《电工电子技术》课后习题及答案(何新龙,吴国庆编,清华

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1、第一章第一章 1 1- -1 1 填空题填空题 1实际电气设备包括电工设备、联接设备两个部分。电工设备通过联 接设备相互联接，形成一个电流通路便构成一个实际电路。具体分析实际 电路时，总是将实际元件理想化，在一定条件下突出其主要电磁性质，忽 略其次要性质，这样的元件所组成的电路称为实际电路的电路模型，简称 电路。 2关于电流的方向，有实际方向和参考方向之分，应加以区别。带电 粒子规则运动形成的电流是客观存在的物理现象，这种客观存在的电流方 向便是电流的实际方向。习惯上规定：正电荷运动的方向或负电荷运动的 相反方向为电流的实际方向。 3对于电压的方向，应区分端电压、电动势两种情况。端电压的方向

2、规定为高电位端（即“+”极）指向低电位端（即“-”极） ，即为电位降低 的方向。电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端（ “-”极）指向 高电位端（ “+”极） ，即为电位升高的方向。 4在分析计算电路时，常可任意选定某一方向作为其参考方向。不加 说明，电路图中所标的电压、电流、电动势的方向均为参考方向。选定电 压电流的参考方向是电路分析的第一步，只有参考方向选定以后，电压电 流之值才有正负。当实际方向与参考方向一致时为正，反之，为负。 5若某个元件对外只有两个联接端钮，这样的元件称为二端元件。若 某个电路单元对外只有两个联接端钮，这个电路单元整体称为二端网络。 6对二端网络的外部电路而言

3、，如果两个二端网络的伏安关系相同， 那么，它们对二端网络的外部电路的作用也就相同，也就是说，这两个二 端网络等效。 7回路是一个闭合的电路。从回路任一点出发，沿回路循行一周（回 到原出发点） ，则在这个方向上的电位降之和等于电位升之和。 8电路中的每一分支称为支路，一条支路流过同一个电流，称为支路 电流。电路中 3 条或 3 条以上的支路相联接的点称为结点。在任一瞬时， 流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。 9电阻元件联接方式主要有：串联联接、并联联接、三角形联接、星 形联接、桥式联接等。如果电路中有两个或更多个电阻联接在两个公共的 结点之间，则这样的联接方法称为电阻并联。

4、10一个实际电源可以用两种不同的电路模型来表示，用电压形式来 表示的模型为电压源模型；用电流形式来表示的模型为电流源模型。其电 压源模型是用电动势 E 和内阻 R0串联来表示电源的电路模型。 1 11当电源开路时，电源开关断开、电源的端电压等于电源电动势、 电路电流为零、电源输出功率为零。电源短路时电路的负载电阻为零、电 源的端电压为零，电源内部将流过很大的短路电流，是一种非常危险的电 路状态。 12理想电压源允许流过任意大小的电流，这意味着它可以提供无穷 大的功率，因此，理想的电压源是不存在的。在绝大多数场合下，实际电 压源的内阻都远远小于负载电阻，可以把这个实际电压源当成理想的电压 源，负

5、载两端的电压基本保持不变。 13对负载而言，多个电压源串联可用一个电压源等效，其电动势为 多个电压源电动势的代数和、内阻为多个电压源各自内阻的和。多个电流 源并联可用一个电流源等效， 其短路电流为多个电流源短路电流的代数和、 内阻为分别多个电流源内阻的并联电阻。 14对于线性电路，任何一条支路的电流（或电压） ，都可看成是由电 路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流 （或电压）的代数和。可选取其中的一个电源，将电路中其它所有的电流 源开路，电压源短路，画出该电源单独作用下的电路图。 15所谓有源二端线性网络就是具有两个出线端的电路部分，其中含 有电源元件。任何一个有源

6、二端线性网络都可以用一个电动势为 E 的理想 电源和内阻 R0串联来表示，且电动势 E 的值为负载开路电压 U0，内阻 R0 为除去有源二端线性网络中所有电源（电流源开路，电压源短路）后得到 的无源网络 a、b 两端之间的等效电阻。 1-2 1.1.当 I1为 1A 时，判断条件不充分。 当 I1为-1A 时，I3值为正。 2.2.当 I1为 3A，R1=2， E1为正值时，判断条件不充分。 当 E1=-7V， I1=3A、R1=2 时，I3值为负。 3 3 I3=-1A，E2=-2V 4.4. E2=-106V ，E1=-74V 5 5断开：断开：U=5VU=5V、闭合：、闭合：U=4.9V

7、U=4.9V 6 6I= 1A U1=- 4V 7. 7. IR3=-1/3A 8.8. （1）RL= 12 （2）E= 62.5 V （3）IS= 125A 9 R0= 0.3 E=15 V 1090mA 2 图图 X1.3X1.3 习题习题 1 1- -3 33 3 的图的图 1111I3= 0.25A 1212U= 6V ，I3= 0.3A 1 1- -3 3 1 1I= 4.8A 2. 2. （1）开关断开： E1产生功率： 80W E2取用功率： 40W R1取用功率： 32W R0消耗功率： 8W 40+32+8=80 功率平衡 （2）开关闭合： E1产生功率： 200W E2取用

8、功率： 25W R1取用功率： 12.5W R0消耗功率： 50W R2取用功率： 112.5W 25+12.5+50+112.5=200 功率平衡 3. 3. 4.4. I3= 1/3A 5 5I =2A 6 6I3= 3 A 7I2 =1A 8I=1A 3 图图 X1.9X1.9 习题习题 1 1- -3 83 8 的图的图 1 1 图图 X1.10X1.10 习题习题 1 1- -3 83 8 的图的图 2 2 图图 X1.1X1.1 习题习题 1 1- -4 14 1 的图的图 图图 X1.4X1.4 习题习题 1 1- -4 64 6 的图的图 9 9I3= 1/3A I2=0A 1

9、0.10. I20.32A I30.58A 11.11. I3= 1A 12.12. I1= 1A 13.13. I= -3/5A 1-4 1. 四个电阻联接方法如图 X1.1 所示。 2.2. U3: 04V I3：01.6 mA 3可选用阻值为 1.5 k、8W 的 绕线电阻。 4. 4. R0=0.5 E=6V 5. E=12V R0 =0.5 6. 6. 解：测量电路如图 X1.4 所示， 具体的测量方法说明如下： 先将开关 K 断开，读取电压表的 读数（设为 U1） ，该数据等于电源的电 动势，所以 E= U1 将开关闭合时， 读取电压表的读数 （设为 U2） I *R0 = U1

10、U2 电压表内阻非常大，有：I = U2/10 4 图图 X1.5X1.5 习题习题 1 1- -4 74 7 的图的图 所以 R0 =10( U1 U2)/ U2 7. 7. 解：测量电路 如图 X1.5 所示，具体 的测量方法说明如下： 先按图 X1.5(a) 接线， 读取电流表的读 数（设为 I1） ，该数据 等于电源的短路电流， 所以 IS= I1 按图 X1.5(b)接 线， 读取电流表的读数 （设为 I2） 。由于电流表内阻非常小，有 I2+ I2 * R/ R0 = I1 所以 R0 =106 * I 2 / ( I1 I2) 第二第二章章 2 2- -1 1 填空题填空题 1

11、正弦交流电路的激励信号为随时间按正弦规律变化的电压或电流， 称为正弦电压或正弦电流， 统称为正弦量。 对任一正弦量， 当其幅值 Im（或 有效值） 、角频率 （或频率或周期）和初相位 确定以后，该正弦量就能 完全确定下来。 2正弦量在整个振荡过程中达到的最大值称为幅值，正弦量任一时 刻的值称为瞬时值。幅值、瞬时值都不能确切反映它们在电路转换能量方 面的效应，因此工程中通常采用有效值表示周期量的大小。其含义为将一 个周期量在一个周期内作用于电阻产生的热量换算为热效应与之相等的直 流量，以衡量和比较周期量的效应，这一直流量的大小就称为周期量的有 效值，用相对应的大写字母表示。如不加说明，交流电气设

12、备铭牌上所标 的电压值、电流值一般皆指其有效值。 3正弦量随时间变化的角度 t+ 称为正弦量的相位角，0t时正 弦量的相位，称为初相位。当初相位为正时，表示正弦量的零值出现在计 时起点之前；初相位为负时，表示正弦量的零值出现在起始时刻之后。 4常用相位差来描述两个同频率正弦量的区别。同频率的两个正弦 量的相位差等于它们的相位相减，用文字符号 表示。同频率两个正弦量 的相位差等于它们的初相位之差，是一个与时间无关的常数。 5线性交流电路中的激励与响应都是同频率的正弦量，因此，每个5 电路的全部稳态响应都是同频率的正弦量，只有幅值与初相位是未知的。 而一个正弦量的幅值和初相位可用一个复数同时表示，

13、这个代表正弦量的 复数，有一个特殊的名字，称为相量。相量不是正弦量，但对于给定频率 的正弦量，相量与这个正弦量有一一对应关系。 6电容元件是一个二端元件，任一时刻其所储电荷 q 和端电压 u 之 间满足 q=C u 的约束关系。虽然电容元件是按照库伏特性定义的，但应 用中总是更为关心其伏安特性。在任一时刻，电容元件的电流与电压的变 化率成正比。具有通高频阻低频的作用。 7电感元件是一个二端元件，任一时刻，其磁通链 与电流i之间 满足 =L i的约束关系。虽然电感元件是按照韦安特性定义的，但应用 中总是更为关心其伏安特性。在任一时刻，电感元件的感应电压与电流的 变化率成正比，具有通低频阻高频的作

14、用。 8电路从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而 是需要一定过程（时间）的，这个过渡过程称为暂态过程。严格意义上讲， 电路中任何形式的能量改变必然导致电路进入暂态过程，暂态过程是一种 客观存在，只是当暂态时间相对我们的实际要求可以忽略时，认为电路的 能量改变没有导致电路进入暂态，这便是理想电阻电路的基本特征。 9如果通过电容元件的电流为有限值，则电容电压不能跃变。如果 电感元件两端的电压为有限值，则电感电流不能跃变，含电容或电感的电 路具有动态特性，称为动态电路。 10时间常数只取决于电路的参数，与电路的初始储能无关，反映了 电路本身的固有性质。时间常数的大小反映了一阶电路暂态

15、过程进展的快 慢，时间常数越小，暂态过程进展越快，持续时间越短。 11 二端网络 （或元件） 上电压相量与电流相量之比， 称为该网络 （或 元件）的阻抗。当正弦交流电路中的元件用其阻抗表示，元件的端电压、 端电流用相量表示时，这样的电路图称为正弦交流电路的相量模型。建立 了正弦交流电路的相量模型以后，可利用直流电阻电路分析方法来分析正 弦交流电路。 12视在功率用于表示交流电气设备的容量，不是电路吸收的平均 功率，是一个假想的功率。二端网络的无功功率为二端网络与外部交换能 量的最大速率。相对于无功功率，平均功率又称为有功功率。视在功率 S、 有功功率 P 与无功功率 Q 之间的关系可用一直角三角形表示， 称为功率三 角形。 13在具有电感和电容的不含独立源的电路中，在一定条件下，形成 端电压与端电流同相的现象，称为谐振。RLC 串联电路发生时电路的阻抗 最小，电感电压等于电容电压，可能大大超过电源电压。把谐振时电感电 压或电容电压与电源电压的比值，称为串联谐振电路的品质因数。可利用6 串联电路的谐振，可使微弱的输入信号在电容上产生比输入电压大得多的 电压。 14功率因数等于阻抗角的余弦，总为正值。为了充分利用电源设备 容量，减少输电线路的损失，应尽量提高功率因数，常用方法是与感性负 载并联电容器。