电工学课后答案_第5章习题khdaw

第5章习题解答5-11电路如题图5-11所示，换路前已处于稳态。

在t = 0时发生换路，求各元件中电流及端电压的初始值；当电路达到新的稳态后，求各元件中电流及端电压的稳态值。

解：初始时刻的等效电路如题图5-11-1，由图可得+++1210(0)(0)(0)1A R R 1C1C2i =i =i ==+；++(0)(0)0L1L2i i ==；++(0)(0)1A 21i i =-=- 1+12R (0)102V R R 1u =⨯=+； 题图5-112+12R (0)108V R R 2u =-⨯=-+；++(0)(0)0V C1C2u u ==；++(0)(0)L1L2u u ==C1C2112R ()102V R R 1u ∞=⨯=+；212R ()108V R R 2u ∞=⨯=+；()()0V L1L2u u ∞=∞=；()()()=8V C1C22u u u ∞=∞=∞5-12 电路如题图5-12所示，换路前已处于稳态。

在t = 0时发生换路，求各元件中电流及端电压的初始值；当电路达到新的稳态后，求各元件中电流及端电压的稳态值。

解：t=0+瞬时，等效电路如题图5-12-1所示，电感电流等效为恒流源。

t=∞时，等效电路如题图5-12-2所示。

则初始值：111211112(0),(0),(0)s s sLs s sC sU I R Ui iR R RU U I Ri IR R R++++==++=+++；1212112212(0),(0)0V,(0),(0)s sL Cs ssU I Ru R uR RU I Ru U u RR R+++++=-=++==+；题图5-12-1 题图5-12-211120,()s ssU I Ri IR R+=∞=-+；11212()(),()()s sC s CU I Ru I R u uR R+∞=-∞=∞+5-13数。

(a) (b)题图5-13解：（a）图：初始时刻的等效电路如题图5-13-1，由图可得+1U(0)R1i=；++23U(0)(0)R R2Ci=i=+；题图5-12+(0)U 1u =；+(0)0C u =；2+23R (0)U R R 2u =+；3+23R (0)U R R 3u =+电路达到稳态之后的等效电路如题图5-13-2，由图可得1U()R 1i =∞；()()02C i =i ∞∞=； ()U 1u =∞；()()=023u =u ∞∞；()U C u =∞1()R 1S u =I ∞；23S 23R R ()()=I R R 23u =u ∞∞+；()0L u =∞；231S 23R R ()(R )I R R S u =∞++时间常数：23LR R τ=+5-14 在题图5-14电路中，已知：1250k ,4F,6F =Ω=μ=μR C C ，换路前1C 和2C 上储存的总电荷量为41.210C -⨯。

图1: 习题1.5.1图I1 = −4A U1 = 140V U4 = −80V I2 = 6AU2 = −90V U5 =30VI3 = 10AU3 = 60V1 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。

电流和电压的参考方向如图中所示。

今通过实验测量得知1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。

2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。

3 P1 = U1I1 = 140 ×(−4)W = −560WP2 = U2I2 = (−90) ×6W = −540WP3 = U3I3 = 60 ×10W = 600WP4 = U4I1 = (−80) ×(−4)W =320W P5 = U5I2 = 30 ×6W = 180WP1 + P2 = 1100W负载取用功率P = P3+ P4 + P5 = 1100W 两者平衡电源发出功率PE=1.5.2在图2中，已知I1= 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3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是否平衡。

[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出图2: 习题1.5.2图−I1 + I2 −I3= 0−3 + 1 −I3= 0可求得I3= −2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。

根据基尔霍夫电流定律可得U3 = (30 + 10 ×103 ×3 ×10−3 )V = 60V 其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件3 80V元件30V元件电流I3从“+”端流出,故为电源;电流I2从“+”端流出，故为电源；电流I1从“+”端流出，故为负载。

2 从电压和电流的参考方向判别：电路元件3 U3和I3的参考方向相同P= U3I3 = 60 ×(−2) ×10−3W =−120 ×10−3W （负值），故为电源；80V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 ×1 ×10−3W = 80 ×10−3W （正值），故为电源；30V元件U1和I1参考方向相同P= U1I1 = 30 ×3 ×10−3 W = 90 ×10−3W （正值），故为负载。

第五章电动机5.1基本要求1. 掌握三相异步电动机的基本构造、转动原理和机械特性。

2. 掌握三相异步电动机的起动、调速和制动的基本原理和方法。

3•理解三相异步电动机铭牌数据的意义。

4•了解直流电动机的基本构造和工作原理。

5.2基本内容5.2.1 .三相异步电动机的构造三相异步电动机主要由定子和转子两部分构成。

定子是静止部分，由铁芯和三相绕组组成，绕 组的连接方式不同可以构成不同的极对数p 。

转子是转动部分，分为鼠笼式和绕线式两种。

鼠笼式转子自成一个闭合电路，绕线式转子则将接线端通过电刷引出电动机外。

5.2.2 .三相异步电动机的旋转原理定子三相绕组通过三相电流后产生旋转磁场，旋转磁场与转子的相对运动使转子切割磁场产生 感应电动势和电流，而转子电流又与旋转磁场作用产生电磁转矩，从而推动转子转动。

以下是几个 重要概念：2 •旋转磁场的方向与三相电流的相序有关，改变相序可以改变旋转磁场的方向。

3.转子与旋转磁场的转速差 n 0 n 是产生电磁转矩的必要条件，也是异步”一词的由来。

4. 当转差率s n —n o 时，电磁转矩消失，所以转子的转速恒小于旋转磁场的转速。

n 。

5.2.3 .三相异步电动机的特性三相异步电动机的特性分为电磁转矩特性（ T s 曲线）和机械特性（n T 曲线），特性曲线上有三个重要转矩，即：1•额定转矩一电机可以长期运行的输出转矩 2 .最大转矩一电机的可能达到的最大输出转矩 3 .起动转矩一电机在起动时的输出转矩 5.2.4. 三相异步电动机的起动、调速和制动 1.三相异步电动机的起动方式分为："全压起动（直接起动） 一适用于10kw 以下电机 y 降压起动一可分为Y/ △起动和自耦调压起动 •串阻起动一用于绕线式电机2 •三相异步电动机的调速方式分为：「变频调速一可实现无级调速，但需要专用的变频电源“变极调速一无需专用设备，但只能实现分级调速，且每相定子绕组要分成几段I *变转差率调速 一类似于串阻起动，用于绕线式电机5.2.5. 直流电机的构造和工作原理1 .与三相异步电机一样， 直流电机也是由定子和转子两个基本部分组成的。

大二电工学课后习题第五章答案(1) 第一章电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 在图1-39所示的电路中，若I1=4A，I2=5A，请计算I3、U2的值；若I1=4A，I2=3A，请计算I3、U2、U1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。

解：对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A在右边的回路中，应用KVL得6?I2+20?I3= U2，所以U2=50V同理，若I1=4A，I2=3A，利用KCL和KVL得I3= -1A，U2= -2V在左边的回路中，应用KVL得20?I1+6?I2= U1，所以U1=98V。

U1，U2都是电源。

电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W负载吸收的功率：P吸=20I1+6I22+20I3=394W二者相等，整个电路功率平衡。

1-2 有一直流电压源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V，内阻Ro=0.5Ω，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。

试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。

解：⑴IN?PNUxx0??4A RL?N??12.5? UN50IN422⑵ UOC?US?UN?IN?R0?50+4?0.5 = 52V⑶ ISC?US52??104AR00.5图1-39 习题1-1图图1-40 习题1-2图1-3 一只110V、8W的指示灯，现在要接在220V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻的瓦数为多大？解：若串联一个电阻R后，指示灯仍工作在额定状态，电阻R应分去110V的电1102?1512.5? 压，所以阻值R?81102?8W 该电阻的瓦数PR?R1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。

设电机励磁绕组的电阻为315Ω，其额定电压为220V，如果要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻器：⑴1000Ω 0.5A；⑵350Ω 0.5A；⑶200Ω 1A；⑷350Ω 1A；图1-41 习题1-4图解：要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，则应有0.35?220?0.7 315?RP则 313.6?RP??0.714?取 314?RP?0?同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A综上所以选择第四个变阻器。

5-1. 说明人体触电致死的原因。

答：触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。

触电所造成的伤害主要有电击和电伤。

电击是人体加上一定电压后，人体电阻迅速减小，而使通过人体的电流增大，造成人体内部组织损坏而致死亡。

电伤是电流的热、化学、机械效应所造成身体表面皮肤、肌肉的伤害。

常见为电弧烧伤、灼伤人的脸面、肢体等部分，情况严重的也会导致死亡。

5-2. 解释跨步电压、接触电压的含义，说明在何种情况下能够发生跨步电压、接触电压触电。

答：当系统发生故障时，如输电线断裂接地、设备碰壳短路或遭受雷击等，将会有很大的电流流过接地体进入大地，接地体及其周围的土地将有对地电压产生。

对地电压以接地体处最高，离开接地体，对地电压逐渐下降，约至离接地体20米处对地电压降为零。

此时当人接地体附近行走时，在两脚之间将有一个电压存在，这种电压称为跨步电压。

发生短路故障的设备有对地电压，人触及设备外壳会有电压加于人体，这种电压称为接触电压。

跨步电压和接触电压触电，一般在雷击或有强大的接地短路电流出现时发生。

5-3. 怎样会发生触电事故？为了避免触电，我们在使用电器，接电操作时应注意哪些问题？答：电对人体的伤害是人体触电所造成的。

触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。

要防止发生触点事故最主要的是人必须按照规定的安全操作规程操作与使用用电器，以及用电器的电气安全性能必须符合要求，即在长期使用的过程中不发生漏电现象及因之形成的设备表面带电。

5-4. 在进行电工实验时，为什么在合上电源时操作者一定要通知同组同学注意？为什么在实验过程中不允许带电改接电路？答：因为在电工实验时电源电压通常为220V，当人接触此电压用电器时会造成触电事故可能危及生命。

因此合上电源时操作者一定要通知同组同学注意，避免其它同学在不知情的情况下误接触到连接到电源上的实验设备。

第5章 三相电路习题解答5.1 今测得三角形联接负载的三个线电流均为10A ，能否说线电流和相电流都是对称的？若已知负载对称，试求相电流。

解：设负载线电流分别为A B C i i i 、、，由KCL 可得A B C 0I I I =++。

又A B C 10A I I I ===，则A B C i i i 、、的相位彼此相差120︒，符合电流对称条件，即线电流是对称的。

但相电流不一定对称。

例如，若在三角形负载回路内存在环流0I （例如，按三角形联接的三相变压器），则负载相电流不再对称，因为AB AB 0BC BC 0CA CA 0',','I I I I I I I I I =+=+=+不满足对称条件。

而该环流对线电流却无影响，因为每个线电流都是两个相电流之差（如图题5.1），即A AB CA AB CA B BC AB BC AB C CA BC CA BC '','',''I I I I I I I I I I I I I I I =-=-=-=-=-=-ABC图 题5.1如已知负载对称，则相电流也是对称的，每相电流为10/ 5.77≈A 。

5.2 对称三角形联接的负载与对称星形联接的电源相接。

已知负载各相阻抗为(8j6)-Ω，线路阻抗为j2Ω，电源相电压为220V ，试求电源和负载的相电流。

'ZI CB'Z l(a)(b)ANU解：负载化为星形联接法，得各相阻抗(8j6)'33Z Z -==Ω 设A 相电源相电压为2200∠，A 相负载线电流与电源相电流相等AN A 220082.50A (8j6)Z'j23l U IZ ∠︒===∠-Ω+Ω+由三角形联接得相电流与线电流关系得A'B'47.6A I === 即负载相电流为47.6A 。

5.3 作星形联接的三相电源，其每相内阻抗为0(2j4)Z =+Ω，供给一个功率因数为0.8的感性对称三相负载，用电压表和电流表分别测得三相电源输出电压和电流各为380V 和2A 。

第5章三相电路一、练习与思考详解5.1.1欲将发电机的三相绕组连成星形时，如果误将U 2，V 2，W 1连成一点（中性点），是否可以产生对称三相电压？解：不可以，此时三个电压为：U 1＝U m sin ωtU 2＝U m sin（ωt－120°）W ′1＝U m sin（ωt－240°＋180°）＝U m sin（ωt－60°）这三个电动势大小相等，频率相同，但彼此相位差不相等，因此U 1＋V 1＋W ′1≠0，不是对称的三相电压。

5.1.2当发电机的三相绕组连成星形时，设线电压u 122sin（ωt －30°）V；试写出相电压u 1的三角函数式。

解：向量化U 12，得：由几何关系：1211232220233U U U V =⨯==由线、相电压相位关系：φ1＝φ12－30°＝－60，所以u 12sin（ωt －30°）V。

5.2.1什么是三相负载、单相负载和单相负载的三相连接？三相交流电动机有三根电源线接到电源的L 1，L 2，L 3三端，称为三相负载，电灯有两根电源线，为什么不称为两相负载，而称为单相负载？解：（1）①必须使用三相交流电源的负载称为三相负载，有Y形联结和△形联结两种连接方式。

②只需使用单相电源的负载称为单相负载。

③将单相负载尽量均衡地分别配接到三相电源的三个相上称为单相负载的三相连接。

（2）①因三相交流电动机的三根电源线分别接到电源的三端，即三个相线上。

故称为三相负载；②而电灯的两根电源线中只有一根接在电源的相线上，另根接在中性线上，故称为单相负载。

5.2.2在图5-1的电路中，为什么中性线中不接开关，也不接入熔断器？图5-1解：因为在图5-1所示电路中，不仅有电动机这样的三相对称负载，还有由电灯组成的单相负载的三相连接电路，它们经常处于不对称工作状态。

当中性线上接入开关或熔断器时，一旦开关断开或熔丝烧断，将造成三相电压不对称，某相电压过高可能烧坏灯泡．某相电压过低，日光灯无法启动，这是不允许的。

《电工学》秦曾煌第六版上下册高等教育出版社课后答案【khdaw_lxywyl】课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网°课后答案网°课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网课后答案网。

题 5.2 图L第五章习题参考解答5.1 图示电路中的mH L 10=，pF C 100=。

请分别绘出该电路 阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。

解：θωωωω∠=-=+=Z CL j Cj L j Z )1(1，C L Z ωω1-=，︒±=90θ，612301010100101011=⨯⨯⨯==--LCω；5.2 图示电路中的Ω=k R 1，H L 1.0=。

请分别绘出该电路阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。

解：θωωωω∠=+=+=Z RLjL j Lj R L jR Z 1，2421011.01⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫⎝⎛+=ωωωωR L L Z ，⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=--311101.09090ωωθtg R L tg ，0=ω， 0=Z ，︒=90θ；410=ω，70710223=⨯=Z ，︒=45θ；∞=ω，310=Z ， ︒=0θ；ω-ωωZ22103ω15.3图示电路中的Ω=100R ，mH L 1=，F C μ1=。

请分别绘出该电路阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。

解：θωω∠=-+=Z CL j R Z )1(，2634221010101⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ωωωωC L R Z ， ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-----ωωωωωωθ45163111010*********tg tg R CL tg ， 4463010162.31010101011⨯==⨯==--LCω；0=ω， ∞=Z ， ︒-=90θ；10104=ω，100==R Z ，︒=0θ；∞=ω，∞=Z ， ︒=90θ；5.4 以 |)(|ωj H ∠)(ωθj 的形式写出下列电路的传递函数。

解：(1) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒∠+=+==∠-∙∙R L tgL R LLj R L j U Uj j H ωωωωωωθω1221290)()()(； 题 5.3 图L题 5.4 图22ω-2(2) ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∠+=+==∠-∙∙R L tgL R R RL j R U Uj j H ωωωωθω12212)()()(；5.5 在图示的无线电接收电路中，Ω=10R 。

习题5.1试判断如题5.1图所示的各电路能否放大交流电压信号？为什么？题5.1图解：(a)能(b)不能(c)不能(d)能5.2已知如题5.2图所示电路中，三极管均为硅管，且β=50，试估算静态值I B 、I C 、U CE 。

解：（a）751)501(1007.012=×++−=B I （μA）75.3==B C I I β（mA）825.3)1(=+=B E I I β（mA）75.01825.3275.312=×−×−=CE U (V)(b)CC B C C B B BE()U I I R I R U =+×++CC BE B C 120.716(1)200(150)10B U U I R R β−−===++++×（μA）C B 0.8I I β==(mA)CE 12(0.80.016)10 3.84U =−+×=(V)5.3晶体管放大电路如题5.3图所示，已知U CC =15V ，R B =500k Ω，R C =5k Ω，R L =5k Ω，β=50，r be =1k Ω。

（1）求静态工作点；（2）画出微变等效电路；（3）求电压放大倍数A u 、输入电阻r i 、输出电阻r o。

题5.2图题5.3图解：(1)CC BE B B 1530500U U I R −=≈=（μA）C B 5030 1.5I I β==×=(mA)CE CC C C 15 1.557.5U U I R =−⋅=−×=(V)第5章基本放大电路119(2)(3)C L u be//125R R A r β=−=−i B be //1R R r =≈(KΩ)O C 5R R ==(KΩ)5.4在题5.3图的电路中，已知I C =1.5mA ，U CC =12V ，β=37.5，r be =1k Ω，输出端开路，若要求u A =-150，求该电路的R B 和R C 值。