电工学第四版习题答案

16章暂态电路习题6.1.2电路如图6.02所示。求在开关S闭合瞬间（t=0+）各元件中的电流及其两端电压；当电路到达稳态时又各等于多少？设在t=0-时，电路中的储能元件均为储能。解：t=0+时：此时等效电路如图解6.10所示。V2000000A1000A182100000000012121121212121R2RRLLRCC21RRccLLuRiuuuiiiRRUiiuuii当电路达到稳定（t=∞）：此时等效电路如图解6.11所示。A182100021LRLRLLCC22112121RRUiiiiuuii注意的方向相反的方向和022RRii8V2RCRC2221Riuuu注意2V0122RRRuuu方向相反。与6.2.7电路如图6.10所示，换路钱已处于稳态，试求换路后(t≥0)的uC。解：换路前（t=0-）时V101020101033Cu图6.10习题6.2.7的图F图解6.112换路后V1000CCuu到达稳定（t=∞）时V51010202010101010133Cu时间常数s1.010101020101020101063于是V15551050101.0CCCCttteeeuuuu6.5.2电路如图6.16所示，在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置合到2的位置后，试求iL和i，并作出它们的变化曲线。解：当开关S处于1位置时的稳态值为A2.10A2.1122A8.1121213LLiiii所以开关S合到2时，02A.100LLLiii，将当作恒流源代替电感L，并与2Ω电阻组成电流源，再将其变成-2.4V，2Ω的电压源，其参考方向为下“+”上“-”。由此可求得i（0+）为所示。的变化曲线如图解和结果到达稳态时当时间常数17.6A4.22.12.12.12.10A6.18.18.12.08.10A2.18.1321228.112121318.1321312121V2.0214.230L8.18.1LLLL8.18.1LiieeeiiiieeeiiiiiisitsLitttttt图解6.1736.5.4电路如图6.18所示，试用三要素法求t≥0时的i1,i2及iL换路前电路处于稳态。解：开关S闭合前电感L中的电流为1A36901A66120V6316123961200000LA200A2612021LL21LLLLiiuuiiiiiSi用节点电压法求。和代替，求用恒流源将电感。：闭合后各电流初始值为开关开关闭合后各电流的稳态值为5A323A392A61221L21iiiii求电路时间常数τA35525A23313A221205.06363122L25.0225.01111ttttttteeieeieeeiiiisRL于是第7章习题解答7.5.1有一单相照明变压器，容量为10kV·A,电压为3300V/220V。今欲在副绕组接上60W，220V的白炽灯，如果要变压器在额定情况下运行，这种电灯可接多少个？并求原副绕组的额定电流。解：因为白炽灯cosφ＝1，故有4A5.452201010A03.33300101016660WA10kV32NN2N31NN1N　＝＝　＝＝只USIUSIn7.5.2SJL型三相变压器的铭牌数据如下：kV,10A,kV180N1NUSU2N=400V，f=50Hz,联接Y/Y0。已知每匝线圈感应电动势为5.133V，铁心截面积为160㎝2。试求：（1）原、副绕组每相匝数（2）变压比；（3）原、副绕组的额定电流；（4）铁心中的磁感应强度mB。解：（1）原、副绕组额定相电压为V23134003V5774310103N22P3N11PUUUU所以匝匝45133.5231133.51125133.55774133.5P22P11UNUN（2）25400101032N1NUUK（3）A4.101010310180333N1NN1USIA26040031018033N2NN2USI（4）T45.1101605044.4133.54mB7.5.3在图7.5.6中，将RL=8Ω的扬声器接在输出变压器的副绕组，已知N1=300，N2=100，信号源电动势E=6V，内阻R0=100Ω，试求信号源输出的功率。解：根据阻抗变换原理，变压器原边等效负载阻抗为7281003002L221'LRNNR信号源输出功率为57.5.4在图7.01中输出变压器的副绕组有中间抽头，以便接8Ω或3.5Ω的扬声器，两者都能达到阻抗匹配。试求副绕组两部分匝数之比32NN。解5.015.385.385.38322322322122111NNNNNNNNNNZ7.5.7有三个线圈如图7.04所示，试定出线圈1和2，2和3，3和1的同极性端，用三种记号标出。解：假定1和2的同极性端用·表示，2和3的同极性端用*表示，3和1的同极性端用Δ表示。根据右螺判定如图解7.11所示。7.5.8当闭合S时（图7.05），画出两回路中电流的实际方向。解：根据同极性端的定义，图7.05中电流正方向（参考方向）应由“·”端流入。对于S闭合瞬间，i1实际方向应指向“·”端，由楞茨定则知i2的实际方向应使其产生的磁通抵消i1产生的磁通，故应由“·”端流出。第8章习题解答8.4.1已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：图7.5.4习题7.5.3的图图7.01习题7.5.4的图图7.04题7.5.7图图解7.11图7.04题7.5.7图图解7.1162.2kW380V￥接法1420r/min81cos％试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额度转差率及额定负载时的转子电流频率。设电源频率为50Hz。解：（1）线电流额定值为2.67Hz500.053fsf053.015001420-1500s1500r/min,n2p,nn-nsm8N.1414202.2955095505.03AA03.581.082.03803102.2cos31N2N11N1NNNNPN3NNN于是有，故其中磁极对数额定转差率为额定转矩为相电流额定值为nPTIIUPIN8.4.3有Y112M-2型和Y160M1-8型异步电动机各一台，额定功率都是4kW，但前者额定转速为2890r/min，后者为720r/min.试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。解：Y112M-2的额定转矩为mNT2.13289049550N1Y160M1-8的额定转矩为mNT1.5372049550N2有上比较可知，电动机的磁极数愈多，则转速愈低，在同样额定功率下额定转矩于欲大。8.4.4有一台四极、50Hz、1425r/min的三相异步电动机，转子电阻时，试求：当感抗200VE,10E/E,08.0X,02.01201202R）电动机（1启动初始瞬间(n=0,s=1)转子每相电路的电动势；和功率因数电流02020cos,IE(2)222cosI,E和额定转速时的。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动势、频率、感抗、电流、及功率因数）的大小。解：（1）起动瞬间A24308.002.020V20102001022220222020120XREIEE7243.008.002.002.0cos2222022220XRR（2）额定状态98.008.005.002.002.0cosA4908.005.002.01V12005.005.01500142515002222022222222022202202sXRRsXRsEIEsEsNN比较:额定状态时转子每相电动势E2，频率（2.5Hz500.05sff12）转子漏抗和转子电流均比起动时小，而转子电路的功率因数则大大提高。8.4.5Y132S-4型三相异步电动机的额定技术数据如下：功率转速电压效率功率因数Iat/INTst/TNTmax/TN5.5kW1440r/min380V85.5％0.8472.22.2电源频率为50Hz.试求额定状态下的转差率maxatatNNNT,T,I,T,s最大转矩起动转矩以及起动电流和转矩电流I解：由Y132S-4可知磁极对数p=2,旋转磁场转速n1=1500r/min,则有转差率为mNTTmNTTAIImNnPUPInnnsNNstNatNNNNNNNN3.805.362.22.23.805.362.22.24.8164.11775.3614405.595509550TA64.11855.084.03803105.5cos304.0150014401500maxN3118.4.6Y180L-6型电动机的额定功率为15kW,e额定转速为970r/min,频率为50Hz，最大转矩为295.36N.m.试求电动机的过载系数，解：额定转矩27.14736.295TT7.1479701595509550TNmaxN过载系数为mNnPNN8.4.7某四极三相异步电动机的额定功率为30kW,额定电压为380V,三角形接法，频率为50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为0.02，效率为90％，线电流为57.5A,试求：（1）8转子旋转磁场对转子的转速；（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。解：min/1470r02.011500s1nn,min/1500rn2pN1N1当额定运行时，转速为得根据(1)转子旋转磁场对转子的转速即为转差：min/30r14701500nn2(2)额定转矩88.05.5738039.01030IU3Rcos195701430955095503NNNNNmNnPTNN8.5.1上题中电动机的,7/,2.1/NatNatIITT试求：（1）和起动转矩；换接起动时的起动电流（2）当负载转矩为额定转矩的60％和25％时，电动机能否起动。解（1）直接起动电流为换接起动时起动-A,5.4025.5777NatII电流为2A.1345.40231I31Iatat直接起动时启动转矩为m78N23431T31T-m234N1952.12T.1TatatNst换接起动时起动转矩为（2）当负载转矩为60％TN时不能起动！mNTmNTstC781171956.0当负载转矩为25％TN时可以起动！〈mNTmNTstC7875.4819525.025T.0N第9章习题解答9.3.1他励电动机在下列条件下其转速、电枢电流