电工技术(第四版高教版)思考题及习题解答：第四章 单相交流电路 席时达 编

电子电力技术第四章习题解答(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章 习题与思考题２．某电阻负载要求获得U d ＝0～24V 的可调直流平均电压，负载电流I d ＝30A 。

分别由交流电网220V 供电，与由整流变压器降压后60V 的变压器二次侧电压供电。

采用单相半波可控整流电路，说明是否都能满足要求并比较两种供电方案的晶闸管导通角、晶闸管的电压电流额定值、电源与整流变压器二次侧的功率因数及对电源要求的容量等何不同两种供电方案哪种合理答：方案一：采用交流电网220V 供电︒︒=-=∴︒︒=∴+====59~0180~1212cos 145.030,24~0,22022απθαaU U AI V U V U d d d 又 晶闸管的额定电压：)7(622220222级取系列值V V U U TM Tn =⨯== 晶闸管的额定电流：）取系列值A A U I a a U R U I Id d d T AV T 200(7.10857.142sin 2257.1/257.122)(=⨯+-⨯=⨯=⨯=πππ 功率因数： )121(31.022sin 41cos ︒==-+=απππϕa a 电源容量：KVA R I P S d T 78.18cos cos 2===ϕϕ 方案二：由整流变压器降压后60V 的变压器二次侧电压供电︒︒=-=∴︒︒=∴+====1.141~0180~9.382cos 145.030,24~0,6022απθαaU U AI V U V U d d d 又晶闸管的额定电压:)2(7.16960222级取系列值V V U U T M T n =⨯== 晶闸管的额定电流：）取系列值A A U I a a U R U I Id d d T AV T 100(9.6557.142sin 2257.1/257.122)(=⨯+-⨯=⨯=⨯=πππ 功率因数： )9.38(69.022sin 41cos ︒==-+=απππϕa a 电源容量：KVA R I P S d T 1.3cos cos 2===ϕϕ分析：比较方案一和方案二，可知若采用单相半波可控整流电路，两种方案均能满足移相范围的要求。

第九章继电-接触器控制思考题解答9-1-1一个复合按钮的动合触点和动断触点有可能同时闭合或同时断开吗？[答]由教材图9-1-5复合按钮的结构可知，当按钮被按下，动触片移动时，是先断开动断触点，后接通动合触点的，在动触片移动的过程中有一段很短的时间内动断触点和动合触点是同时断开的；当松开按钮时，是动合触点先复位断开，然后动断触点再复位闭合，中间也有一段很短的时间内动断触点和动合触点是同时断开的。

所以复合按钮的动断触点和动合触点只可能同时断开，而不可能同时闭合。

9-2-1 能否直接用按钮来控制三相笼型异步电动机主电路的通/断？为什么？[答]不能，理由有二：1. 三相笼型异步电动机主电路有三根电线，需用三只按钮同步控制，显然不合适；2. 按钮触点的允许通过电流一般不超过5A，而三相异步电动机的额定电流一般都超过此值，起动电流则更大。

9-2-2 在图9-1的电动机起、停控制控制电路中已装有接触器ＫＭ，为什么还要装一个隔离开关ＱS？它们的作用有何不同？图9-1[答] 接触器ＫＭ是控制电动机起、停的电器，而刀开关ＱS是隔离开关，它的作用是在检修时隔离电源以保安全，两者不能互相替代。

9-2-3 在图9-1中，如果将隔离开关QS下面的三个熔断器改接到隔离器上面的电源线上是否合适？为什么？[答]通常熔断器安装在刀开关的下方，是为了在更换熔丝时便于与电源隔离以确保安全，如果将刀开关下面的三个熔断器改接到刀开关上面的电源线上，则在更换熔丝时将带电操作，因此从安全方面考虑是不合适的。

9-2-4 按图9-1所示的三相异步电动机起、停控制电路接好线，通电操作时如果出现以下两种情况，试分析问题可能出在哪部分：(1) 按下起动按钮SBst ，接触器KM已经动作，但电动机不转或转得很慢并发出嗡嗡声；(2)当电动机已经起动后，松开起动按钮SBst ，电动机不能继续运转。

[答] (1) 按下起动按钮SBst，接触器ＫＭ已经动作，说明控制电路正常，但电动机不转或转得很慢并发出嗡嗡声.，说明三相电动机未通电或处于单相运行状态，可见问题出在主电路，可能是主电路中未接控制电路一相（图9-1中的L1相）的熔断器熔断，或是主电路中某处线路未接好或接触不良。

电路第四版课后习题答案第一章：电路基础1. 确定电路中各元件的电压和电流。

- 根据基尔霍夫电压定律和电流定律，我们可以列出方程组来求解未知的电压和电流值。

2. 计算电路的等效电阻。

- 使用串联和并联电阻的计算公式，可以求出电路的等效电阻。

3. 应用欧姆定律解决实际问题。

- 根据欧姆定律 \( V = IR \)，可以计算出电路中的电压或电流。

第二章：直流电路分析1. 使用节点电压法分析电路。

- 选择一个参考节点，然后对其他节点应用基尔霍夫电流定律，列出方程组并求解。

2. 使用网孔电流法分析电路。

- 选择电路中的网孔，对每个网孔应用基尔霍夫电压定律，列出方程组并求解。

3. 应用叠加定理解决复杂电路问题。

- 将复杂电路分解为简单的子电路，然后应用叠加定理计算总的电压或电流。

第三章：交流电路分析1. 计算交流电路的瞬时值、有效值和平均值。

- 根据交流信号的表达式，可以计算出不同参数。

2. 使用相量法分析交流电路。

- 将交流信号转换为复数形式，然后使用复数运算来简化电路分析。

3. 计算RLC串联电路的频率响应。

- 根据电路的阻抗，可以分析电路在不同频率下的响应。

第四章：半导体器件1. 分析二极管电路。

- 根据二极管的伏安特性，可以分析电路中的电流和电压。

2. 使用晶体管放大电路。

- 分析晶体管的共发射极、共基极和共集电极放大电路，并计算放大倍数。

3. 应用场效应管进行电路设计。

- 根据场效应管的特性，设计满足特定要求的电路。

第五章：数字逻辑电路1. 理解逻辑门的工作原理。

- 描述不同逻辑门（如与门、或门、非门等）的逻辑功能和电路实现。

2. 使用布尔代数简化逻辑表达式。

- 应用布尔代数的规则来简化复杂的逻辑表达式。

3. 设计组合逻辑电路。

- 根据给定的逻辑功能，设计出相应的组合逻辑电路。

第六章：模拟集成电路1. 分析运算放大器电路。

- 根据运算放大器的特性，分析电路的增益、输入和输出关系。

2. 设计滤波器电路。

第三章 动态电路的暂态分析 3-1-1 电路如图3-1所示，在t = 0时合上开关，已知u C (0-) =0，i L (0-)=0，则u C (0+)、i L (0+)、u L (0+)、u R (0+)各为多少？[答] 根据换路定律：u C (0+) = u C (0-) =0，；i L (0+)=i L (0-)=0。

在开关合上的一瞬间，电容相当于短路，电感相当于开路，故u L (0+)=U S ；u R (0+)=0。

3-1-2 在图3-2中，如果U =10V ，R =5Ω，设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

则在开关Ｓ打开瞬间电感两端的电压是多少？[答] 由于开关Ｓ打开瞬i L (0+)=i L (0-)=R U =510A=2A ，根据基尔霍夫电压定律可得电感两端的电压是u L (0+)= u D (0+)+ u R (0+)= i L (0+)×R D + i L (0+)×R =0+2A ×5Ω=10V3-3-1 电容的初始电压越高，是否放电的时间越长？[答] 不对，电容放电时间的长短只与时间常数τ=RC 有关，而与电容初始电压的高低无关。

3-3-2 已测得某电路在换路后的输出电流随时间变化曲线如图3-3所示。

试指出该电路的时间常数τ大约是多少。

[答] 这是一条电流从初始值按指数规律衰减而趋于零的曲线，其时间常数τ等于初始值思考题解答 图3-3 0 2 4 6 8 2 46810i /mAt /s (a) 02 4 6 8 24 6 8 10 i /mA t /s τ 3.68(b) ii iii L 图3-1 图3-2下降了总变化量的63.2%所需的时间。

电流初始值为10mA，故下降到3.68 mA所需的时间即为时间常数τ。

据此作图如图3-3（b）所示，可知τ大约为2.7s左右。

3-3-3 在图3-4中，开关长期合在A上，如在ｔ＝0时把它合到B上。

电工技术第四章习题答案电工技术第四章习题答案在电工技术的学习过程中，习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识，提高解决问题的能力。

本文将为大家提供电工技术第四章习题的详细答案，希望能够对大家的学习有所帮助。

一、选择题1. 电流的单位是：答案：A. 安培2. 电阻的单位是：答案：B. 欧姆3. 电压的单位是：答案：C. 伏特4. 下列哪个元件是电流的负载？答案：D. 电阻5. 电压的定义是：答案：C. 电势差二、判断题1. 串联电路中，电流大小相同。

答案：错误2. 并联电路中，电压大小相同。

答案：正确3. 电阻越大，电流越小。

答案：正确4. 电流在闭合回路中是不断流动的。

答案：正确5. 电压是指电流通过导体时的阻力大小。

答案：错误三、计算题1. 一个电阻为10欧姆的电路中，通过的电流为5安培，求电压大小。

答案：电压 = 电阻× 电流 = 10欧姆× 5安培 = 50伏特2. 一个电压为20伏特的电路中，通过的电流为2安培，求电阻大小。

答案：电阻 = 电压 / 电流 = 20伏特 / 2安培 = 10欧姆3. 一个电路中，电压为30伏特，电阻为5欧姆，求通过的电流大小。

答案：电流 = 电压 / 电阻 = 30伏特 / 5欧姆 = 6安培四、应用题1. 一个电路中，电压为12伏特，电阻为4欧姆，求通过的电流大小，并判断该电路是否符合安全标准（安全标准为10安培以下）。

答案：电流 = 电压 / 电阻 = 12伏特 / 4欧姆 = 3安培。

该电路通过的电流为3安培，符合安全标准。

2. 一个电路中，电流为8安培，电阻为2欧姆，求电压大小，并判断该电路是否符合安全标准（安全标准为10伏特以下）。

答案：电压 = 电阻× 电流 = 2欧姆× 8安培 = 16伏特。

该电路的电压为16伏特，超过了安全标准。

3. 一个电路中，电流为5安培，电压为25伏特，求电阻大小，并判断该电路是否符合安全标准（安全标准为10欧姆以下）。

内容提要本书内容分为两部分：前部分是思考题与习题解答，后部分是小试题库。

前部分包括《电工技术》第四版中全部思考题和习题的详细解答，后部分精选了300道左右的试题，题型分“单项选择题”、“填空题”和“计算、作图及简答题”三种，内容涉及《电工技术》第四版全书各个章节，并附有全部答案。

Ⅰ.思考题与习题解答第一章 电路的基础知识 1-1-1 图1-1中的电炉发生碰线事故时，有什么后果？如果熔断器没有熔断，电炉中的电热丝会烧断吗？为什么？[答] 图1-1-10中的电炉发生碰线事故时，由于短路电流I S 很大，正常情况下线路上的熔断器会被熔断。

如果熔断器没有熔断，则电源和线路上的其它设备（例如电源、开关、电线等）可能被烧毁，但由于负载被短路，负载上的电流Ｉ＝0，故电炉中的电热丝不会被烧毁。

1-2-1 计算电路中某点的电位可否“反走”。

即从该点出发，沿着任选的一条路径“走”到参考点？这样走如何计算电位？[答] 计算电路中某点的电位可以“反走”。

即从该点出发，沿着任选的一条路径“走”到参考点，遇到电位降低取正值，遇到电位升高取负值，累计其代数和就是该点的电位。

1-2-2 指出图1-2所示电路中A 、B 、C 三点的电位。

[答] A 、B 、C 三点的电位分别为：(a) 图：6V 、3V 、0V ； (b)图：4V 、0V 、-2V ； (c)图：开关S 断开时6V 、6V 、0V ；开关S 闭合时6V 、2V 、2V ； (d)图：12V 、4V 、0V ； (e)图：6V 、-2V 、-6V 。

1-2-3 在检修电子仪器时,说明书上附有线路图，其中某一局部线路如图1-3所示。

用电压表测量发现ＵAB ＝3V ，思考题解答图1-2图1-1ＵBC ＝1V ，ＵCD =0，ＵDE ＝2V ，ＵAE ＝6Ｖ。

试判断线路中可能出现的故障是什么？[答] 由ＵBC ＝1V ，ＵDE ＝2V 可知电阻R 2、R 4支路上有电流通过，而ＵCD =0，故判定电阻R 3短路。

第五章 三相交流电路 5-1-1 在图5-1中，如果发电机的转子逆时针旋转，三相电动势的相序如何？[答] 相序为1→3→2。

5-1-2 已知星形联接的三相电源中u 23=2202sin(ωt －90°)V ，相序为1→2→3。

试写出u 12 、u 31U 、u 1、u 2 、u 3的表达式。

[答] ｕ12= 2202sin(ωt －90°+120°)V= 2202sin(ωt +30°)Vｕ31= 2202sin(ωt －90°－120°)V= 2202sin(ωt －210°)V=2 220sin(ωt +150°)Vｕ1= 2202/3sin(ωt +30°-30°)V= 1272sin ωt Vｕ2 = 1272sin(ωt -120°)Vｕ3= 1272sin(ωt -240°)V = 1272sin(ωt +120°)V5-2-1 若三相负载的阻抗相等，即｜ＺU ｜＝｜ＺV ｜＝｜ＺW ｜，能否说这三相负载一定是对称的呢？为什么？[答] 仅三相负载的阻抗相等，不能说这三相负载一定是对称的，还必须三相负载的阻抗角也相等，才能说这三相负载是对称的。

5-2-2 试判断下列结论是否正确：(1) 当负载作星形联接时，必须有中性线;(2) 当负载作星形联接时，线电流必等于负载相电流;(3) 当负载作星形联接时，电源线电压必为各相负载电压的3倍[答] (1) 不对，当负载作星形联接时，如果三相负载对称，就不需要中性线。

思考题解答 图5-1 U 2 U 1V 1 V 2 W 1W 2ωe 1e 2 e 3(2) 对的。

(3) 当负载作星形联接时，如果接有中性线，则电源线电压必为负载相电压的3倍；但如果没有接中性线，且三相负载又不对称，则电源线电压就不是负载相电压的3倍。

故该结论是错的。

tωAi /A 222032πtAi /A 2032π6πA102i 1i 第四章 正弦交流电路[练习与思考]4-1-1 在某电路中，()A t i 60 314sin 2220-=⑴指出它的幅值、有效值、周期、频率、角频率及初相位，并画出波形图。

⑵如果i 的参考方向选的相反，写出它的三角函数式，画出波形图，并问⑴中各项有无改变？解：⑴ 幅值 A I m 2220有效值 A I 220=频率 3145022f Hz ωππ=== 周期 10.02T s f==角频率 314/rad s ω=题解图4.01 初相位 s rad /3πψ-=波形图如题解图4.01所示(2) 如果i 的参考方向选的相反, 则A t i ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32 314sin 2220π，初相位改变了，s rad /32πψ=其他项不变。

波形图如题解图 4.02所示。

题解图4.024-1-2 已知A)120314sin(101 -=t i ，A )30314sin(202 +=t i⑴它们的相位差等于多少？⑵画出1i 和2i 的波形。

并在相位上比较1i 和2i 谁超前，谁滞后。

+1解：⑴ 二者频率相同，它们的相位差︒-=︒-︒-=-=1503012021i i ψψϕ (2)在相位上2i 超前，1i 滞后。

波形图如题解图4.03所示。

题解图4.03 4-2-1 写出下列正弦电压的相量V )45(sin 2201 -=t u ω，)V 45314(sin 1002 +=t u 解：V U ︒-∠=•4521101 V U ︒∠=•4525024-2-2 已知正弦电流)A 60(sin 81 +=t i ω和)A 30(sin 62 -=t i ω，试用复数计算电流21i i i +=，并画出相量图。

解：由题目得到Aj j j j I I I m m m ︒∠=+=-++=︒-︒+︒+︒=︒-∠+︒∠=+=•••1.231093.32.9)32.5()93.64()30sin 630cos 6()60sin 860cos 8(30660821 所以正弦电流为)A 1.23(sin 101+=t i ω题解图4.04 相量图如题解图4.04所示。

第1章 习题解答(部分)1.5.3 有一直流电源，其额定功率P N =200 W ，额定电压U N ＝50 V ，内阻只ＲN ＝0.5Ω，负载电阻Ｒ0可以调节，其电路如图所示。

试求： (1)额定工作状态下的电流及负载电阻， (2)开路状态下的电源端电压，分析 电源的额定值有额定功率P N 。

额定电压U N 和额定电流I N 。

三者间的关系为 P N =U N I N 。

额定电压U N 是指输出额定电流I N 时的端电压，所以额定功率P N 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。

解 （1）额定电流 A U P I N N N 450200===负载电阻 5.12450===N N I U R Ω （2）开路状态下端电压U 0 等于 电源电动势E 。

U 0＝E ＝U N ＋I N Ｒ0＝50＋4×0.5＝52 V1.5.6 一只100V ，8W 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的电阻?该电阻应选用多大瓦数的?分析 此题是灯泡和电阻器额定值的应用。

白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变，但可计算出额定电压下的电阻值。

电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。

解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流I N 及电阻只R NΩ≈==≈==1510073.0110A 073.01108N N N N N N U U R U P I串入电阻R 降低指示灯电压，使其在380V 电源上仍保持额定电压U N ＝110V 工作，故有Ω≈-=-=3710073.01103800N N I U U R 该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为W R I P N R 6.193710073.022≈⨯=⋅=可选额定值为3.7k Ω,20 W 的电阻。

1.5.7在图1.03的两个电路中，要在12V 的直流电源上使6V ，50 mA 的电珠正常发光，应该采用哪 一个联接电路？ 解 要使电珠正常发光，必须保证电珠 获得6V ，50mA 电压与电流。