《电工技术与应用项目教程》习题.docx
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《电工技术与应用项目教程》习题
习题1
1-1电路由哪几部分组成?
电路的主要功能是什么?
1-2什么是理想电路元件?
它与实际电路元件有什么区别?
何谓电路模型?
1-3Uab是否表示a点的电位高于b点的电位?
若Uab=-10V,试问a、b两点哪点电位高?
1-4一般所说的负载大小,指的是负载电流或功率的大小,还是指的负载电阻的大小?
1-5今有220V\100W和220V\40W的灯泡各一只,将它们并联接在220V的电源上,哪个亮?
为什么?
若串联后再接到220V的电源上,哪个亮?
为什么?
1-6已知一白炽灯的额定值为40W/220V,求其额定电流。
1-7测得一实际电源的开路电压为40V,短路电流为5A,画出其实际电流源模型。
1-8一个额定电压为220V,额定功率为100W的灯泡,试计算:
(1)其额定电流和电阻值。
(2)在额定电压下工作,若每天用5h,一个月(按30天计算)灯泡消耗的电能为多少?
1-9如图1.1所示电路,已知:
E1=45V、E2=12V、R1=5Ω、R2=4Ω、R3=2Ω,求电位VB、VC、VD、VE各是多少?
1-10试计算图1.2所示电路B点电位。
图1.3习题1-11电路图
1-11已知某元件电压、电流的参考方向如图1.3所示。
试问:
(1)判断各元件电压、电流的实际方向。
(2)各个元件的电流与电压是否为关联参考方向。
(3)求其功率,并说明此元件在电路中起负载作用还是电源作用。
1-12试求图1.4所示电路中未知电流Ix的大小。
1-13如图1.5所示某串联电路。
已知U1=5V,I=3A,U2=-6V,U3=3V,求U4及各元件的功率,并判断元件在电路中的作用。
1-14电路如图1.6所示,求I2、Uab、Uac、Ubc。
1-15求图1.7所示电路中,开关闭合前、后A点的电位。
图1.7习题1-15电路图
习题2
2-1电阻的连接方式有哪些?
2-2电阻的串联、并联有哪些应用?
2-3求图示2.1所示各电路的等效电阻Rab。
2-4求图示2.2所示电路的等效电阻Rab、Rcd。
2-5求图2.3所示各电路的实际电压源模型和实际电流源模型。
2-6试用两种实际电源等效变换的方法,求图2.4所示电路中7Ω电阻中的电流。
2-7如图2.5所示电路,已知R1=2Ω,R2=10Ω,US=12V,IS=6A。
用叠加定理求流过电阻R2的电流I2。
2-8试用叠加定理求图2.6所示电路电路中R4的电压U。
2-9求图2.7所示电路的戴维南等效网络。
2-10试用戴维南定理求图2.8所示电路中的电流I及电压Uab。
2-11用支路电流法求图2.9所示电路中的未知电流I1、I2。
2-12电路如图2.10所示,求U。
图1.44例题1-19电路图
2-13电路如图2.11所示,求30Ω电阻上的功率,当电阻为多大时其获得的功率最大?
并求此最大功率。
习题3
3-1动态元件包括哪些元件?
含有动态元件的电路在发生换路时要经过什么过程?
为什么?
3-2写出一阶电路三要素法求解uC和iL的表达式,并说明各部分含义。
3-3一阶动态电路的特点?
其三要素指的是什么?
3-4确定图3.1所示电路中各支路电流和电感上电压的初始值(设换路前电路己处于稳态)。
3-5电路如图3.2所示,已知US=10V,R1=5Ω,R2=3Ω,开关S闭合前电容电压uC为零。
在t=0时将开关S闭合,求开关S闭合后瞬间各元件上电压和各支路电流的初始值。
3-6在如图3.3所示电路中,开关S闭合前,电容电压C未充电。
已知US=10V,R=1MΩ,C=10μF。
在t=0时将开关S闭合,试求:
(1)电路的时间常数τ。
(2)开关S闭合后10s时,电容两端的电压
。
3-7图3.4所示电路,开关S闭合前电路己处于稳态,己知R1=200Ω,R2=100Ω,C=10μF,IS=60mA。
求开关闭合后uC、iC的变化规律,并画变化曲线。
3-8如图3.5所示电路,换路前开关S闭合在“1”位置,且电路已处于稳态,在t=0时将开关由位置“1”迅速拨到位置“2”,求换路后的iL,并画出iL随时间的变化曲线。
习题4
4-1交流电相对于直流电的主要特点是什么?
交流电有什么优越性?
4-2交流电的有效值是怎样规定的?
它是否随时间变化?
它与频率和相位有无关系?
4-3正弦量的有效值与最大值之间的关系如何?
若电容器的耐压为300V,它能否接于220V的正弦交流电源?
4-4写出下列正弦量对应的相量指数式,并做出它们的相量图。
4-5一个频率为50Hz正弦电压,其有效值为220V,初相为-45°,试写出此电压的三角函数表达式,并画出它的波形。
4-6电压,指出其振幅、角频率和初相。
计算频率f和周期T,画出u的波形。
当t=π/200s时,u的值是多大?
4-7求
的有效值,并说明哪个超前?
超前多少?
4-8什么是功率因数?
电路的功率因数由什么决定?
提高功率因数有哪些意义?
4-9电感性负载并联电容器是使何处的功率因数提高了?
电感性负载本身的功率因数是否改变?
4-10某一元件的电压、电流(关联方向)分别为下述3种情况时,它可能是什么元件?
4-11在纯电阻电路中,已知电阻R=44,交流电压
求
(1)通过该电阻的电流大小,并写出电流的解析式;
(2)电阻消耗的功率。
4-12已知C=60μF,外加电压,求容抗、电流的有效值和相量表达式。
若外加电压有效值不变,频率变为500Hz时容抗、电流的有效值和相量表达式又是多少?
4-13将L=0.1H的电感接到
的电源上,求:
(1)电感电流i;
(2)无功功率;(3)画出电压、电流的相量图。
4-14已知某线圈的电阻忽略不计,当它接在10V、50Hz的交流电源时,通过线圈的电流为0.1A。
今将它接在10V、400Hz的交流电源时,通过线圈的电流是多少?
4-15R、L串联的正弦交流电路,已知R=3Ω,XL=4Ω,试写出复阻抗Z,并求出电流电压
相位差及功率因数cosφ。
4-16为了求出一个电感线圈的电感量L,在线圈两端加工频电压,并用电表测得:
U=110V,I=5A,P=400W。
试从上述读数算出电路的功率因数及线圈的R和L。
4-17求图4.1所示电路的阻抗Zab,其中ω=106rad/s,L=10-5H,C=0.2μF。
图4.1习题4-17电路图
4-18某RLC串联电路,其电阻R=1kΩ,电感L=50mH,电容C=1µF,正弦电压源的有效值为10V,ω=106rad/s。
求电流和各组件上的电压。
4-19有一R、L、C串联电路,R=500Ω,电感L=60mH,电容C=0.053µF,求电路的谐振频率f0、品质因数Q和谐振阻抗Z0。
4-20RLC串联电路中,在信号频率为600Hz时发生谐振,谐振电流为0.2A,容抗为314Ω,此时电容电压为电源电压的25倍。
求电阻和电感的大小。
4-21在有效值为220V、频率为50Hz的电源两端,接有感性负载,负载有功功率为10kW,要使功率因数从原来的0.6提高到0.9,试求需并联多大容量的电容器?
4-22在图4.2所示测量电路中,测得U=220V,I=10A,P=400W,电源频率f=50Hz,求L及R。
图4.2习题4-22电路图
习题5
5-1对称三相电源有哪些特点?
5-2三相电源作星形(Y)联结或三角形(Δ)联结时相电压和线电压有何关系?
5-3三相三线制与三相四线制有何区别?
5-4一个三相四线制供电网络中,线电压、相电压分别为多少伏(V)?
5-5何为触电?
人体触电时,致人死命的决定因素是什么?
触电的危害程度与哪些因素有关?
5-6三相负载接在三相电路中,若为Y形联结时各相负载额定电压与电源的线电压有何关系?
若为△形联结时各相负载额定电压与电源的线电压又有何关系?
5-7某三相交流发电机,频率为50HZ,相电压的有效值220V,试写出三相相电压的瞬时值及相量表达式,并画出波形图和相量图。
5-8当三相发电机绕组Y连接时,若已知
,试求
、
的瞬时值表达式及各线电压的相量。
5-9已知对称的三相四线制电路,电源的线电压
,阻抗
,求负载的相电压和相电流的相量,并画出相量图。
5-10已知某一电路为三相对称电路,且为星形连接。
其线电压Ul=380V,且每相负载均为R=5Ω,XL=12Ω。
试求相电压、相电流、线电流,并画出电压和电流的相量图。
5-11已知某一电路为三相对称电路,且为星形连接。
该电路是供给白炽灯负载的照明电路,其线电压Ul=380V,每相负载的电阻分别为RU=11Ω,RV=22Ω,RW=20Ω。
试求:
(1)各相电流及中线电流;
(2)U相断路时,各相负载所承受的电压和通过的电流;
(3)U相和中线均断开时,各相负载的电压和电流;
(4)U相负载短路,中线断开时,各相负载的电压和电流。
5-12已知某一电路为三相三线制对称电路,且为三角形连接。
已知电源线电压
,负载阻抗
,试求:
(1)各相电流和线电流的相量;
(2)UV相负载因故断开后,
。
5-13对称三相电路的线电压为380V,每相负载Z=(16+j12)Ω,试求负载为三角形连接方式时的相电流、线电流及吸收的总功率。
5-14某一三相负载,其每相等效阻抗均为(29+j21.8)Ω,试求:
(1)负载连接成Y形,且与线电压为380V的三相电源相接,其有功功率是多少;
(2)负载连接成△形,且与线电压为220V的三相电源相接,其有功功率又是多少。
5-15三相对称负载的功率为2kW,星形连接后接在线电压为380V三相电源上,测得线电流为17.3A,求:
负载相电流、相电压、功率因数、每相复阻抗Z。
习题6
6-1磁场有哪些基本物理量?
它们的单位是什么?
6-2磁通和磁感强度有什么区别?
它们之间又有什么关系?
6-3软磁材料与硬磁材料有什么不同?
它们各有什么特点?
6-4变压器的变换作用指什么?
6-5使用电流互感器、电压互感器时应注意什么?
6-6某一匀强磁场,已知穿过磁极极面的磁通
,磁极的长与宽分别为4cm和8cm,求磁极间的磁感应强度
。
6-7已知两个互感线圈的
,试求耦合系数。
6-8标出如图6.1所示互感的同名端。
图6.1习题6-8电路图
6-9已知两个线圈的自感为
。
(1)若k=0.5,求互感M;
(2)若M=3mH,求耦合系数k;
(3)若k=1,求M。
6-10有一铁芯线圈,先将它接在直流电源上,测得线圈的电阻为2Ω;然后接在交流电源上,测得电压U=120V,功率P=70W,电流I=2A,忽略漏磁,试求其铁损及功率因数。
6-11某单相小容量变压器原边绕组匝数为500匝,副边绕组数为50匝,铁芯截面积为10cm2,原边电压为220V,频率为50Hz,求:
(1)变比K及副边开路电压U20。
(2)铁芯中磁感应强度的最大值Bm。
6-12某单相变压器的额定容量为500V·A,额定电压为220/36V,求原、副边的额定电流。
若在副边接入一个功率为200W、额定电压为36V的电阻负载,试求原、副边的电流。
习题7
7-1三相交流异步电动机的结构主要由哪几部分组成?
各部分的作用是什么?
7-2三相交流异步电动机的转子是如何转起来的?
7-3三相交流异步电动机的铭牌上有哪些技术数据?
7-4三相交流异步电动机为何采用减压起动?
7-5三相交流异步电动机的调速方法有哪几种?
7-6三相交流异步电动机的制动方法有哪几种?
7-7一台三相异步电动机,旋转磁场转速n1=1500r/min,这台电机是几极的。
在电机转子转速n=0r/min时和n=1460r/min时,该电机的转差率s=?
7-8某三相异步电动机的额定功率为10kW,额定电流为20.7A,额定电压为380V,效率为86%,采用星形连接,求电动机的额定功率因数。
习题8
8-1什么是低压电器?
常用低压电器是怎样分类的?
它们在电路中各有何作用?
8-2试说明熔断器与热继电器在电路中有什么作用?
分别叙述它们的工作原理。
在使用时它们是否能相互替代?
为什么?
8-3举例说明什么是自锁控制?
接触器自锁线路为什么具有欠压和失压保护功能?
8-4什么是点动控制?
试分析图8.1中各控制电路是否能实现点动控制?
并说明原因。
图8.1习题8-4电路图
8-5试画出电动机两地起动、停止的控制线路。
8-6试分析图教材8-21所示的Y-△降压起动控制电路的工作过程。
8-7试画出两台三相交流异步电动机的顺序控制电路,要求其中一台电动机M1起动后另一台电动机M2才起动,M2停止后M1才能停止。
8-8有一台电动机要求正/反转运行、停机采用反接制动。
试设计其控制电路。
8-9设计一个控制线路,要求第一台电动机起动10s后,第二台电动机自行起动,运行5s后,第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行起动,再运行15s电动机全部停止。
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