《电工电子技术》(第二版)习题答案.pdf
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1、第1章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:(每空0.5分,共20分)1、电源和负载的本质区别是:电源是把其它形式的能量转换成电能的设备,负载是把电能转换成其它形式能量的设备。2、对电阻负载而言,当电压一定时,负载电阻越小,则负载越大,通过负载的 电流和负载上消耗的功率就越大;反之,负载电阻越大,说明负载越小。3、实际电路中的元器件,其电特性往往多元而复杂,而理想电路元件的电特 性则是单一和确切的。4、电力系统中构成的强电电路,其特点是大电流、大功率;电子技术中构成的 弱电电路的特点则是小电流、小功率。5、常见的无源电路元件有电阻元件、电感元件和电容元件;常见的有源电 路元件是电压源元件
2、和电流源元件。6、元件上电压和电流关系成正比变化的电路称为线性电路。此类电路中各支路 上的电压和电流均具有叠加性,但电路中的功率不具有叠加性。7、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件吸收电能;电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向,这种方向下计算 的功率为正值时,说明元件供出电能。8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等,这种情况称为电源与负载相匹配,此时负载上获得的最大功率为US2/4RS o9、电压是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间 电压。电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位,电位具有相对性。10
3、、线性电阻元件上的电压、电流关系,任意瞬间都受欧姆定律的约束;电路中 各支路电流任意时刻均遵循KCL定律;回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约 束。这三人定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。二、判断正误:(每小题1分,共10分)1、电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。(错)2、电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。(错)3、大负载是指在一定电压下,向电源吸取电流大的设备。(对)4、电压表和功率表都是串接在待测电路中。(错)5、实际电压源和电流源的内阻为零时,即为理想电压源和电流源。(错)6、电源短路时输出的电流最大,此时电源输出的功率也最大。(错)7、线路上负载并联得越
4、多,其等效电阻越小,因此取用的电流也越少。(对)8、负载上获得最大功率时,电源的利用率最高。(错)9、电路中两点的电位都很高,这两点间的电压也一定很大。(错)10、可以把L5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。(错)三、选择题:(每小题2分,共20分)1、当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,假设该元件(A)功率;当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时,假设该元件(B)功率。A、吸收;B、发出。2、一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指(C)A、负载电阻增大;B、负载电阻减小;C、电源输出的电流增大。3、电流源开路时,该电流源内部(B)A、有电流,有功
5、率损耗;B、无电流,无功率损耗;C、有电流,无功率损耗。4、某电阻元件的额定数据为“IK。、2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为(A)A、50mA;B、2.5mA;C 250mAo5、有“220V、100W”“220V、25W”白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源,其亮度情况是(B)A、100W灯泡最亮;B、25W灯泡最亮;C、两只灯泡一样亮。6、已知电路中A点的对地电位是65V,B点的对地电位是35V,则UBA=(B)A、100V;B、-30V;C、30Vo7、图-31中安培表内阻极低,伏特表电压极高,电池内阻不计,如果伏特表被短 接,则(C)A、灯D将被烧毁;B、灯D特别亮;C、安
6、培表被烧。8、图1-31中如果安培表被短接,则(C)A、电灯不亮;B、电灯将被烧;C、不发生任何事故。9、如果图1-31电路中电灯灯丝被烧断,则(B)A、安培表读数不变,伏特表读数为零;B、伏特表读数不变,安培表读数为零;C、安培表和伏特表的读数都不变。10、如果图1-31电路中伏特表内部线圈烧断,则(D)A、安培表烧毁;B、电灯不亮;C、电灯特别亮;D、以上情况都不发生。四、简述题:(每小题3分,共24分)1、将一个内阻为0.5。,量程为1A的安培表误认为成伏特表,接到电压源为10V,内阻为0.5。的电源上,试问此时安培表中通过的电流有多大?会发生什么情况?你能说 说使用安培表应注意哪些问题
7、吗?答:安培表中通过的电流为:10+(0.5+0.5)=10A是其额定电流的10倍,安培 表会因过流而烧毁。使用安培表时一定要注意应串接在被测电路中。2、在4盏灯泡串联的电路中,除2号灯不亮外其它3盏灯都亮。当把2号灯从灯 座上取下后,剩下3盏灯仍亮,问电路中出现了何故障?为什么?答:电路在2号灯处发生了短路现象。因为当2号灯被短路时,它不起作用,所以 有它没它,整个线路仍是连通的,所以其它灯还亮。USAV D图 1-313、如何理解电路的激励和响应?当电感元件和电容元件向外释放能量时,能否将它们看作是电路激励?答:激励就是在电路中激发电能的原因,响应则是电路中接受电能的表现。当电感 元件和电
8、容元件向外释放能量时,可以看作是电路激励。例如一个充好电的电容器,把 它和一个电阻相接后,它就会通过这个电阻放电,这里它就是放电电路中的激励。4、两个数值不同的电压源能否并联后“合成”一个向外供电的电压源?两个数值不同的电流源能否串联后“合成”一个向外电路供电的电流源?为什么?答:数值不同的电压源是不能并联合成的,因为这样连接在它们内部将引起环流;两个数值不同的电流也不能串联连接,把它们串联时将造成小电流电源的过流现象。5、何谓二端网络?有源二端网络?无源二端网络?对有源二端网络除源时应遵循什么原则?答:电路具有向外引出的两个端子时,就可称为二端网络。当二端网络含有电源时 移为有源二端网络;若
9、二端网络中不含有电源就称作无源二端网络。对有源二端网络除 源时,应遵循:所有电压源用短接线代替,所有电流源开路处理。6、什么叫一度电?一度电有多大作用?答:lKWh=l度电。一度电可以让1KW的电机运行1个小时,可让100W的电灯 点燃10个小时,还可让10W的节能灯点燃100个小时。7、如何测量某元件两端电压?如何测量某支路电流?答:把高内阻的电压表并联在待测元件两端就可测量其电压,把低内阻的电流表串 接在待测支路中可测得该支路电流。8、直流电路是否都是线性电路?线性电路的概念如何正确表述?答:直流电路中若含有非线性元件时,就不是线性电路了。线性电路是指电路中所有元件都是线性关系,与直流、交
10、流、正弦、非正弦无关。五、计算题:(共26分)1、在图1-32所示电路中,已知电流I=10mA,H=6mA,R1=3KQ,R2=1KQ,R3=2KQ。求电流表A4和A5的读数是多少?(8分)解:对 a 列 KCL 方程:1-11-12=0 得 I2=4mA对左回路列 KVL:6X3+213-4X1=0得 I3=-7mA A4=13mA A5=3mA 2、在图1-33所示电路中,有几条支路和结点?Uab和I各等于多少?(8分)解:3条支路,两个结点,Uab和I都等于0。3、分别用叠加定理和戴维南定理求解图34电路中的电流13。设US1=3OV,US2M0V,Rl=4。,R2=5Q,R3=2Q。(
11、10 分)解:(1)运用叠加定理图 1-32 II 14 R3 Rib c aI2 R2I A4 15 A5当US1单独作用时,13心3.95A;当US2单独作用时,13仁4.21A;138.16A(2)用戴维南定理:U0C34.44V,R02.22Q,138.16A第2章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:(每空0.5分,共20分)1、正弦交流电的三要素是最大值、角频率和初相。有效值可用来确切反 映交流电的作功能力,其值等于与交流电热效应相同的直流电的数值。2、已知正弦交流电压,则它的最大值是380 2V,有效值是380 V,频率为50 Hz,周期是0.02 s,角频率是314 ra
12、d/s,相位为314t-60,初相是60度,合TT/3弧度。3、实际电气设备大多为感性设备,功率因数往往较低。若要提高感性电路的功 率因数,常采用人工补偿法进行调整,即在感性线路(或设备)两端并联适当电容。4、电阻元件正弦电路的复阻抗是R;电感元件正弦电路的复阻抗是jXL;电容元件正弦电路的复阻抗是一jXC;多参数串联电路的复阻抗是R+j(XL-XC)o5、串联各元件上电流相同,因此画串联电路相量图时,通常选择电流作为参考 相量;并联各元件上电压相同,所以画并联电路相量图时,一般选择电压作为参考 相量。6、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为i=u/R,因之称其为即时元件;电感元件上伏安关系瞬时
13、值表达式为dtdiLuL=,电容元件上伏安关系瞬时值表达式为 dtduCiCC=,因此把它们称之为动态元件。7、能量转换过程不可逆的电路功率常称为有功功率;能量转换过程可逆的电路功 率叫做无功功率;这两部分功率的总和称为视在功率。8、电网的功率因数越高,电源的利用率就越越充分,无功功率就越越小。9、只有电阻和电感元件相串联的电路,电路性质呈 感 性;只有电阻和电容元件相串联的电路,电路性质呈 容性。10、当RLC串联电路发生谐振时,电路中阻抗最小且等于电阻R;电路中电压 一定时电流最大,且与电路总电压同相。二、判断正误:(每小题1分,共10分)1、正弦量的三要素是指其最大值、角频率和相位。(错
14、)2、正弦量可以用相量表示,因此可以说,相量等于正弦量。(错)3、正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。(错)4、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形都是相量图。(错)5、功率表应串接在正弦交流电路中,用来测量电路的视在功率。(错)6、正弦交流电路的频率越高,阻抗就越大;频率越低,阻抗越小。(错)7、单一电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率比较小。(错)8、阻抗由容性变为感性的过程中,必然经过谐振点。(对)9、在感性负载两端并电容就可提高电路的功率因数。(错)10、电抗和电阻由于概念相同,所以它们的单位也相同。(错)三、选择题:(每小题2分,共20分)1、有“220V、100W”
15、“220V、25W”白炽灯两盏,串联后接入220V交流电源,其亮度情况是(B)A、100W灯泡最亮;B、25W灯泡最亮;C、两只灯泡一样亮。2、已知工频正弦电压有效值和初始值均为380V,则该电压的瞬时值表达式为(B)A、V;B、tu314sin380=)45314sin(537+=tuV;C、)90314sin(380+=tuVo3、一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P。把它改接在正弦交流 电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为(A)A、7.07V;B、5V;C、14V;D、10Vo4、提高供电线路的功率因数,下列说法正确的是(D)A、减少了用电设备中无用
16、的无功功率;B、可以节省电能;C、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。5、已知 A,)90314sin(101+=ti+=30628sin(102ti)A,则(C)A、il超前i260;B、il滞后i260;C、相位差无法判断。6、纯电容正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将(A)A、增大;B、减小;C、不变。7、在RL串联电路中,UR=16V,UL=12V,则总电压为(B)A、28V;B、20V;C、2VO8、RLC串联电路在fO时发生谐振,当频率增加到2fo时,电路性质呈(B)A、电阻性;B、电感性;C、
17、电容性。9、串联正弦交流电路的视在功率表征了该电路的(A)A、电路中总电压有效值与电流有效值的乘积;B、平均功率;C、瞬时功率最大值。10、实验室中的功率表,是用来测量电路中的(A)oA、有功功率;B、无功功率;C、视在功率;D、瞬时功率。四、简述题:(每小题3分,共12分)1、有“110V、100W”和“110V、40W”两盏白炽灯,能否将它们串联后接在220伏的工频交流电源上使用?为什么?答:不能。因为把它们串联后接在220V的交流电源上时,由于瓦数大的灯丝电阻 小,瓦数小的灯丝电阻大,因此瓦数小的分压多,由于过电压易烧;瓦数大的分压少,由于低于额定电压不能正常工作。2、试述提高功率因数的
18、意义和方法?答:提高功率因数的意义是:一是提高供电设备的利用率,二是可以减少线路上的 功率损失。方法有自然补偿法和人工补偿法两种:自然补偿法就是避免感性设备的空载 和尽量减少其轻载;人工补偿法就是在感性线路两端并联适当电容(欠补偿)。3、某电容器额定耐压值为450伏,能否把它接在交流380伏的电源上使用?为什 么?答:耐压值为450V的电容器,接于交流380V的电源上使用时,其最大值等于537V,即超过了电容器的耐压值,因此会被击穿而损坏,所以不能接在380V的电源上使用。4、一位同学在做日光灯电路实验时,用万用表的交流电压挡测量电路各部分的电压,实测路端电压为220V,灯管两端电压U1=11
19、OV,镇流器两端电压U2=178V。即总 电压既不等于两分电压之和,又不符合U2=U12+U22,此实验结果如何解释?答:因为日光灯管可以作为纯电阻元件,而镇流器只能看作是RL串联组合,它们的 端电压不同相位,因此其和为相量和,而且相量和表达式中的U2也是由其不同相位的铜 耗压降和电感压降构成的,正确的计算应为2222221)sin()cos.UUUU+=O五、计算分析题:(共38分)1、试求下列各正弦量的周期、频率和初相,二者的相位差如何?(5分)(1)3sin314t;(2)8sin(5t+17)解:(1)周期 T=0.02s,f=50Hz,初相q=0;(2)周期T=1.256s,f=0.
20、796Hz,初相(p=17 o二者不同频率,相位差无法比较。2、某电阻元件的参数为8Q,接在tu314sin2220=V的交流电源上。试求通过电阻元件上的电流i,如用电流表测量该电路中的电流,其读数为多少?电路消耗的功率是多少瓦?若电源的频率增大一倍,电压有效值不变又如何?(8分)解:I=U/R=220/8=27.5A,纯电阻电路 ui 同相,所以:ti314sin25.27=A;电流表测量的是有效值27.5A,电路消耗的功率P=UI=220X27.5=6050W;纯电阻电路与频率 无关,所以当频率增大一倍、电压有效值不变时电路消耗的功率不变。3、某线圈的电感量为0.1亨,电阻可忽略不计。接在
21、tu314sin2220=V的交流电源上。试求电路中的电流及无功功率;若电源频率为100Hz,电压有效值不变又如何?写出电流的瞬时值表达式。(8分)解:wL=314X0.1=31.4Q Q=2202/31.4=1541Var;当电源频率增加一倍时,电路感 抗增大一倍,即 2u)L=2X314X0.1=62.8Q Q=2202/62.8=770.7Var;I=U/2co L=220/62.83.5A i=4.95sin(314t-90)A4、利用交流电流表、交流电压表和交流单相功率表可以测量实际线圈的电感量。设加在线圈两端的电压为工频110V,测得流过线圈的电流为5A,功率表读数为400W。则该
22、线圈的电感量为多大?(9分)解:R=P/I2=400/25=16Q|Z|=110/5=22Q(w L)2=222-162=228 L=48.ImH5、如图2-22所示电路中,已知电阻R=6。,感抗XL=8。,电源端电压的有效值US=220V。求电路中电流的有效值I。(8分)解:|Z|=2286+=10QI=U/|Z|=220/10=22A第3章 检测题(共100分,120分钟)一、填空题(每空0.5分,共20分)1、对称三相交流电是指三个最大值相等、角频率相同、相位上互差的 三个单相正弦交流电 120的组合。2、三相四线制供电系统中,负载可从电源获取线电压和相电压两种不同的电 压值。其中线电压
23、是相电压的3倍,且相位上超前与其相对应的相电压 30。3、由发电机绕组首端引出的输电线称为火线,由电源绕组尾端中性点引出的输 电线称为零线。火线与火线之间的电压是线电压,火线与零线之间的电压是 相电压。电源绕组作Y接时,其线电压是相电压的倍;电源绕组作接时,线 电压是相电压的1倍。对称三相丫接电路中,中线电流通常为零。4、有一对称三相负载丫接,每相阻抗均为22。,功率因数为0.8,测出负载中的电 流是10A,那么三相电路的有功功率等于1760W;无功功率等于1320Var;视在功率R图 2-22uSXL等于2200VA o假如负载为感性设备,其等效电阻是17.6Q;等效电感量是42mH。5、实
24、际生产和生活中,工厂的一般动力电源电压标准为380V;生活照明电源电压的标准一般为220V;36V伏以下的电压称为安全电压。6、三相三线制电路中,测量三相有功功率通常采用二瓦计法。7、有功功率的单位是瓦特,无功功率的单位是乏尔,视在功率的单位是伏 安。8、保护接地适用于系统中性点不接地的低压电网;保护接零适用于系统中性 点直接接地的电网。9、根据一次能源形式的不同,电能生产的主要方式有火力发电、水力发电、风力发电和核能发电等。10、三相负载的额定电压等于电源线电压时,应作形连接,额定电压约等于电 源线电压的0.577倍时,三相负载应作Y形连接。按照这样的连接原则,两种连接方式 下,三相负载上通
25、过的电流和获得的功率相等。二、判断题(每小题1分,共10分)1、三相四线制当负载对称时,可改为三相三线制而对负载无影响。(对)2、三相负载作Y形连接时,总有P1UU3=关系成立。(错)3、三相用电器正常工作时,加在各相上的端电压等于电源线电压。(错)4、三相负载做Y接时,无论负载对称与否,线电流总等于相电流。(对)5、三相电源向电路提供的视在功率为:。(错)CCASSSS+=6、人无论在何种场合,只要所接触电压为36V以下,就是安全的。(错)7、中线的作用就是使不对称Y接三相负载的端电压保持对称。(对)8、三相不对称负载越接近对称,中线上通过的电流就越小。(对)9、为保证中线可靠,不能安装保险
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