唐介电工学少学时习题解答ppt课件.ppt
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1、解:S闭合时,下一题,上一题,返回练习题集,解 S 断开时,,1.5.1 试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的两电路:当 R 变化时,对其余电路(虚线方框内的电路)的电压和电流有无影响?R 变化时所造成的影响是什么?,(a),(b),下一题,上一题,返回练习题集,S 断开时,I2 = IS = 2 A选取由 US、R2 和 S 组成的回路,利用KVL 求得 U = US R2 I2 4 V S 闭合时, R2 右端电位与 US 下端电位相同, R2 两端电压等于 US ,故 I2 = USR2 = 6 A选取右上结点,利用 KCL 求得 I = I2 IS 4 A,1.6.1 图示电路
2、中,已知 US6 V,IS2 A ,R12 ,R21 。求开关 S 断开时开关两端的电压 U 和开关 S 闭合时通过开关的电流 I(不必用支路电流法)。,解 设通过 R2 的电流为 I2 。,下一题,上一题,返回练习题集,1.6.2 图示电路中,已知 US6 V ,IS2 A, R1R24 。求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流 I(在图中注明所选的参考方向)。,解 设所求电压和电流的参考方向如图。,S 断开时, U14 V,S 闭合时, I 3.5 A,下一题,上一题,返回练习题集,解 设 2 电阻上电流为 I3, 如图。,该电阻与 10 V恒压源并联,故其上电压为10
3、 V,所以I3 = (102) A = 5 A 。 右回路: 5I12I340 = 0,则 I1= 6 A 或外回路:5I11040 = 0,有 I1= 6 A 再用 KCL 求得 I2= I1I3= 1 A, 左恒压源的功率 P1240 W,由于其电压和电流的实际方向符合电源关联参考方向,故起电源作用; 右恒压源的功率P210 W,由于其电压和电流的实际方向符合负载关联参考方向,故起负载作用。,下一题,上一题,返回练习题集,左恒流源的功率 P140 W,起电源作用;右恒流源的功率 P23 W,起负载作用。,设 2 电阻上电流为 I,5 电阻两端电压为U3 如图。,下一题,上一题,返回练习题集
4、,解,1.6.5 试分析图示两电路中:(1) 图(a)中的理想电压源在R 为何值时既不取用也不输出电功率?在 R 为何范围时输出电功率?在 R 为何范围时取用电功率?而理想电流源处于何种状态? (2) 图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不输出电功率?在R为何范围时输出电功率?在 R 为何范围时取用电功率?而理想电压源处于何种状态?,解 (a)当 R1 时理想电压源既不取用也不输出电功率;R 1 时,理想电压源取用电功率。而理想电流源始终起电源作用。,(b)当 R1 时理想电流源既不取用也不输出电功率;R 1 时,理想电流源输出电功率; R 1 时,理想电流源取用电功率。而理想电压源始
5、终起电源作用。,下一题,上一题,返回练习题集,1.6.6 图示电路已知 US4 V ,IS11 A , R12 , R25 , R32 , R44 。试根据题 1.5.1总结出的规律将电路简化后求出 I4;根据题 1.6.5 总结出的规律,分析 IS2 输出和取用电功率的条件。,I41 A,当 IS2 2 A 时, IS2 起电源作用,输出电功率。,当 IS2 2 A 时, IS2 起负载作用,取用电功率。,下一题,上一题,返回练习题集,联立方程,解得: I12.5 A I20.5 A I32 A I41 A,1.7.2 用支路电流法求图中各支路电流。,解 各支路和结点标于图中。,下一题,上一
6、题,返回练习题集,1.8.1 用叠加原理求图示电路中的电流I1和 I2 。,解,下一题,上一题,返回练习题集,解,1.8.2 用叠加原理求图示电路中的电流 I 。,下一题,上一题,返回练习题集,解 恒压源US16 V 单独作用时,,1.8.3 在图示电路中,当 US16 V 时 ,Uab8 V,试用叠加原理求 US0 时的 Uab 。,则 US0 时Uab 的值可记做 Uab 应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果:,下一题,上一题,返回练习题集,1.8.4 图示电路中,R2 R3。当 IS0 时,I12 A, I2I34 A。求 IS10 A 时的 I1、I2 和 I3 。,解
7、恒流源 IS10 A 单独作用时,,则三个电源共同作用时:,下一题,上一题,返回练习题集,1.9.1 用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。图中 US10 V, IS13 A, IS25 A,R12 ,R23 ,R34 ,下一题,上一题,返回练习题集,1.9.2 用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。 解,下一题,上一题,返回练习题集,1.9.3 用戴维宁定理求图示电路中的电流I2 。 解,下一题,上一题,返回练习题集,下一题,返 回,【解】 本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。,(1),(2)波形图如图3.5 所示。,3.1.1 已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别
8、是2A 、- ; 36V、 , 频率均为 50 Hz。(1)写出它们的 瞬时值表达式;(2)画出它们的波形图;(3) 指出它们的幅 值、角频率以及二者之间的相位差。,图3.5,下一页,下一题,(3) 幅值 角频率 相位差,返 回,上一页,上一题,下一题,返 回,下一页,3.2.1 已知某正弦电流当其相位角为 时,其值为 5 A,则该电流的有效值是多少?若此电流的周期为 10 ms,且在t0 时正处于正值过渡到负值时的零值,写出电流的瞬时值表达式 i 和相量 。,【解】 本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设 i = Imsin(t +) A则,5 A = Imsin A = 0.5 Im
9、A,故,故,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。,上一题,下一题,返 回,下一页,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 本题目的是为了熟悉 R、C、L,在交流电路中的作用,即熟悉单一参数交流电路。 当f50 Hz、U100 V时 S 合向 a :,图3.6,3.3.1 在图3.6(教材图3.01)所示 电路中,已知 求电源的频率和电压分别为50 Hz、100 V 和1 000 Hz,100 V两种情况下,开关 S 合向 a、b、c 位置时电流表的读数,并 计算各元件中的有功功率和无功功率。,上一题,下一题,返 回,下一页,S 合向 b:,S 合向 c :,当f
10、1 000Hz、U100 V时S 合向 a:,上一题,返 回,下一题,下一页,上一页,S 合向 b:,S 合向 c:,上一题,返 回,下一题,上一页,【解】本题的目的有二:一是熟悉R、C、L三者在交直流电路中的作用有何不同;二是熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不同。,3.4.1 在图3.7(教材图3.02)所示电路中,三个照明相同, ,试问接于交流电源上时,照明灯的亮度有什么不 同?若该接到电压相同的直流电源上,稳定后,与接交流电 源时相比,各照明灯的亮度有什么变化?,图3.7,照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯相同,即它们的电阻 相同,功率 ,因
11、而可以比较三者电路的大小即可判断出它们的亮度。,上一题,下一题,返 回,下一页,接交流电源时,上一题,下一题,返 回,下一页,上一页,显然,与接交流电源时相比,IA不变,A 亮度不变,IB 为零, B 不亮,IC 增大,C 亮度增加。,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 本题为串联交流电路的分析题,目的是为了熟悉 电压、电流和阻抗的关系。,(1),u 超前于 i ,电感性,上一题,下一题,返 回,下一页,u 与 i 同相,电阻性。,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 当线圈接直流电源时,其电感相当于短路,故,当线圈接交流电源时,其阻抗为,故感抗和电感为,3.4.3 将一个电感线圈接到
12、20 V直流电源时,通过的电 流为1 A,将此线圈该接于2 000 Hz、20 V的电源时,电流为 0.8 A。求该线圈的电阻 R 和电感 L 。,上一题,下一题,返 回,【解】 解法1:利用相量图求解,3.4.4 一个 R 、C 串联电路,当输入电压为1 000 Hz、12V时,电路中的电流为 2 mA,电容电压 滞后于电源电压 ,求 R 和 C。,上一题,下一题,返 回,下一页,解法2:利用公式求解,由阻抗三角形求得,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 (1),图3.9,上一题,下一题,返 回,下一页,(2)由于 ,所以 时,Z最 小,I 最大。这时,上一题,下一题,返 回,上一页,3
13、.4.6 在图3.10(教材图3.04)所示电路中,已知U220 V, 超前于 ,超前于 ,求 和 。,【解】 本题未给出电路参数,只给出了相位关系,利用相 量图求解比较方便。现选电流为参考相量,据意定性地画出相 量图如图3.11所示。从相量图中可以知道 超前 ,而且,上一题,下一题,返 回,下一页,或,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 (1)f 50 Hz时,如图3.14所示,选择 ULC 为参考相量,画出 和 ;由 ,再画出 ;由 与 同相,画出 ;最后由 ,画出 。由相量图求得,上一题,下一题,返 回,下一页,现在频率增加了一倍,故 XL 增加一倍,XC 减少一半,即现在,(2)f
14、100 Hz 时 由于 f50 Hz 时,可求得,上一题,下一题,返 回,下一页,上一页,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 S 断开时,,与 的相位差,上一题,下一题,返 回,下一页,上一题,下一题,返 回,上一页,图3.17,上一题,下一题,返 回,下一页,上一题,下一题,返 回,上一页,由于 RXC ,所以 IR = IC ,且 与 的相位差为 。,又由于 与 同相、 超前于 , 超前,上一题,下一题,返 回,下一页,所以 、 、 之间成等腰直角三角形关系。,故,上一题,下一题,返 回,上一页,【解】 由S闭合时的电路求得,上一题,下一题,返 回,下一页,由 S 断开时的电路求得,由
15、于故,图3.20,返 回,上一页,上一题,下一题,【解】 R 和 XL串联支路的功率因数角,该支路的无功功率,S闭合后,电路的总有功功率、无功功率和视在功率分别为 P = P1+P2 = ( 726 + 74 ) W = 800 W Q = Q1Q2 = ( 965.6 168 ) var = 797.6 var,上一题,下一题,返 回,下一页,由于S 闭合后,电路的总无功功率减少了,故知Z2为电容性。,由此求得总电流为,再由开关 S 支路求得,返 回,上一页,上一题,下一题,4.1.1 某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压为10.5 kV, 若将它联结成三角形,则线电压是多少? 若
16、联结成星形时, L2 相绕组的首末端接反了, 则三个线电压的有效值 U12 、U23 和 U31各是多少?,星形联结时 UlY = 10.5 kV,三角形联结时相电压不变, UlY = UpY = 6.06 kVL2 首末端接反的相量图如图所示:,U12 = 6.06 kV U23 = 6.06 kV U31= 10.5 kV,解,下一题,返 回,解,负载线电压 UlL = UlS = 380 V,负载线电流 IlL = IpL = 22 A,电源线电流 IlS = IlL = 22 A,电源相电流 IpS = IlS = 22 A,下一题,上一题,返 回,解,电源三角形联结, 线电压 UlS
17、 = UpS = 220 V,负载线电压 UlL = UlS = 220 V,负载相电压 UpL = UlL = 220 V,电源线电流 IlS = IlL = 38 A,4.2.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,已知 电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模 Z 为 10,试求负载的 相电流和线电流,电源的相电流和相电流。,下一题,上一题,返 回,4.2.3 有一电源为三角形联结, 而负载为星形联结的对称三相 电路, 已知电源相电压为 220 V, 每相负载的阻抗模为 10 , 试求负载和电源的相电流和线电流。,解:,电源三角形联结, 线电压 UlS = UpS = 220 V
18、,负载线电流 IlL = IpL = 12.7 A,负载线电压 UlL = UlS = 220 V,电源线电流 IlS = IlL = 12.7 A,下一题,上一题,返 回,4.2.4 有一三相四线制照明电路, 相电压为 220 V,已知三个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成,每只白织灯的功率都是 100 W, 求三个线电流和中线电流的有效值。,由于白织灯为电阻性负载,电压和电流的相位相同,解:,下一题,上一题,返 回,4.2.5 在如图所示三相电路中, R = XC = XL = 25,接于线电压为 220 V 的对称三相电源上,求各相线中的电流。,解: 负载为不对称三相
19、负载,下一题,上一题,返 回,各线电流如下:,下一题,上一题,返 回,I3 = = =,4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载,额定电压为 380 V,功率因素为 0.8, 在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它接到线电压为 380 V 的对称三相电源上, 试问应采用什么样的联结方式? 负载的 R 和 XL 是多少?,解: 三角形联结,下一题,上一题,返 回,4.3.2 某三相负载,额定相电压为 220 V,每相负载的电阻为 4, 感抗为 3, 接于线电压为 380 V的对称三相电源上, 试问该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视在功率?,解: 星形联结,S = 3U
20、p Ip = 3220 44 VA = 29 040 VA,Q = 3Up Ip sin = 3220 44 0.6 var = 1742 var,P = 3Up Ip cos = 3220 44 0.8 W = 23 232 W,下一题,上一题,返 回,4.3.3 有一台三相电阻炉, 每相电阻为14 , 接于线电压为 380 V 的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率。,解: 星形联结,Il = Ip = 15.7 A,P = 3Up Ip =3220 15.7 1W = 10 362 W,三角形联结,Up = Ul = 380 V,P = 3Up Ip=
21、3380 21.7 1 W= 30 894 W,下一题,上一题,返 回,未断线时相电流、线电流和有功功率分别为 Ip,4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电流和有功功率的变化: 工作中在 M 处断线, 工作中在 N 处断线。,在N处断线,在M处断线,下一题,上一题,返 回,4.3.5 在如图所示三相电路中,已知 Za= (3+j4), Zb= (8-j6),电源线电压为 380 V,求电路的总有功功率、无功功率和视在功率以及从电源取用的电流。,解:三个Za组成 Y 形联结的对称三相负载,Pa = 3Upa Ipa cosa = 3220 44 0.6 W = 17 424
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