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1、电工技术 II 习题电工电子教学实验中心中南大学2011 年上学期目录习题1电路模型和电路定律1习题2等效电路分析方法4习题3支路电流法、回路电流法和结点电压法8习题4电路基本定理11习题5正弦稳态电路的分析16习题6正弦电路的谐振22习题7三相交流电路29习题8动态电路32习题9二端口网络32习题 1电路模型和电路定律1-1 根据图示参考方向，判断各元件是吸收还是发出功率，其功率各为多少？解：元件1吸收10W；元件2吸收10W；元件3发出10W；元件4发出10W；1-2 各元件的条件如图所示。(1)若元件A吸收功率为10 W,求I；(2)若元件B产生功率为(一10 W),求Ub；(3)若元件
2、C吸收功率为(一10 W),求I； (4)求元件D吸收的功率。解：I =-1A；U =-10V;bI =-1A;cP=-4mW.1-3某直流电源的额定功率为Pn=200W，额定电压为Un=50V,内阻R=0.5Q，负载电 阻 R 可以调节,如图所示,试求：1) 额定状态下的电流及负载电阻2) 空载状态下的电压；3) 短路状态下的电流。解： (1)(2)(3)EPn=UnXIn - In=4A;N N NNE= Un+ RoXInIN = E/(Ro+R)U=E= U + R XINoNIst=E/R0st 01-4某有源支路接在U=230V的电源上，电路如下图所示，支路电阻为R0=O.5Q，测
3、 得电路中的电流 I=10 安培。求：（1）该有源支路的电动势E；（2）此支路是从电网吸收电能还是向电网输送电能？ 解：(1) E= U+ R XI =235Vo( 2) P=UX I0, 输送1-5 （1）求图（a）电路中受控电压源的端电压和它的功率;（2）求图（b）电路中受控电流源的电流和它的功率；解：（a） U=3X4 =12V，受控电压源的端电压2U=24V, P =3X24 =72W1 1 发（b）厶=0.5A，受控电流源的电流6/ =3A, P =5X3 =15W2 2 吸1-6求图示各电路中的U b，设端口 a、b均为开路。ab3illA5Qio。e15Q1 io b解：(a)
4、U =-2+4=2Vab(b) U =-1+8=7Vab( c) i=5/20 =0.25 AU =3i+10z=3.25Vab(d) U =-3+5X1=2Vab习题 2等效电路分析方法2-1 求各电路的等效电阻 Rab。 ab解：(a) R =2.50.ab(b) R =1.6Rab(c) R =2.670ab(g) Rab=R/8(h) S打开Rb=1.5Q , S合上电桥平衡Rb=1.5Qabab(i) 2 个星型变三角形, R =118/930 =1.270ab2-2有一滑线电阻器作分压器使用见图(a),其电阻R为5000，额定电流为1.8 A。 若已知外加电压u=500 V，R =
5、 100Q。求：(1) 输出电压 u2；(2) 用内阻为8000的电压表去测量输出电压，如图(b)所示，问电压表的读数为多大？(3) 若误将内阻为0.50，量程为2 A的电流表看成是电压表去测量输出电压，如图(c)所 示，将发生什么后果？解：(1) u2=400V2)电压表的读数U =(4攀x 500 = 4000(400/800丿+10011=363.6V3)总电流i =500 、100 +(400/0.5广5A 1.8A,电流表电流-5 A 2A,会造成滑线电阻器及电流表损坏。2-3 利用电源等效变换化简各二端网络。2-4 应用电源等效变换的方法求电路中的电流 i。(a)(b)解：(a)
6、i=-0.075A(b) i=-0. 5A解：i(a)(b)(c)(d)解：电压源+在 a 端，-在 b 端(a) 4V, 1.2Q(b) -5V, 3Q(c) 8V, 4Q(d) (5/6)X0.5V, (5/6)Q =30/11Q =2.73Q或 0.5A(方向由 b 指向 a), (5/6)Q =30/11Q =2.73Q(b) R=7.5Qi(c) Ri=0i(d) R=2.1 Q习题 3支路电流法、回路电流法和结点电压法3- 1用支路电流法求各电路的电流i1,并求出图(b)电路中电流源的功率。2Q3(b)lAiio()20V25()100V解：(a) i=2A, i2=3A, i3=
7、-lA(b) i1=-2A, i2=4A(最右边支路，朝右)，i3=-2A(中间支路电流源变电压源，朝下), P 发=-20W3-2用回路电流法求电路中的i和u。x解：i =3Axu = 22/3V3-3用回路电流法求图示电路中的电流i。解： i=2A注：潘P55第2-7题3-4用结点分析法求图示电路中的u和iocle10V(b)8A2Qn 3i解： (a) u=7V, i=3A(b) u=8V, i=1A3-5 电路如图所示，参考结点点已经选取，用结点电压法求电流 i 和受控源 的功率。解：(丄+丄)u _丄u10 20 n1 20 n2=4 - 3i1u20 n1+(20 + 5 Un2)
8、= -3 + 3iu =-10V ，u =10V，i=2A n1 n2受控源功率 P=3ix(unl_un2_3ix5) =6x(-50)= -300W (发出功率)习题 4电路基本定理4-1 用叠加定理求各电路中的电压 u2。3 (a)解：u2=-l+9=8V4-2当开关S在位置“1”时，毫安表读数为40 mA；当开关S在位置“2”时，毫安 表读数为一60 mA。问：开关S在位置“3”时，毫安表的读数为多少？k u + k x 0 = 401 s 2解：k u + k x 4 = -601 s 2I = k u + k x (-6) = 40 - 25 x (-6) = 190mA31 s
9、24- 3 已知 I =2A, I =2A, E =5V, E =5V, R =R =R =5Q，求图中所示电路S1 S2 1 2 1 2 3在 a、b 端口的戴维宁等效电路或诺顿等效电路。R解：电压源+在 a 端，-在 b 端 U =-5V, R =10Q oc eq4-4用戴维宁定理求下图所示电路中的电流 I。6V解：U =0, R =2Qoc eqI=04-5 分别用戴维南定理和诺顿定理求图示各电路中的电流 i。解：(a)开路电压i1=圭=1Au = 4 x 2i + 3i = 5 V11oc加压求流法计算等效电阻u = 一& + 4i + 3i11.3ii = i + i12R = -
10、 = 20ieqi = -1A(b)注：潘 P77 题 3-4i = 50isc 1= 50x10350107Ri =-醬0加压求流法i = 0.0173A4-6电路如图示，问：R为何值时，R可获得最大功率?此最大功率为何值?XX丄34i + 3i =1 u = 3V解：oci = 3AscR = 10 iP = 2.25W max习题 5正弦稳态电路的分析5-1 已知电流相量 I 6 + j8 A, I = 6 + j8 A, I = 6 j8 A, I = 6 j8 A。试1 2 3 4写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为。解： I】10 Z 53.13。A , . 102co
11、s(3 t + 53.13。)AI 10Z126.870 A, i 10、：2cos(3 t +126.87) A2 2I 10Z 126.87A, i 102cosgt 126.87) A;3 3_I 10Z 53.13A, i 10“2cos(st-53.13)A.4 45-2已知图(a)、(b)中电压表V的读数为30 V，V2的读数为60 V；图(c)中电压表 V、V2和V3的读数分别为15 V、80 V和100 V。(1) 求三个电路端电压的有效值U各为多少(各表读数表示有效值)；(2) 若外施电压为直流电压(相当于e=0),且等于12 V,再求各表读数。(a)(b)(c)解：注：邱P
12、218习题8-10(1)(a) U 302 + 602 67.08V(b) U .(30- 60)2 30V(c) U -：152 + (80 -100)2 25V( 2)(a) 表1读数为12V，表2读数为0。(b) 表1读数为12V,表2读数为0。(c) 表 1 读数为 0，表 2 读数为 0，表 3 读数为 12V。5-2如图所示电路，电流表A和A?的读数分别为I=6A, I=8A,（1） 设Z=R, Z=-jX，此时电流表A的读数为多少？1 2 C 0（2）设z=r，问Z为何种参数才能使电流表A的读数最大？此时的读数为多少？（3）设z=jx，Z为何种参数时，才能使电流表的读数最小？，此
13、时的读数为多大?vu2 + (U - U )2 =W2 + (U - U )2 = URL CRL 2s解得：5= 50V,U = 86.6VR注：邱多媒体课件（1）I =62 + 82 = 10A0（2）Z 为电阻，I = 6 + 8 = 14A20（3）Z 为电容，/ =16-81= 2A205- 3图示电路中，已知电源u=100 sin tV,电流表的读数为1A,两个电压表的s读数均为100V，试求：（1） R，L，C的值；（2）电路的功率因数。解：（1）vU2 + U 2 = U1 R L1R = R = 86.60L = -l = 50H IC = 1= 0.01FwUCZ = R + jwL += 86.6 j50 = 100Z 30o0,X = cos 申=0.866jwC5-4 在下图所示正弦交流电路中，已知电流表 A 的读数为 40mA，A 的读数为 1280mA, A的读数为50mA，求电流表A的读数。保持A】的读数不变，电源的频 率增加一倍，求此时电流表A的读数。 = I +1 = 10A0 c LJ 二 jX I
