电工技术I练习册题目

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1、电工技术 习题电工电子教学实验中心中南大学2011 年上学期目录习题1电路模型和电路定律1习题2等效电路分析方法4习题3支路电流法、回路电流法和节点电压法8习题4叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理11习题5正弦稳态电路的分析16习题6正弦电路的谐振22习题7含耦合电感的正弦电路24习题8非正弦周期电流电路27习题9三相交流电路29习题10动态电路32习题11二端口网络38习题12非线性电阻电路40习题13磁路和变压器42习题14电动机43习题15继电接触器控制系统45习题 1电路模型和电路定律1-1 根据图示参考方向，判断各元件是吸收还是发出功率，其功率各为多少？1-2 各元件的

2、条件如图所示。(1)若元件A吸收功率为10 W,求Ia；(2)若元件B产生功率为(一10 W),求Ub；(3)若元件C吸收功率为(一10 W)，求I； (4)求元件D吸收的功率。1-3求各电路中所标出的未知量u、i、R或p的值。(a)(b)(c)(d)(e)(01-6 (1)求图(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率；(2) 求图(b)电路中受控电流源的电流和它的功率；(3) 试问(1)、(2)中的受控源是否可以用电阻或独立电源来替代?若能，所替代元件的参数值为多少?并说明如何联接。(b)1-7求图示各电路中的U ab设端口 a、b均为开路。(a)(b)(c)(d)习题 2等效电路分析方法2

3、-1 求各电路的等效电阻 Rab。2-2有一滑线电阻器作分压器使用见图(a)，其电阻R为500 Q，额定电流为1.8 A。 若已知外加电压u = 500 V, R = 100 Q。求：(1) 输出电压u；(2) 用内阻为800 Q的电压表去测量输出电压，如图(b)所示，问电压表的读数为多大？(3) 若误将内阻为0.5 Q，量程为2 A的电流表看成是电压表去测量输出电压，如图(c) 所示，将发生什么后果？(a)(b)(c)2-3 利用电源等效变换化简各二端网络。2-4 应用电源等效变换的方法求电路中的电流 i。(a)(b)2-5习题 3支路电流法、回路电流法和节点电压法3-1并求出图(b )电路

4、中电流源的功率。用支路电流法求各电路的电流 i1，3-2 用网孔电流法求电路中的 ix。x3-3 用回路电流法求电流源的端电压 u。1 Q1=12Q0.5 Q3-4 用回路电流法求图示电路中的电流 i。4Q3-5用节点分析法求图示电路中的u和i。(a)(b)3-6用节点分析法求电路中的ua、ub、uc（图中S代表西门子）。习题 4叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理4-1 用叠加定理求各电路中的电压 u2。(a)4-2当开关S在位置“1”时，毫安表读数为40 mA；当开关S在位置“2”时，毫安 表读数为一60 mA。问：开关S在位置“3”时，毫安表的读数为多少？4-3 电路如图示，

5、当2 A 电流源未接入时，3 A 电流源向网络提供的功率为54 W，u2 =12 V；当3 A电流源未接入时，2 A电流源向网络提供的功率为28 W, u3 = 8 V。求两电 源同时接入时，各电流源的功率。4-4 试用戴维南定理求图示各电路的电流 i。4-5 分别用戴维南定理和诺顿定理求图示各电路中的电流 i。b350 QiovC)0.1 u23000Q 6000Q4-6电路如图示，问：R为何值时，R可获得最大功率?此最大功率为何值?XX习题 5正弦稳态电路的分析5-1 已知电流相量 1 6 + j8 A,1 = 6 + j8 A,1 = 6 j8 A,1 = 6 j8 A。试1 2 3 4

6、写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为。5-2已知图(a)、(b)中电压表V的读数为30 V，V2的读数为60 V；图(c)中电压表 V、V2和V3的读数分别为15 V、80 V和100 V。(1) 求三个电路端电压的有效值U各为多少(各表读数表示有效值)；(2) 若外施电压为直流电压(相当于e=0)，且等于12 V,再求各表读数。(a)(b)(c)5-3已知激励电压叫为正弦电压，频率为1000 Hz，电容C=0.1 mF要求输出电压u2 的相位滞后u160，问电阻R的值应为多少？5-4 已知 i = 10j2cos(2t 36.9 )A, u = 50j2cos2t V。试确定 R

7、 和 L 之值。S5-5已知电流表A的读数为3 A、A2为4 A,求A表的读数。若此时电压表读数为100 V,求电路的复阻抗及复导纳。5-6已知XC=10 Q , R=5Q , Xl=5 Q ,电表指示为有效值。试求A。及V。的读数。5-7图示电路中，并联负载勺、Z2的电流分别为I1=10 A, I2=20 A,其功率因数分别为 九=cos9 = 0.8(9 0)，端 电压 U=100 V, e=1000rad/s。1 (1)求电流表、功率表的读数和电路的功率因数久；(2) 若电源的额定电流为30 A，那么还能并联多大的电阻？并联该电阻后功率表的读数 和电路的功率因数变为多少？(3) 如果使原

8、电路的功率因数提高到久=0.9，需并联多大的电容？5-8 图示网络中，已知 U(t)=10cos(1000t+30 ) V, u2(t)=5cos(1000t60 ) V，电容器 的阻抗ZC=j10Q。试求网络N的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。5- 9电路如图所示。试求节点A的电位和电流源供给电路的有功功率、无功功率。图题 5-8图题 5-95-10 设负载是两个元件的串联组合，求负载获得最大平均功率时其元件的参数值，并 求此最大功率。5-11为使ZL获得最大功率，问ZL = ?此时P =?LLmax图题 5-10图题 5-11习题 6正弦电路的谐振6- 1串联谐振电路实验中，电源电压

9、US=1 V保持不变。当调节电源频率达到谐振时， 厶=100 kHz,回路电流I0=100 mA；当电源频率变到片=99 kHz时，回路电流I1=70.7 mA。试 求：(1)R、L和C之值；(2)回路的品质因数Q。6-2 R、L、C串联电路的端电压u = 102cos(2500t + 15o) V，当电容C=8 “F时，电 路中吸收的功率为最大，且为100 W。(1) 求电感L和电路的Q值；(2) 作电路的相量图。6-3在图示电路中，试问q和C2为何值才能使电源频率为100 kHz时电流不能流过 负载RL，而在频率为50 kHz时，流过Rl的电流最大。6-4图示电路中，正弦电压u的有效值U=

10、200 V,电流表A3的读数为零。求电流表 A1 的读数。图题 6-3图题 6-4习题 7含耦合电感的正弦电路7-1 求图示各电路中的竹及u2(t)，已知：L=l H, L2=0.25 H, M=0.25 H。(a)(b)(c)7-2耦合电感如图(a)所示，已知L1=4 H，L=2 H，M=1 H,若电流i1和i2的波形如图 (b)所示，试绘出u1及u2的波形。(A) Pii 2 3 4(a)(b)7-3图示电路中，已知is 52 cos2t A，试求稳态开路电压uo（。M=2.5H7- 4 把耦合的两个线圈串联起来接到 50 Hz、220 V 的正弦电源上，顺接时测得电流I=2.7 A,吸收

11、的功率为218.7 W,反接时电流为7 A。求互感M。7-5 图示电路中，R=3Q ,厶=40, R2=10Q, cdL=17.3Q coM=2Q , U S =2Z3 V。1 1 2 2 S7-6图示正弦电路。已知：iS(t)=1.414cosl00t A, T为理想变压器。试求负载阻抗ZL 为何值时，其获得的功率最大，并求此最大功率P 。max习题 8非正弦周期电流电路8- 1 已知一无源二端网络端口电压和电流分别为u = 141sin(t - 90。)+ 84.6 sin 2t + 56.4sin(3t + 90) Vi = 10 + 5.64sin(rot - 30) + 3 sin(

12、3t + 60) A试求：(1)电压、电流的有效值；(2)网络消耗的平均功率。8-2 已知电源电压 u(t)=50+100cos1000t+15cos2000tV, L=40 mH, C=25 “F R=30 Q。 试求电压表V及电流表A1和A2的读数(电表指示为有效值)。8-3 图示电路，已知 ujt) = 10 +12 cos rot + 10V2cos3et V, rnL=1 Q l/(eC)=9Q。 求 u 2( t )=?16。习题 9三相交流电路9-1已知对称三相电路的星形负载 Z=165+84Q，端线阻抗Z=2+j1 Q，中线阻抗 ZN=l+jlQ，电源线电压Ut=380 V。求

13、负载的电流和线电压，并作电路的相量图。9-2已知对称三相电路的线电压Ut=380 V（电源端），三角形负载Z=4.5+j14Q，端线阻 抗Zt=1.5+j2Q。求线电流和负载的相电流，并作相量图。9-3图示三相对称电路，电源频率为50 Hz, Z=6+j-8Q0在负载端接入三相电容器组后, 使功率因数提高到 0.9，试求每相电容器的电容值。9-4图示对称三相电路。已右U = 380Z00V, I = 1 Z-60。A,则功率表读数各ABA为多少？B 19- 5 三相对称感性负载接到三相对称电源上，在两线间接一功率表如图所示。若线电压UAB=380 V,负载功率因数cos申二0.6,功率表读数P

14、=275.3 W。求线电流IA。ABA对称三相负载习题 10动态电路10- 1已知电容元件电压u的波形如图所示。试求i(t)并绘出波形图。(2)若已知的是其电流i的波形，如图(c)所示。设u(0) = 0,试求u(t)(t20)并绘出波形 图。如果u(0)改为一20 V,则结果如何？10-2电路如图(a)所示，试列出求uC(t)的微分方程;电路如图(b)所示，试列出求uL(t)的微分方程。du，c。dt0 0+ +1 10-3电路如图所示，换路前电路已达稳态。试求J(+)，uc(0 + ,40 Q 1 mHlL20 n40 Qrhl 丿 10 VlpF10-4如图电路，原已达稳态，t=0时，将

15、开关S换路，试求t三0时的u(t)及i(t)。10-5电路如图所示，以0)=2 A,求iL(t)及u,t0专业.学号.姓名成绩10-6试求图示各电路的零状态响应uCCt), t0试求t0时的uL(t)。10-8图示电路中，已知tV0时S在“1”位置，电路已达稳定状态，现于t=0时刻将 S 扳到“ 2”位置。(1) 试用三要素法求t0时的响应uC(t)；(2) 求uc(t)经过零值的时刻t0。专业学号姓名成绩10- 7图示电路，开关S闭合前已处于稳态。在t=0时，S闭合,10-9试用三要素法求图示各电路中的响应u(t),并作出其变化曲线。4Q1=10.25“i2gF二二Nw(0)=4V习题 11

16、二端口网络11- 1写出图示二端口的Z参数矩阵。11-2写出图示二端口的Y参数矩阵。11-3写出图示二端口的传输参数矩阵。(a)(b)(c)(d)11-4写出图示二端口的H参数矩阵。(a) s= rad/s(b)习题 12非线性电阻电路12-1图(a)电路中，非线性电阻的伏安特性如图(b)所示，求工作点以及流过两线性电 阻的电流。12- 2图示电路中，非线性电阻的伏安特性为u=i2(i0)。试求u、i和片。IQ12-3图示电路中，非线性电阻的特性为=2u2(u0),已知Is=10 A zs1(t)=cost A, R= Q。 试用小信号分析法求非线性电阻的端电压SS习题 13磁路和变压器13-

17、1 选择题1.直流铁心线圈，当线圈匝数N增加-倍，则磁通将()，磁感应强度B将()(a)增大(b)减小(c) 不变2.交流铁心线圈，当线圈匝数N 增 加 一倍，则磁通将()，磁感应强度B将()(a)增大(b)减小(c) 不变3. 交流铁心线圈，当铁心截面积A加倍，则磁通将()，磁感应强 度 B 将()。(a) 增 大 (b) 减 小 (c) 不 变4. 两 个 交 流 铁 心 线 圈 除 了 匝 数 不 同 (N1 = 2N2) 外，其 他 参 数 都 相 同， 若 将 这 两 个 线 圈 接 在 同 一 交 流 电 源 上，它 们 的 电 流 I 1 和 I 2 的 关 系 为( )。(a)

18、 11 I(b)I f2 ) 的 两 电 源 下，此 时 线 圈 的 电 流 I1 和 I2 的 关 系 是()。(a)11 12 11 12(C)11 二 12)。(c) 铜 损 耗 和 铁 损 耗6. 交 流 铁 心 线 圈 中 的 功 率 损 耗 来 源 于(a) 漏 磁 通(b) 铁 心 的 磁 导 率 u7. 有 负 载 时 变 压 器 的 主 磁 通 是 ()产 生 的。(a) 原 绕 组 的 电 流 I1(b) 副 绕 组 的 电 流 I 2(c) 原 绕 组 电 流 I 1 与 副 绕 组 电 流 I 2 共 同13-2电阻RL=8 0的扬声器，通过输出变压器接信号源，设变压器

19、的原边绕组N1 = 500 匝，副 边 绕 组 N2 = 100 匝。求：(1) 扬 声 器电阻换算到原边的等效电阻；(2)若信号源的有效值US = 10 V,内阻R0 =2500。输出给扬声器的 功 率；(3) 若 不 经 过 输 出 变 压 器，直 接 把 扬声器接到信号源上扬声 器 获 得 的 功 率。习题 14电动机14-1 Y801-2型三相异步电动机的额定数据如下：UN = 380 V, IN =NN1.9 A, PN = 0.75 kW, nN = 2 825 r / min,九N = 0.84, Y 形接法。求：(1)在额定情况下 的效率qN和额定转矩Tn ; (2)若电源线电

20、压为220 V,该电动机应采 用 何种接 法 才能正 常 运转？此时 的 额 定 线 电 流为 多少？14-2 一台三相异步电动机，铭牌数据如下：A形接法，PN = 10 kW, NU = 380 V,入=85 % , T = 0.83 ,I / = 7, T / T = 1.6。试问此电动机用 Y-A 起 NNNst Nst N动 时 的 起 动 电 流 是 多 少？当 负 载 转 矩 为 额 定 转 矩 的 40 % 和 70 % 时，电 动 机 能 否采 用 Y-A 起 动 法 起 动。14-3 台三相异步电动机，铭牌数据如下：Y形接法，PN = 2.2 kW,NU = 380 V， n

21、 = 2 970 r / min，n T =82 %，T = 0.83。试求 此电动 机的额 定相电 NNNN流，线电流及额定转矩，并问这台电动机能否采用Y A起动方法 来 减 小 起 动 电 流？ 为 什 么？14-4 某 三 相 异 步 电 动 机，铭 牌 数 据 如 下： A 形 接 法， PN = 45 kW， NU = 380 V，g = 980 r / min，入=92 %，T = 0.87，I / = 6.5，T / T = 1.8。求：(1)直 接 NNNNst Nst N起 动 时 的 起 动 转 矩 及 起 动 电 流；(2) 采 用 YA 方 法 起 动 时 的 起 动 转 矩 及 起 动 电 流。习题 15继电接触器控制系统15-1 试画出三相笼型异步电动机既能连续工作、又能点动工作的继电接触器控制线 路。15-2试画出两台异步电动机顺序起停的控制电路，控制要求是：M起动后M2才能起 动， M2 停车后 M1 才能停车，用接触器 KM1 控制 M1， KM2 控制 M2。15-3 试画出三相笼型异步电动机正反转的继电接触器控制线路。15-4试画出三相笼型异步电动机Y-起动的继电接触器控制线路。