电工学 唐介 第6章 思考题及习题 解答 答案

第6章作业参考答案一、填空题1. 电压、电流、阻抗2. 反向击穿3. 反向击穿、可以 4． 变压、整流、滤波、稳压 5. 45V、45m A 、90V 、90m A二、选择题1. A 2． C 3. A 4. A 5. C 6. A 三、计算题1. 2． （1） O D 18V 45mAU I ==（2） O 24VU =（3） CD R M 2828V2828VU .U .==第7章 第1次 参考答案 一、填空题1. NPN 硅、②、③；2. 10mA 、20V ；3. u i =0、I B 、I C 、U CE ；4. 计算（估算）法、图解法 ；5. 变大、饱和区 ；6. 陡、平 ；7. 直流、交流、微变等效 ；8. 增大 ； 二、选择题1. B ；2. A ；3. C ；4. C ；5. B ；三、计算题 1.（1）AR U U I BBECC B μ19=-=mAI I B C 9.1==βVR I U U C C CC CE 3.6=-=（2）Ω=≈K r r be i 7.1Ω==K R r C o 36.117-='-=beL u r R A β50-=⋅+=u si us A R r rA2. （1）近似计算 VU R R R V CC B B B B8.2212=⋅+=mAR R U V I I E E BE B E C 7.15.15.221==+-=≈A I I CB μβ34==VR R R I U U E E C C CC CE 8.38.47.112)(21=⨯-=++-=1B i R r =‖2B R ‖11])1([B E be R R r ≈++β‖2B R ‖Ω=+K R E 4.4])1[(1βΩ=K r o 38.854.4102506.04.44.4250)1(11-=⨯⨯-=+⋅-≈+⋅++'-=E si i E be Lus R R r r R r R A βββ（2）近似计算静态值C I 、CE U 与β值的大小无关而不变，B I 会随之减小。

第六章 磁路与变压器习题参考答案1．有两个如图6-4所示的环形金属，外套绕组，大小完全相同，一个是铁的，另一个是铜的，所套绕组的匝数和通过的电流相等，试问（1）两环中的H 和B 是否相等？（2）如果在两环上各开一个相同的缺口，两环中的H 和B 有何变化？答:（1）H 相同，B （＝μH ）不同。

（2）空气和铜都是非铁磁材料，值相近，但空气与铁的导磁率相差很大。

因此铜环上开缺口H 和B 无变化，铁环上开缺口后H 不变，B 大大减小。

2．如果交流电源电压的有效值和直流电源电压相等,试比较以下四种情况通过线圈的电流和功率的大小,并说明其理由。

（1）将一个空心线圈先后接到直流电源；（2）将一个空心线圈先后接到交流电源；（3）这个线圈中插入铁心后接到直流电源；（4）这个线圈中插入铁心后接到交流电源；答:交流电压的有效值和直流电压相等，设为U 。

空心线圈接到直流电源和交流电源上，电流分别为I 1＝U /R 和I 2＝U /22L X R +，故I 1>I 2；功率分别为P 1=UI 1,P 2=UI 2cos φ,故P 1>P 2。

插入铁心后，再接到直流电源上，I 1、P 1不变；再接到交流电源上，因X L =2πfL 增大，故I 2减小、P 2也减小（功率因数也降低）。

3．将铁心线圈接在直流电源上，当发生下列三种情况时，铁心中的电流和磁通有何变化？（1）铁心截面积增大，其它条件不变；（2）线圈匝数增加，导线电阻及其他条件不变；（3）电源电压降低，其它条件不变。

答:将铁心线圈接在直流电源上I=U/R ，φ＝INS μ/l ，故（1）S 增大时，I 不变，φ增大；（2）N 增加时，I 不变，φ增大；（3）U 降低时，I 、φ都减小。

4．将铁心线圈接到交流电源上，当发生以上三种情况时，铁心中的电流和磁通又有何变化？答:将铁心线圈接到交流电源上，则22)2(/fL R U I π+=，φm ≈U/4.44fN ,又根据L=N 2μS/l ,可知（1）S 增大时，L 增大，I 减小，φm 不变；（2）N 增加时，L 增大，I 减小，φm 不变；（3）U 降低时，I 、φ都减小。

第6章一阶动态电路分析6.1 如图6.3所示电路，在开关S断开前已处于稳态，试求开关S断开后瞬间电压u C和电流i C、i1、i2的初始值。

分析先在时的等效电路中求，因为时电路已处于稳态，电路中各处的电流和电压都是常数，电容中的电流，所以这时电容C可看作开路。

然后在时的等效电路中求、和，这时电容C可用电压为的恒压源代替。

解画出时的等效电路，如图6.4（a）所示。

根据分压公式，得时电容两端的电压为：（V）根据换路定理，时电容两端的电压为：（V）在瞬间，电容C可用电压为V的恒压源代替，由此可画出时的等效电路，如图6.4（b）所示。

由于4Ω电阻支路已断开，故时的电流i2为：（A）根据欧姆定律，得时的电流i1为：（A）根据KCL，得时的电流i C为：（A）图6.3 习题6.1的图图6.4 习题6.1解答用图6.2 如图6.5所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，试求开关S闭合后瞬间电压u L和电流i L、i1、i2的初始值。

分析先在时的等效电路中求，因为时电路已处于稳态，电路中各处的电流和电压都是常数，电感两端的电压，所以这时电感L可看作短路。

然后在时的等效电路中求、和，这时电感L可用电流为的恒流源代替。

解画出时的等效电路，如图6.6（a）所示。

根据欧姆定律，得时电感中的电流为：（A）根据换路定理，时电感中的电流为：（A）图6.5 习题6.2的图图6.6 习题6.2解答用图在瞬间，电感可用电流为A的恒流源代替，由此可画出时的等效电路，如图6.6（b）所示。

根据欧姆定律，得时电感两端的电压为：（V）根据分流公式，得时的电流i1和i2分别为：（A）6.3 如图6.7所示电路，在开关S闭合前已处于稳态，试求开关S闭合后瞬间电压u C、u L和电流i L、i C、i的初始值。

分析先在时的等效电路中求和，因为时电路已处于稳态，电路中各处的电流和电压都是常数，电容中的电流，电感两端的电压，所以这时电容C可看作开路，电感L可看作短路。

电工技术第6章(李中发版)课后习题及详细解答.(DOC)第6章一阶动态电路分析6.1图6.3所示的电路在开关S关闭之前已经处于稳定状态。

尝试在开关S关闭后立即找到电压uC和电流iC、i1和i2的初始值。

该分析首先在处的等效电路中找到，因为电路在处已经处于稳定状态，电路中各处的的电流和电压是恒定的，并且在等效电路中被替换为电容器中的电流。

绘制的电压为、和，因此此时电容C可视为开路。

然后，此时，当恒压源的电压为时，当电容器两端的电压为时，电容器c可以使用等效电路，如图6.4(a)所示根据分压公式，得到(V)。

根据开关定理，电容器两端的电压为(V)。

在瞬间，电容C可以被电压为伏的恒压源代替，由此可以得出处的电流i2为:(A)根据欧姆定律，处的电流i1为(A)根据KCL，处的电流iC相等由于4ω电阻支路已断开，因此，图6.3图6.1图6.4图6.1图6年2月，图6.5所示电路在开关闭合前处于稳定状态。

尝试在开关s闭合后立即找到电压u1和电流i1、i1、i2的初始值。

该分析首先在处的等效电路中找到，因为电路在处已经处于稳定状态，电路中各处的的电流和电压是恒定的，并且等效电路中在电感器两端的电压处的解显示为、和，因此然后，电感器l可以由电流为的恒流源代替电感电流为时的等效电路如图6.6(a)所示根据欧姆定律，得到(A)。

根据开关定理，处电感中的电流为(A)图6.5图6.2图6.6图6.2解决方案使用图在瞬间，电感可由电流为A的恒流源代替。

因此，电感两端电压为(V)的等效效应电路根据欧姆定律，得到。

根据分流公式，当获得时，电流i1和i2为(A)6.3，如图6.7所示。

在开关s闭合之前，电路处于稳定状态。

尝试找出开关s闭合后瞬时电压uC、u1和电流iL、iC、iI的初始值该分析首先在处的等效电路中发现和，因为电路在处已经处于稳定状态，和中的电流和电压是恒定的，并且电容器中的电流是恒定的，所以电容器c可以被视为开路，电感器l可以被视为短路。

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。

2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3Ω电阻中的电流I 。

题题2-2解题图12(a)解题图12(b)解题图12(c)解题图12(d)解题图12(e)解题图12(f)解题图12(g)解题图12(h)解题图12(i)解题图12(j)解：根据题目的要求，应用两种电源的等效变换法，将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序，最后化简为解题图12(j)所示的电路，电流I 为A 2.0822I =+=注意：(1) 一般情况下，与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可视为开路。

故题图2-2所示电路最左边支路中的2Ω电阻可视为0；（2）在变换过程中，一定要保留待求电流I 的支路不被变换掉；（3）根据电路的结构，应按照a-b 、c-d 、e-f 的顺序化简，比较合理。

2-3 计算题图2-3中1Ω电阻上的电压U ab 。

V题题2-3V解题图13(a)Ω解题图13(b)Ω解题图13(c)Ω解题图13(d)Ω解题图13(e)解：该题采用两种电源的等效变换法解题比较简便。

按照解题图13的顺序化简，将题图2-3所示的电路最后化简为解题图13(e)所示的电路，根据电阻串联电路分压公式计算电压U ab 为V 37.2118.08.2U ab =+=2-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。

V 45题题2-5V 45解题图15解：首先对于题图2-5所示电路的三条支路电流分别确定参考方向，如解题图15所示。

然后应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程：⎪⎩⎪⎨⎧+=++=+=++==-+3223231131321I6I 5I 3I 6I 245I 6I 20I 10I 6I 10700I I I 解之，得A3I A 5I A2I 321===2-6 应用支路电流法计算题图2-6所示电路中的各支路电流。

解：如题图2-6所示，电路中的四条支路均为并联，其中一条支路电流为已知，根据支路电流法可知，只需列出三个独立方程即可求解。

电工学思考题及答案电工学思考题及答案第5章变压器5.1 磁路1、磁路的结构一定，磁路的磁阻是否一定，即磁路的磁阻是否是线性？答：磁阻=铁心+空气隙，由于磁性材料的磁导率u不是常数,B与H 不是正比关系,因此,磁路的结构(即尺寸、形状、和材料)一定时,磁路的磁阻并非一定,即磁路的磁阻是非线性的。

2、恒定直流电流通过电路时会在电阻中产生功率消耗，恒定磁通通过磁路时会不会产生功率耗损？答：不会，电流通过电阻会产生热损失5.2 电磁铁1、直流电磁铁在衔铁吸合前后，电磁吸力的大小是不同的。

2、衔铁吸合前后电流不会变化，磁通不会变，在吸合前，有空气隙的存在，磁路磁阻会大，吸合后，空气隙消失，磁路磁阻小。

3、电流在通过线圈时，除了产生主磁通外，还会产生少量的漏磁通4、交流铁心线圈电路的视在功率、无功功率、有功功率与电压、电流的关系与一般交流电路相同。

5、有功功率=铜损耗+铁损耗1、额定电压一定的交流电磁铁，如果加上大小相同的直流电压会有什么后果？交流电压产生感应电动势,大部分电压被感应电动势所平衡,漏阻抗上电压很小,因此励磁电流小.若加直流电压,不会产生感应电动势, 全部电压落在电阻(比较小)身上,电流很大,将烧毁.2、绕在闭合铁心上的交流铁心线圈,电压的有效值不变,而将铁心的平均长度增加一倍,请问铁心中主磁通最大值Φm如何变化?如果是直流铁心线圈，铁心中的主磁通Φ是否变化？答：1、Φm=U/4.44 f N 电流不变，Φm不变2、直流铁心线圈，磁路(铁心)的长度增加一倍，在相同的磁通势作用下，由于磁阻增加了，主磁通就要减小。

3、两个匝数相同的铁心线圈，分别接到电压值相等而频率不同f1>f2的两个交流电源上时，试分析两个线圈中的主磁通Φ1m和Φ2m的相对大小（忽略线圈的漏阻抗）Φm=U/4.44 f N 所以Φ1m<Φ2m4、交流电磁铁通电后，若衔铁长期被卡住而不能吸合，会引起什么后果？衔铁不吸合会发出翁翁响的噪音，有可能会导致主触头不通电，导致线圈发热，长时间运行会烧毁线圈5.3变压器的工作原理负载直接接电源时，阻抗模为1 ZL 1；通过变压器接电源时，相当于将阻抗模增加到1 ZL 1的K平方倍。

第六章正弦交流电练习题姓名：班级：学号：填空题1、大小和方向都随时间作周期性变化的电流、电压、电动势称为交流电，按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。

2、正弦交流电的三要素是最大值（有效值）、角频率（频率、周期）和初相。

3、交流电每重复变化一次所用的时间叫周期，用字母T表示，其单位为秒。

4、交流电在一秒钟变化的次数叫频率，用字母f表示，其单位为Hz或赫兹。

5、周期与频率之间的关系为T=1/f，角频率与频率之间的关系为ω=2πf ，工频交流电的频率f= 50 Hz。

6、我国供电系统中，交流电的频率是___50_____Hz，习惯上称为工频，周期为__0.02s_____。

7、交流电路i=10sin（628t+4π/3）A，则其最大值为10A，频率为100Hz，初相位为4π/3_。

8、已知正弦交流电压()V60314sin22200+=tu,它的最大值为_220V______，有效值为_ ___220V____，角频率为__314rad/s______，相位为__314t+60°____，初相位为___60°_____。

9、某正弦交流电流的最大值为2A，频率为50Hz，初相为030，则该正弦交流电流的解析式i=___2sin（314t+30°）A___。

9、已知两个正弦交流电的瞬时值表达式分别为0160)u t V=-和230)u t V=+，则他们的相位差是__-90º_____，其相位关系是___u1滞后u290º（正交）___。

10、有两个同频率的正弦交流电,当它们的相位差分别为0°、180°、90°时,这两个正弦交流电之间的相位关系分别是__同相__、__反相__和___正交__。

11、i=5 2 sin(200πt-30O)A 则I m= 7.07A ,I= 5A ,ω= 200πrad/s f=100Hz ,T= 0.01 s ,初相φ= -30O，相位为200πt-30O。