电工学1章、2章、3章
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第一章、电路的基本概念和基本定律一、基本概念:1、电路:电流的通路。
作用:实现电能的转传输和转换;传递和处理信号。
2、电源:供应电能的设备。
将其它形式的能量转换成电能3、负载:取用电能的设备。
将电能转换为其它形式的能量。
4、中间环节:连接电源和负载的部分。
起传输和分配电能的作用。
5、电路分析:在已知电路结构和元件参数的条件下,讨论电路的激励与响应之间的关系。
6、激励:电源或信号源的电压或电流叫激励。
7、响应:由于激励在电路各部分产生的电压和电流叫响应。
8、电路模型:由一些理想电路元件所组成的电路,称电路模型,简称电路。
9、电压和电流的方向:(1)电流的方向:1实际方向:规定正电荷定向运动的方向或负电荷定向移动的反方向为电流的实际方向。
2参考方向:在电路分析和计算时,可任意选定某一方向作为电流的方向,称为参考方向,或称为正方向。
在电流的参考方向选定后,凡实际电流(电压)的方向与参考方向相同时,为正值;凡实际电流(电压)的方向与参考方向相反时,为负值(2)电压的实际方向:规定由高电位(“+”极)端指向低电位(“-”极)端,即为电位降低的方向。
电源电动势的实际方向:规定在电源内部由低电位端指向高电位端,即电位升高的方向。
注:电路图上所标的电流、电压、电动势的方向,一般都是参考方向。
电流的参考方向通常用箭头表示;电压的参考方向除用“+”、“—”表示外,还常用双下标表示。
例:表示a 点的参考极性为“+”,b 点的参考极性为“-”。
故有:10、1V 的含义:表示当电场力把1C 的电荷从一点移动到另一点所做的功为1J 时,这两点间的电压为1V.11、电位:两点间的电压就是两点的电位差。
计算电位时,必须选定电路中某一点作为参考点,它的点位称为参考电位,通常设参考电位为零。
比参考电位高的为正,低点为负。
参考点在电路图上通常标上“接地”符号。
二、基本规律:1、Ⅰ.部分电路欧姆定律:流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,即:式中R 为该段电路的电阻。
电工学部分习题参考答案第1章习题参考答案1-1 1.A 2.B 3.B 4.C 5.A 1-2 1. √ 2. × 3. × 4.× 5. √ 1-3 V 9a =V ; V 9b =V1-4 (a) V 3a =V ; V 3b =V ;V 6c -=V (b) V 5.1a -=V ; V 3b =V ;V 0c =V 1-5 W 101=P ;W 302=P ,都起电源作用 1-6 W 5=P1-7 A 1=I ;W 301=P ;W 5.12=P第2章部分题参考答案2-1 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 2-2 A 31=I ; A 12=I ; A 23=I ; A 24=I 2-3 A 41=I ; A 12=I ; A 43=I ; A 14=I2-4 A 6.1=I 2-5 A 35=I 2-6 略 2-7 V 5.13=U2-8 A 34=I 2-9 (a) A 6.0-=I ; (b) A 2.0=I第3章部分习题参考答案3-1 1.激励 2.零输入响应 零状态响应 全响应 3.换路 电路中有储能元件4.电场能 磁场能5. 初始值 稳态值 时间常数6.3-2 1.B C 2.B C 3.A C 4.A 5.B D3-3 〔略〕3-4 i 1(0)=0 A i 1(∞)=2 A3-53-6 A A 3-7V3-8 2.54 A 3-9 6.0e 618tC u -+= kV3-10 VA3-113-12 20V第四章部分习题参考答案4-1 单项选择题1、 D2、 B3、B4、 A5、 B6、 C7、 B8、 D9、 C 10、D 4-2 判断题 1、 × 2、 √ 3、 √ 4、 × 5、 × 6、 √ 7、 √ 8、 × 9、 × 10、 × 4-3 〔1〕220 30 50Hz 0.02s 〔2〕略 〔3〕155.5V 28.4 4-4 )90314sin(220 +=t i A4-5 〔1〕)30314sin(251 +=t i A )30314sin(2102 +=t i A 〔2〕0 4-6 〔1〕对于u :25=U V ,159=f Hz ,28.6=T ms 对于i :225=I A ,159=f Hz ,28.6=T ms 〔2〕 3025=UV 40225=I A 0=ϕ 4-7 )5.23sin(210 +=t u ωV 4-8 )5.112sin(252 +=t i ω A 4-9 100V4-10 〔1〕)90sin(256.12 +=t u ωV 〔2〕 602.20-=IA 4-11 〔1〕)90314sin(269.0 +=t i A 〔2〕)120314sin(232 -=t u V 4-12 〔1〕纯电阻 〔2〕纯电感 〔3〕纯电容 〔4〕电感性负载 4-13 Ω=20R ,2.1=L mH4-14 3744-=IA 电路呈容性 629.25=I A ,电路呈感性4-15 3A4-16 Ω=10R ,2.55=L mH 4-17 11V4-18 40=U V ,210=I A4-19 〔1〕s /rad 500<ω 〔2〕s /rad 500=ω 〔3〕s /rad 500>ω4-20 〔1〕111=I A ,5.52=I A ,53.9=I A 〔2〕1815=P W ,1048=Q var 〔3〕2/3=λ,电路呈感性4-21 1=R k Ω,F 09.0μ=C 滞后4-22 684.0=λ,Ω=15R ,51=L mH4-23 8.580=P W ,4.774-=Q var ,968=S V ·A 4-24 〔1〕5.0=λ 〔2〕F 3.90μ=C4-25 〔1〕Ω=250R ,Ω=75.43L R ,48.1=L H ;〔2〕灯管消耗的有功功率40W ,电路总的有功功率47W ,电路的功率因数0.534;〔3〕3.4F μ 4-26 Ω-=-= 2.232.11445105j Z ;71.01=I A ,79.12=I A ,93.1=I A 4-27 53.01=I A ,9.02=I A ,43.1=I A ;92=P W 4-28 μ1.0=C F ,V 5000sin 2t u R =,V )905000sin(240 +=t u L ,V )905000sin(240 -=t u C4-29 可以满足4-30 〔1〕F 8.353μ=C 或F 6.1061μ=C ;〔2〕F 8.530μ=C ,25=I A 4-31 F 11251μ=C ,H 89.01=L 4-32 )(12121ωω-=C L ,2121ωC L =第5章部分习题参考答案5-1 1.B 2.D 3.C 4.D 5.B 6.C 7.A 8.B 9.D 10.B 11.C 12.C5-2 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.× 11.× 12.√ 13.√ 14.× 15.× 16.√ 17.× 18.√ 5-3 〔1〕I p =I L =22A , P =5016W 〔2〕I p =22A ,I L =38.1A , P =8716W 5-4 S =315kV A I =478.6A ; S =280kV A I =425.4A 5-5 〔1〕I 1=I 2=I 3=0.45A〔2〕U A =U B =190V 灯会变暗 ,不能正常发光。
第一章 直流电路1、理想电压源的( b )由外电路决定;理想电流源的( a )由外电路决定。
(a )两端电压 (b )输出电流 (c )两端电压和输出电流 2、图示电路中,提供功率的电源是( b )。
(a)理想电压源(b)理想电流源 (c)理想电压源与理想电流源RU 6VS提示:功率小于零的为提供功率的电源3、图示电路中产生功率的元件是 电流源 。
4、图示电路中,当R 1增加时,电压U 2将( c )。
(a)变大(b)变小(c)不变25.在下图电路中,E =2V , R =1Ω 。
当U 为1V 时,求I 。
解:UR=U-E=1-2=-1V I=UR/R=-1A6、对具有b 条支路n 个结点的电路,应用基尔霍夫电流定律只能得到( n-1 )个独立方程;再应用基尔霍夫电压定律又能得到( b-(n-1) )个独立方程。
7、在图示电路中,E =16V , R 1 = R 2 = R 3 = R 4;Uab = 10V 。
除去理想电压源后U ab =?abU解:(提示:利用叠加原理,分析各个电源在电阻R3除去理想电流源后 (如右图所示) U ab = 16/4=4V则 除去理想电压源后 U ab = 10-4=6V8、图示电路中,已知:U S = 8V ,I S1= 2A ,I S2= 4A ,R 1= 4Ω,R 2= 5Ω,R 3= 6Ω。
用戴维南定理求电流I ,说明电压源是发出还是吸收功率,并计算其数值。
S 2解:断开R 3支路,求开路电压U OCBS 2U OC =U AB = -R 1(I S2-I S1)-R 2I S2= -28V ;再求等效电阻R 0 = R AB = R 1+R 2 = 9Ω画出等效电路U B3S根据等效电路求 A .R R U U I OCS 4230=+-=电压源P = -U S I = -19.2W 发出功率第二章 正弦交流电路1、已知某正弦电压在t =0时为220V ,其初相位为30o ,则它的有效值为( 311.1 )V 。
电⼯学教案《电⼯学(唐介)》教案孙艳机械与电⼦⼯程系⽬录课题:第1章直流电路 (1)课题:第2章电路的瞬态分析 (4)课题:第3章交流电路 (7)课题:第4章供电与⽤电 (10)课题:第5章变压器 (13)课题:第6章电动机 (16)课题:第7章电⽓⾃动控制 (19)课题:第1章直流电路教学⽬的:1.理解电压与电流参考⽅向的意义;2.理解电路的基本定律并能正确应⽤;3.掌握⽀路电流法、叠加原理和戴维宁定理等电路的基本分析⽅法;4.了解实际电源的两种模型及其等效变换;5.了解⾮线性电阻元件的伏安特性。
重难点:1.正确应⽤电路的基本定律;2.⽀路电流法、叠加原理和戴维宁定理;3.实际电源的两种模型及其等效变换。
教学⽅法:讲授法学时:4学时。
教学过程:1.1 电路的作⽤和组成⼀、什么是电路?电路就是电流流通的路径;是由某些元器件为完成⼀定功能、按⼀定⽅式组合后的总称。
⼆、电路的作⽤⼀是实现能量的输送和转换;⼆是实现信号的传递和处理。
三、电路的组成电源:将⾮电形态的能量转换为电能。
负载:将电能转换为⾮电形态的能量。
导线等:起沟通电路和输送电能的作⽤。
从电源来看,电源本⾝的电流通路为内电路,电源以外的电流通路称为外电路。
当电路中的电流是不随时间变化的直流电流时,这种电路称为直流电路。
当电路中的电流是随时间按正弦规律变化的交流电流时,这种电路称为交流电路。
1.2 电路的基本物理量 1. 电流:()d A d qi t=直流电路中:QI t=电流的实际⽅向:规定为正电荷运动的⽅向。
2. 电位:电场⼒将单位正电荷从电路的某⼀点移⾄参考点时所消耗的电能。
参考点的电位为零。
直流电路中电位⽤V 表⽰,单位为伏特(V )。
参考点的选择:①选⼤地为参考点。
②选元件汇集的公共端或公共线为参考点。
3. 电压:电场⼒将单位正电荷从电路的某⼀点移⾄另⼀点时所消耗的电能。
电压就是电位差。
直流电路中电压⽤U 表⽰,单位为伏特(V )。