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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上第一章 電路的基本概念和基本定律1.1指出圖(a)、(b)兩電路各有幾個節點?幾條支路?幾個回路?幾個網孔? (a) (b) 習題1.1電路解:(a)節點數:2;支路數:4;回路數:4;網孔數:3。(b)節點數:3;支路數:5;回路數:6;網孔數:3。1.2標出圖示電路中,電流、電動勢和電壓的實際方向,并判斷A、B、C三點電位的高低。 解:電流、電動勢和電壓的實際方向如圖所示:A、B、C三點電位的比較:1.3如圖所示電路,根據以下各種情況,判斷A、C兩點電位的高低。解:(1) (2) (3)無法判斷1.4有人說,“電路中,沒有電壓的地方就沒有電流,沒有電流的地方也就沒

2、有電壓”。這句話對嗎?為什么?解:不對。因為電壓為零時電路相當于短路狀態,可以有短路電流;電流為零時電路相當于開路狀態,可以有開路電壓,1.5求圖示電路中,A點的電位。 (a) (b) 習題1.5電路解:(a)等效電路如下圖所示: (b)等效電路如下圖所示: 1.6如圖所示電路,求開關閉合前、后,和的大小。1.7求圖示電路中,開關閉合前、后A點的電位。解:開關閉合時,等效電路如圖所示:開關打開時,等效電路如圖所示:1.8如圖所示電路,求開關閉合前及閉合后的、電流、和的大小。1.9如圖所示電路,電流和電壓參考方向如圖所示。求下列各種情況下的功率,并說明功率的流向。(1),(2),(3),(4)

3、解:(1)A:; B: (2)A:; B: (3)A:; B: (4)A:; B:1.10一盞220V/40W的日光燈,每天點亮5小時,問每月(按30天計算)消耗多少度電?若每度電費為0.45元,問每月需付電費多少元?解:;每月需要的費用:1.11求如圖所示電路中,A、B、C、D元件的功率。問哪個元件為電源?哪個元件為負載?哪個元件在吸收功率?哪個元件在產生功率?電路是否滿足功率平衡條件?(已知,。) 習題1.11電路 解: (產生功率)(電源) (產生功率)(電源) (吸收功率)(負載) (吸收功率)(負載) 所以此電路功率平衡。1.12已知一電烙鐵銘牌上標出“25W,220V”。問電烙鐵的

4、額定工作電流為多少?其電阻為多少?解:; 1.13把一個36V、15W的燈泡接到220V的線路上工作行嗎?把220V、25W的燈泡接到110V的線路上工作行嗎?為什么?解:兩種情況均不可以。若接到220V的線路上,由于電壓超過額定值燈泡會燒壞;若接到110V的線路上,由于電壓低于額定值燈泡不能正常工作。1.14如圖所示電路,已知,當(1)S斷開時,(2)S閉合且時,電路參數和。1.15求圖示電路中的電壓。1.16求圖示電路中的電流和電壓。    1.17在圖示電路中,已知,求。第二章 電阻電路2.1試求圖示各電路的等效電阻(電路中的電阻單位均為歐姆)。

5、(a) (b) (c) 習題2.1電路解:(a) (b)等效電路如圖: (c)等效電路如圖: 2.2計算圖中電流和電壓源產生的功率。      習題2.2電路 解:設電流 ,則可得各支路電流如圖: 2.3有一只微安表頭,它的最大量程為100微安,內阻為1千歐,如果要改裝為最大量程是10毫安,問分流電阻為多少?解:分流電阻2.4已知圖示電路中的,求電壓源的電壓和提供的功率。       習題2.4電路解:等效電路如圖:2.5在圖示電路中,為一直流電源。當開關S斷開時,

6、電壓表讀數為;當開關S閉合時,電流表讀數為。試求該直流電源的電壓源模型與電流源模型。  解:等效電路如圖:  2.6在圖示電路中,。試用電源模型的等效變換求中的電流,并驗證功率平衡。   2.7圖示電路中,。利用電源模型的等效變換求電壓。解:等效電路如圖:2.8試用電源模型的等效變換求圖示電路中電流、并計算各電源的功率。習題2.8電路解:(1)等效電路如圖:  (2)等效電路如圖:在原電路中:電流源的功率: 2.9電路如圖所示。(1)說明電路的獨立節點數和獨立回路數;(2)選出一組獨立節點和獨立回路,列出和的方程。解:(1)

7、獨立節點:; 獨立回路:(2)各支路電流方向如圖:節點1:回路1:2.10電路如圖所示,試用支路電流法求各支路電流。 2.11如圖所示電路,試用支路電流法求電流。 2.12圖示電路中,已知,試求電壓源電壓。 2.13用網孔電流法求圖示電路的各支路電流。  2.14用網孔電流法求圖示電路的電壓。 2.15電路如圖所示,試用電源模型等效變換方法求圖(a)中的電壓及圖(b)中的電流。 (a) (b) 習題2.15電路解:(a)等效電路如圖: (b)等效電路如圖: 2.16用網孔電流法求圖示電路中的電流和。2.17用網孔電流法求圖示電路的電流

8、。 2.18試用網孔電流法求流過電阻的電流。 2.19試用節點電壓法重求上題中的電流。解:設各節點電壓如上圖 2.20試用彌而曼定理求各支路電流。2.21試用節點電壓法求圖示電路中各支路電流。2.22試用節點電壓法求圖示電路中的各節點電壓。2.23試用節點電壓法求圖示電路中的電流。 2.24試用節點電壓法求圖示電路中各電阻支路中的電流。 2.25試用疊加定理求電流源電壓。 解:各獨立源分別單獨作用時等效電路如圖   2.26試用疊加定理求電壓和電流。  2.27電路如圖所示,欲使,試用

9、疊加定理確定電流源之值。2.28試用齊性定理求圖示電路中電流。2.29圖示電路中,。試問電阻為多少?2.30電路如圖所示。其中為無源網絡。已知當、時,測得;、時,測得。試求當、時,為多少?  習題2.30電路 解:根據齊性定理和疊加定理可得; 2.31測得一個有源二端網絡的開路電壓為、短路電流為。現將的電阻接到該網絡上,試求的電壓、電流。  2.32畫出圖示電路的戴維南等效電路。習題2.32電路 解:戴維南等效電路如圖 2.33試用戴維南定理求圖示電路中的電流。 習題2.33電路 2.34試用戴維南定理求題2-17

10、圖示電路中的電流。 解:戴維南等效電路如圖 2.35電路如圖所示。試用:(1)戴維南定理;(2)諾頓定理,計算電流。 解:(1)戴維南等效電路如圖 (2)諾頓等效電路如圖  2.36圖示電路中,(1)問電阻為何值時獲得最大功率;(2)原電路中功率傳輸效率(獲得的功率/電源產生的功率);(3)戴維南等效電路中功率傳輸效率。 2.37在圖示電路中,已知:當時,。試問:(1)當時,為多少?(2)為多大時,它吸收的功率最大并求此最大功率。2.38試用節點電壓法和網孔電流法求圖示電路中電壓。 2.39試用節點電壓法求圖示電路

11、中的電壓。2.40試用疊加定理求圖示電路中的電壓和電流。2.41圖示電路為一含源二端網絡,試求其等效電路。2.42試用戴維南定理求圖示電路中的電壓。 第三章 正弦電流電路3.1已知,試討論兩個電壓,在什么情況下,會出現超前、滯后、同相、反相的情況。解:若,則超前;若,則滯后;若(),則稱和同相;若(為奇數),則稱和反相。3.2在的電阻上加上的電壓,寫出通過電阻的電流瞬時值表達式,并求出電阻消耗的功率大小。解:;。3.3在的電感上通有的電流,求此時電感的感抗、電感兩端的電壓相量形式、電路的無功功率;若電源頻率增加5倍,則以上量值有何變化?解:;。若電源頻率增加5倍則:;3.4在一個的電

12、容器上加有60V、50Hz的正弦電壓,問此時的容抗有多大?寫出該電容上電壓、電流的瞬時值表達式及相量表達式,畫出相量圖,求電容電路的無功功率。3.5一電感線圈接到120V的直流電源上,電流為20A;若接到50Hz、220V的交流電源上,則電流為28.2A,求該線圈的電阻和電感。解:;解得:。3.6一個純電感線圈和一個30的電阻串聯后,接到220V、50Hz的交流電源上,這時電路中的電流為2.5A,求電路的阻抗Z、電感L以及。解:;又可得:;。3.7如圖所示電路,已知,交流電源頻率。若要求與的相位差為300,則電容C應為多少?判斷與的相位關系(超前還是滯后)。3.8如圖所示電路,有一個純電容電路

13、,其容抗為XC,加上交流電壓后,電流表測得的電流讀數為4A;若將一純電感并接在電容兩端,電源電壓不變,則電流表的讀數也不變,問并聯電感的感抗為多少? 3.9 有一個電爐(視為純電阻),其額定電壓為110V,額定功率為2200W,現欲接入的交流電源中。為使電爐正常工作,現選用一個純電感線圈與電爐連接,問該線圈應與電爐采用何種連接形式?選用多大的電感的線圈?寫出電爐正常工作時,電爐和電感上電壓的瞬時值表達式。解:,所以應選擇串聯的連接方式。由、可得:。 由可得:;則:;3.10在電源相同, R = XL = XC的情況下,圖示電路中,哪個圖中的燈泡最亮?哪個圖中的燈泡最暗? (c) (d

14、) 習題3.10電路解:(a); (b)(值最大,燈泡最暗);(c)(值最小,燈泡最亮); (d)。 3.11如圖所示電路,若電源電壓U與電流I同相,且U = 5V,UL = 20V,問A、B、C、D中哪兩點之間的電壓最高?最高的電壓為多少?3.12有一個100W的電動機,接到50H、220V的正弦電源上,其功率因數為0.6。問通過電動機的電流為多少?若在電動機兩端并上一個5.6f的電容,則功率因數有何變化。3.13圖示電路是一個LC濾波電路。,。若輸入電壓,求(1)電路的等效復阻抗;(2)電路中的總電流及支路電流。3.14為提高日光燈電路的功率因數,常在日光燈電路(等效為RL電路)

15、兩端并上一個電容C, 如圖所示。問電路的等效復阻抗為多大?利用復功率的概念,求出并比較電容C并聯前、后電路中的有功功率、無功功率及視在功率(電源電壓不變)。已知:,。 解:并聯電容前:; ; 并聯電容后:; ; 3.15 已知兩復阻抗和,若將、串聯,電路的等效復阻抗為多大?電路呈感性還是容性?解: 電路呈容性。3.16將3.15題中的、并聯,求電路的等效復阻抗和等效復導納;此時電路是呈感性還是容性?若要使電路呈阻性,、的并聯電路應串上一個什么樣的元件?解: 電路呈感性,所以需要串聯電容元件。若使此電路呈電阻性,則:3.17如圖所示電路,若,問在什么條件下,獲得最大的功率,其值為多少?3.18電

16、路如圖所示,已知。問阻抗匹配時,負載獲得的最大功率是多少?3.19在圖示電路中,已知,。列出該電路的節點電壓方程,并求出流過的電流大小。  3.20用網孔電流法驗證3.19題。解:設網孔電流如上圖,則: 解得: 即: 3.21列出圖示電路的網孔電流方程。  3.22列出圖示電路的節點電壓方程。   3.23如圖所示電路,已知,用戴維南定理求的電流和電壓。  3.24上題中,若支路串上一個的電源電壓后,中的電流和電壓有何變化?(用疊加定理求解)解:當單獨作用。同3.23即:;。當單獨作用。如圖  

17、   3.25求圖示電路的戴維南等效電路。3.26用疊加定理求解圖示電路的各支路電流。已知,。解:每個獨立源單獨作用時等效電路如圖:圖(1)圖(2) 所以:第四章 耦合電感和諧振電路4.1試確定圖示耦合線圈的同名端。  習題4.1電路 解:(a)同名端為:1和2;3和4。(b)同名端為:1和4;2和3;1和6;2和5;3和6;4和5。 4.2圖中接通頻率為500的正弦電源時,電流表讀數為1A, 電壓表讀數為31.4V。試求兩線圈的互感系數。習題4.2電路解:由: 得: 4.3圖示電路中=6H,=3H,=4H。試求從端子1、2

18、看進去的等效電感。  解:畫出去耦等效電路  4.4圖示為一變壓器,原邊接220V正弦交流電源,副邊有兩個線圈,分別測得為12V,為24V,求圖示兩種接法時伏特表的讀數。 習題4.4電路解:(a) (b)  4.5圖示電路,已知 =2sin(10)t A,=0.3H,=0.5H,=0.1H,求電壓。 4.6圖示電路中耦合系數K=0.9,求電路的輸入阻抗 (設角頻率=2rad/s) 。 習題4.6電路解:等效電感: 輸入阻抗:4.7求圖示一端口電路的戴維南等效電路。已知=10,=5,=6, V。  4.8圖示電路中,為使電阻能獲得最大功

19、率,試求理想變壓器的變比  解:原邊入端阻抗: 當時,電阻能獲得最大功率。所以:,解得:。 4.9圖示電路中理想變壓器的 求流過的電流。4.10圖示電路中的理想變壓器由電流源激勵。求 。 解:副邊:原邊入端阻抗:4.11圖示電路中 , , ,理想變壓器的變比為 ,試求 和 。 解:由方程組:可得: ; 4.12圖示電路中= 0.04H,求此串聯電路的諧振頻率。4.13圖示電路中,已知=40mH,=10mH,=10mH,=500,=500V,=104rad/s,電容恰好使電路發生電流諧振,求各電流表的讀數。第五章 三相電路5.1某三相交流發電機,頻率為50

20、HZ,相電壓的有效值220V,試寫出三相相電壓的瞬時值及相量表達式,并畫出波形圖和相量圖。解: 5.2已知對稱三相電路的線電壓380V,三角形負載阻抗 ,端線阻抗 。試求線電流和相電流,并作相量圖。解:三角形負載阻抗變為星形連接:每相阻抗為:Y-Y接相電流 即為Y-接的線電流Y-相電流5.3對稱三相電路的星形負載 ,端線阻抗 ,中線阻抗 ,線電壓380V。求負載相電流、相電壓和線電壓,并作電路的相量圖。解:負載相電壓線電壓5.4 圖示為對稱的Y-Y三相電路,負載阻抗 ,電源的相電壓為220V。求:(1) (1)       圖中電流表

21、的讀數:(2) (2)       三相負載吸收的功率;(3) (3)       如果A相的負載阻抗等于零(其它不變),再求(1)、(2);(4) (4)       如果A相的負載開路,再求(1)、(2)。 解: (1) (2)     習題 5.4 電路(3)當A相阻抗等于零時: (4)當A相負載開路,A相電流為零,BC相為串聯單回路5.5兩臺三相異步

22、電動機并聯接于線電壓為380V的對稱三相電源,其中一臺電動機為星形聯接,每相復阻抗為;另一臺電動機為三角形聯接,每相阻抗為,試求線電流。解:角形負載星形變換以后  5.6不對稱三相四線制電路中的端線阻抗為零,對稱三相電流的線電壓為380V,不對稱的星形連接負載分別是 , , ,試求各相電流、線電流及中線電流并畫出相量圖。 解:電路星形連接所以有相電流=線電流 5.7圖示對稱三相電路中 , ,三相電動機吸收的功率為1.4KW,其功率因數=0.866(感性) , 。求 和電源端的功率因數。 解:習題 5.7電路   5.8對稱三

23、相電源的相電壓為220V。相接入一只220V,40W的燈泡,、相各接入一只220V,100W燈泡,當中線斷開后,試求各燈泡的電壓。 解:利用節點法:  5.9三相異步電動機的額定參數如下 , ,線電壓為380V,試求圖中兩個功率表的讀數。  習題5.9 電路解: 5.10圖示為對稱的Y-三相電路, , 。求:(1)圖中功率表的讀數及其代數和有無意義?(2)若開關S打開,再求(1)。            習題 5.10電路解:(1)(2

24、)第六章 線性電路過渡過程的時域分析6.1圖示電路中,直流電壓源的電壓,。電路原已達穩態。在時將開關S打開。試求時的、。解: 6.2圖示電路中開關S在時由1合向2,電路原已處于穩態。試求時、。 解: 列KVL方程: 得:6.3圖示電路換路前已處于穩態,試求換路后各電流的初始值。解: 6.4圖示電路原已穩定, 時開關S閉合。試求、。解: 6.5圖示電路在時開關S閉合,試求。解:  6.6圖示電路中,時開關S由1合向2,換路前電路處于穩態,試求換路后和。  解: 6.7圖示電路原先處于直流穩態,時開關S打開。試求換路后電流并作其波形。解: 

25、;6.8電路如圖(a)所示,的波形如圖(b)所示。已知,。試求及電容電壓的初始值。  (a) (b)解:6.9電路如圖所示,時開關S閉合,。求換路后的、和。解:6.10電路如圖所示,在時刻開關S閉合,已知,求0時、和,并畫出它們的波形。 解:6.11電路如圖所示,時刻開關S打開。求零狀態響應和       解: 6.12如圖所示電路,時刻開關S閉合,換路前電路已處于穩態。求換路后和。解: 6.13圖示電路換路前處于穩態,試用三要素法求換路后的全響應。圖中,。解: 6.14圖示電路已處于穩態,時開關S閉合。求換路后電流、及流過開關的電流。 解:  6.15圖示電路原已處于穩態,時開關S閉合。求、及流經開關的電流,并作它們的波形       解:6.16圖示電路為一標準高壓電容的電路模型,電容,漏電阻。為快速熔斷器,時熔斷器燒斷(瞬間斷開)。假設安全電壓為,求從熔斷器斷開之時起,經歷多少時間后,人手觸及電容器兩端才是安全的?解:6.17圖示電路中,已知,。開關S在時閉

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