA,I2=1mA,试确定电路元件试确定电路元件3中的电流中的电流I3和其两端电压和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率平衡。并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率平衡。【解解】根据基尔霍夫电流定律列出根据基尔霍夫电流定律列出根据基尔霍夫电压定律可得根据基尔霍夫电压定律可得确定电源还是负载：确定电源还是负载：（1）从电压和电流）从电压和电流 的实际方向判别：的实际方向判别：电路元件电路元件3电流电流I3从从“+”端流出，故为电源；端流出，故为电源；80V元件元件30V元件元件电流电流I2从从“+”端流出，故为电源；端流出，故为电源；电流电流I1从从“+”端流入，故为负载；端流入，故为负载；（2）从电压和电流的参考方向判别：）从电压和电流的参考方向判别：电路元件电路元件3:故为电源；故为电源；80V元件：元件：U2和和I2的参考方向相反，的参考方向相反，故为电源；故为电源；30V元件：元件：U1和和I1的参考方向相同，的参考方向相同，故为负载；故为负载；下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出校验功率平衡：校验功率平衡：电阻消耗功率：电阻消耗功率：电源发出功率：电源发出功率：负载取用和电阻损耗功率：负载取用和电阻损耗功率：两者平衡两者平衡下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题1.6.2（P28页）页）试求图示部分电路中的电流试求图示部分电路中的电流I、I1和电阻和电阻R。设。设Uab=0。【解解】由基尔霍夫电流定律可知，由基尔霍夫电流定律可知，I=6A。由于由于Uab=0，可得，可得并得出：并得出：又又得：得：I2I5I4I3下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题1.7.3（P28页）页）图示电路中，在开关图示电路中，在开关S断开和闭合的两种情况下试求断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。点的电位。S断开断开I+12V-3KA3.9K-12V+S20K-+-+-+S闭闭合合+12V-3KA3.9K-12V+S20K下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题1.7.5（P29页）页）图示电路中，如果图示电路中，如果15电阻上的电压降为电阻上的电压降为30V，其极性如图，其极性如图，试求电阻试求电阻R及及B点的电位点的电位VB。I1I2I3【解解】各支路电流标注如图所示各支路电流标注如图所示由题意知：由题意知：由基尔霍夫电流定律可知：由基尔霍夫电流定律可知：进而可知：进而可知：由基尔霍夫电压定律可知由基尔霍夫电压定律可知又又可得可得下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第 2 章章电路的分析方法电路的分析方法下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.1.3（P66页页）图中，图中，R1=R2=R3=R4=300,R5=600,试求开关试求开关S断开和闭合时断开和闭合时a和和b之之间的等效电阻。间的等效电阻。S断开断开S闭闭合合R1R3R4R2R5abR1R3R4R2R5ab下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.2.1（P66页页）计算图示电路中计算图示电路中a和和b两端之间的等效电阻。两端之间的等效电阻。cdab21cdRaRcRd下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.3.4（P68页页）计算图示电路中的电压计算图示电路中的电压U5。123RAIS51=W163SIA15W=+=3/321123RRRR下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.4.2（P69页页）试用支路电流法或节点电压法求图示电路中的各支路电流，并求三个电源的试用支路电流法或节点电压法求图示电路中的各支路电流，并求三个电源的输出功率和负载电阻输出功率和负载电阻RL取用功率。取用功率。0.8和和0.4分别为两个电压源的内阻。分别为两个电压源的内阻。（1）用支路电流法计算，列方程有）用支路电流法计算，列方程有(2)用结点电压法计算用结点电压法计算对各支路应用欧姆定律有：对各支路应用欧姆定律有：(3)计算功率计算功率三个电源的输出功率分别为：三个电源的输出功率分别为：二者功率平衡二者功率平衡【解解】解得：解得：AIAIAI13.28,75.8,38.921=下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.5.2（P69页页）用结点电压法计算图示电路中用结点电压法计算图示电路中A点的电位。点的电位。【解解】R1R2I3R3-50V+50V-52010A下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.6.3（P70页页）应用叠加定理计算图应用叠加定理计算图(a)(a)所示电路中各支路的电流和各元件所示电路中各支路的电流和各元件(电源电源和电阻和电阻)两端的电压，并说明功率平衡关系。两端的电压，并说明功率平衡关系。解解：（：（1）求各支路电流）求各支路电流电压源单独作用时，如图（电压源单独作用时，如图（b）所示）所示下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电流源单独作用时，如图（电流源单独作用时，如图（c）所示）所示两者叠加，得两者叠加，得可见电流源是电源，电压源是负载可见电流源是电源，电压源是负载下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出（2）求各元件两端的电压和功率）求各元件两端的电压和功率电流源电压电流源电压各电阻元件上的电压可由欧姆定律求得各电阻元件上的电压可由欧姆定律求得电阻电阻R1功率功率电阻电阻R2功率功率电阻电阻R3功率功率电阻电阻R4功率功率电流源功率电流源功率电压源功率电压源功率下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.7.5（P71页页）用戴维南定理计算图示电路中的电流用戴维南定理计算图示电路中的电流I。+UO-R。由图知：由图知：可得戴维南等效电路如图示可得戴维南等效电路如图示+E -R010I由图知由图知W=00R下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.7.7（P71页页）图示电路中图示电路中,（1）求电流）求电流I;(2)计算理想电压源和理想电流源的功率，计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用的还是发出的功率。并说明是取用的还是发出的功率。解解：(1)应用戴维宁定理计算电流应用戴维宁定理计算电流I(2)理想电压源的电流和功率理想电压源的电流和功率IE的实际方向与图中相反，流入电压源的的实际方向与图中相反，流入电压源的“+”端，故该电压源为负载。端，故该电压源为负载。理想电流源的电压和功率理想电流源的电压和功率下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.7.8（P72页页）电路如图所示，试计算电阻电路如图所示，试计算电阻RL上的电流上的电流IL:(1)用戴维南定理用戴维南定理;(2)用诺顿定理。用诺顿定理。R0ba+-UabIS解：解：(1)用戴维南定理用戴维南定理(2)用诺顿定理用诺顿定理下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题2.8.1（P72页页）用叠加定理求图示电路中的电流用叠加定理求图示电路中的电流I1。+【解解】可将原电路分成可将原电路分成(a)、(b)两个叠加电路，但受控源不能除去，应保两个叠加电路，但受控源不能除去，应保留留由图由图(a)，得：，得：在图在图(b)中，先将受控源中，先将受控源 和串联的电阻和串联的电阻1化为受控电流源，如图化为受控电流源，如图(c)所示所示 12I图图(c)于是于是下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出求图（求图（a）所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。）所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。(a)【解解】求戴维南等效电路和诺顿等效电路的求戴维南等效电路和诺顿等效电路的U0、ISC和和R0。开路时，开路时，电流电流I=0，所以受控电流源相当于开路，于是得，所以受控电流源相当于开路，于是得U0=10V;电路电路a、b两端短路时，两端短路时，如图如图(b)所示。所示。(b)习题习题2.8.2（P72页页）下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出通过电源等效变换，可得图通过电源等效变换，可得图(c)，由此得由此得（c）于是得于是得从求得的从求得的U0、ISC和和R0，即可得出戴维南等效电路和诺顿等效，即可得出戴维南等效电路和诺顿等效电路如图电路如图(d)和和(e)所示。所示。（d）（e）下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第 3 章章电路的暂态分析电路的暂态分析下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题3.2.2（P96页页）电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后其中电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后其中iL，uc和和is的初始值的初始值和稳态值。和稳态值。【解解】由换路定则有由换路定则有30电阻被短路电阻被短路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题3.4.2（P98页页）电路如图电路如图(a)所示，换路前已处于稳态，试求所示，换路前已处于稳态，试求t 0时时电容电压电容电压uC、B点电位点电位vB和和A点电位点电位vA的变化规律。的变化规律。图图(a)【解解】(1)求求t0时的电容电压时的电容电压uC 故故 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2)求求t 0时的时的B点电位点电位vB,注意，注意，t=0+时，由于电容中存在电流，时，由于电容中存在电流，因此因此10k和和5k电阻中的电流不等电阻中的电流不等下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(3)求求t 0时的时的A点电位点电位vC 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题3.4.3（P98页页）电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后（电路如图所示，在换路前已处于稳态。试求换路后（t0）的）的uc。【解解】用三要素法计算用三要素法计算（1）确定初始值）确定初始值（2）确定稳态值）确定稳态值（3）确定时间常数）确定时间常数将理想电流源开路，理想电压源短路，将理想电流源开路，理想电压源短路，从电容元件两端看进去的等效电阻为：从电容元件两端看进去的等效电阻为：故故于是有于是有R0下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题3.6.2（P99页页）电路如图所示，在换路前已处于稳态。当将开关从电路如图所示，在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置扳的位置扳到到2的位置后，试求的位置后，试求i和和iL。解：解：（1）确定初始值）确定初始值由由KVL定律计算，即定律计算，即在此注意，在此注意，下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出（2）确定稳态值）确定稳态值（3）确定时间常数）确定时间常数于是得于是得1.80.21.2-1.20i、iLtiiL下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题3.6.4（P99页页）电路如图所示电路如图所示,试用三要素法求试用三要素法求t 0时的时的i1、i2和和iL。换。换路前电路处于稳态。路前电路处于稳态。【解解】(1)根据换路定则根据换路定则对于开关闭合的一瞬间对于开关闭合的一瞬间,即即t=0+时的电路应用时的电路应用KCL定律和定律和KVL定定律可分别列出方程律可分别列出方程解方程后得解方程后得 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2)稳态时电感元件可视作短路稳态时电感元件可视作短路,故故(3)时间常时间常数数下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出应用三要素法可以得出应用三要素法可以得出 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第 4 章章正弦交流电路正弦交流电路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出已知正弦量已知正弦量 和和 ，试分别用三角函数式、正弦波，试分别用三角函数式、正弦波形及相量图表示它们。如形及相量图表示它们。如 ，则又如何？，则又如何？AjI)34(-AjI)34(-VeUoj30220=【解解】习题习题4.2.2（P148页页）+1+j下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题4.4.6（P149页页）无无源源网网络络i+u-【解解】无源二端口网络如图，输入端的电压和电流为：无源二端口网络如图，输入端的电压和电流为：试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的参数值，并求二端试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的参数值，并求二端网络的功率因数及输入的有功功率和无功功率。网络的功率因数及输入的有功功率和无功功率。AtiVtu)33314sin(24.4)20314sin(2220-=+=可见电压超前电流可见电压超前电流53O,二端口网络应是电阻与电感的串联二端口网络应是电阻与电感的串联下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出设设习题习题4.5.6（P151页页）电路如图所示电路如图所示,已知已知 【解解】试求各个电流和平均功率。试求各个电流和平均功率。为参考相量为参考相量下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题4.5.7（P151页页）【解解】由相量图可知由相量图可知 因因 和和 同相，有同相，有 电路如图所示电路如图所示,已知已知 试求各仪表读数及电路参数试求各仪表读数及电路参数R,L和和C。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题4.5.8（P151页页）求图示电路的阻抗求图示电路的阻抗Zab。【解解】由图（由图（a）可知）可知 由图（由图（b）可知）可知 Z Z1 1Z Z2 2下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题4.5.9（P151页页）【解解】由图（由图（a）可知）可知 由图（由图（b）可知）可知 Z Z1 1Z Z2 2电路如图所示电路如图所示,求电流求电流下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题4.8.3（P154页页）解：解：解：解：（1 1）设）设）设）设已知已知已知已知在图示电路中，在图示电路中，在图示电路中，在图示电路中，(1)(1)(1)(1)求电流表的读数和电路功率因数求电流表的读数和电路功率因数求电流表的读数和电路功率因数求电流表的读数和电路功率因数 ；（；（；（；（2 2 2 2）欲使电路的功）欲使电路的功）欲使电路的功）欲使电路的功率因数提高到率因数提高到率因数提高到率因数提高到0.8660.8660.8660.866，则需并联多大电容？（，则需并联多大电容？（，则需并联多大电容？（，则需并联多大电容？（3 3 3 3）并联电容后电流）并联电容后电流）并联电容后电流）并联电容后电流表的读数为多少？表的读数为多少？表的读数为多少？表的读数为多少？于是得于是得于是得于是得电流表读数为电流表读数为电流表读数为电流表读数为33A33A，电路功率因数，电路功率因数，电路功率因数，电路功率因数coscos =coscos6060=0.5=0.5下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2)(2)(3)(3)并联电容并联电容并联电容并联电容C C后后后后电流表的读数为电流表的读数为电流表的读数为电流表的读数为19.1A,19.1A,减小了。减小了。减小了。减小了。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第 5 章章三三 相相 电电 路路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题5.2.4（P168页页）图示电路中，三相四线制电源电压为图示电路中，三相四线制电源电压为380/200V,接有对称星形联接的白接有对称星形联接的白炽灯负炽灯负炽灯负炽灯负载，其总功率为载，其总功率为载，其总功率为载，其总功率为180W180W。此外，在。此外，在。此外，在。此外，在L L3 3相上接有额定电压为相上接有额定电压为相上接有额定电压为相上接有额定电压为220V220V，功率为，功率为，功率为，功率为40W40W，功率因数为功率因数为功率因数为功率因数为0.50.5的日光灯一支。的日光灯一支。的日光灯一支。的日光灯一支。试求电流试求电流试求电流试求电流。设及。VUIIIIN=0220,132,1&【解解解解】每相白炽灯的功率每相白炽灯的功率每相白炽灯的功率每相白炽灯的功率每相白炽灯的电流每相白炽灯的电流每相白炽灯的电流每相白炽灯的电流则则则则日光灯的电流日光灯的电流日光灯的电流日光灯的电流下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出中性线电流中性线电流中性线电流中性线电流电压和电流的相量图如图（电压和电流的相量图如图（电压和电流的相量图如图（电压和电流的相量图如图（b b）示。）示。）示。）示。在线电压为在线电压为380V的三相电源上，接两组电阻性的三相电源上，接两组电阻性对称负载，如图所示。已知对称负载，如图所示。已知R1=38,R2=10，试求，试求电路的线电流。电路的线电流。习题习题5.3.1（P168页页）(1)对于星形联接负载，其线电流等于相电流对于星形联接负载，其线电流等于相电流 因为电源和负载都是对称因为电源和负载都是对称的，所以计算一相即可。的，所以计算一相即可。【解】设线电压设线电压则相电压则相电压（2）对于三角形联接负载，）对于三角形联接负载，其相电流为其相电流为 则其线电流为则其线电流为（3）线路总电流为）线路总电流为 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出习题习题5.4.1（P168页页）【解解】三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形联结，Ul=220V，当，当S1、S2 均闭合时，各电流表读数均为均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率三相功率 P=4.5 kW，试求试求:1)每相负载的电阻和感抗；每相负载的电阻和感抗；2)S1合、合、S2断开时断开时,各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P；3)S 1断、断、S 2闭合时闭合时,各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。习题习题5.4.3（P169页页）AZ Z3131AAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2或：或：P=I 2R P=UIcos tg =XL/R 解：解：(1)由已知条件可求得由已知条件可求得AZ Z3131AAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2(2)S1闭合、闭合、S2断开时断开时 I1=I3=10A I2=17.32 A 流过电流表流过电流表 L L1 1、L L3 3的电流变为相电流的电流变为相电流 IP，流过电流表流过电流表L L2 2 的电流仍的电流仍为线电流为线电流Il。因为开关因为开关S均闭合时均闭合时 每相有功功率每相有功功率 P=1.5 kW 当当 S1合、合、S2断时，断时，Z12、Z23 的相电压和相电流不的相电压和相电流不变，则变，则P12、P23不变。不变。P=P12+P23=3 kWAZ Z3131AAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2 P=1/4 P12+1/4 P23+P31 =0.375 W+0.375 W+1.5 W =2.25 kWI2=0A(3)S(3)S1 1断开、断开、断开、断开、S S2 2闭合时闭合时闭合时闭合时变为单相电路变为单相电路变为单相电路变为单相电路I1I12Z Z1212Z Z2323Z Z3131L L1 1L L3 3 I13 仍为相电流仍为相电流仍为相电流仍为相电流 IP ，I12、I23 变为变为变为变为 1/2 IP 。I1=I3=10 A+5 A=15A I12、I23 变为变为变为变为 1/2 IP，所以所以所以所以 L L1 1L L2 2、L L2 2L L3 3 相的功率变为原来的相的功率变为原来的相的功率变为原来的相的功率变为原来的1/4 。AZ Z3131AAS1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2