《电工电子技术》(第二版)习题答案

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、电源向负载提供昀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，此时负载上获得的昀大功率为US2/4RS。9、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、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。这三大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昀大，此时电源输出的功率也昀大。（错）7、线路上负载并联得越多，其等效电阻越小，因此取用的电流也越少。（对）8、负载上获得昀大功率时，电源的利用率昀高。（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1.5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。（错）13、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：1KW·h=1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、交流、正弦、非正弦无关。五、计算题：（共26分）图1-32I1I4R3R1bcaI2R2IA4I5A51、在图1-32所示电路中，已知电流I=10mA，I1=6mA，R1=3KΩ，R2=1KΩ，R3=2KΩ。求电流表A4和A5的读数是多少？（8分）解：对a列KCL方程：I-I1-I2=0得I2=4mA对左回路列KVL：6×3+2I3－4×1=0得I3=-7mAA4=13mAA5=－3mA2、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1-34电路中的电流I3。设US1=30V，US2=40V，R1=4Ω，R2=5Ω，R3=2Ω。（10分）解：（1）运用叠加定理3串联的电路，电路性质呈容性。10、当RLC串联电路发生谐振时，电路中阻抗昀小且等于电阻R；电路中电压一定时电流昀大，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昀大值、角频率和相位。（错）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”“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灯泡昀亮；B、25W灯泡昀亮；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°+=tuV。3、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昀大值为（A）A、7.07V；B、5V；C、14V；D、10V。4、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、i1超前i260°；B、i1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、2V。5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=220×27.5=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：ωL=314×0.1=31.4ΩQ=2202/31.4=1541Var；当电源频率增加一倍时，电路感抗增大一倍，即2ωL=2×314×0.1=62.8ΩQ′=2202/62.8=770.7Var；I=U/2ωL=220/62.8≈3.5Ai=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。则该线圈的电感量为多大？（9分）解：R=P/I2=400/25=16Ω|Z|=110/5=22Ω(ωL)2=222-162=228L=48.1mHR图2-22~uSXL5、如图2-22所示电路中，已知电阻R＝6Ω，感抗XL＝8Ω，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+=10ΩI=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昀大值相等、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3倍；电源绕组作Δ接时，线电压是相电压的1倍。对称三相Y接电路中，中线电流通常为零。4、有一对称三相负载Y接，每相阻抗均为22Ω，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7电压UAB＝380V，UBC＝UCA＝220V，这说明（C）A、A相绕组接反了；B、B相绕组接反了；C、C相绕组接反了。5、三相对称交流电路的瞬时功率为是（B）A、一个随时间变化的量；B、一个常量，其值恰好等于有功功率；C、0。6、三相四线制中，中线的作用是（C）。A、保证三相负载对称；B、保证三相功率对称；C、保证三相电压对称；D、保证三相电流对称。四、问答分析题（共30分）1、某教学楼照明电路发生故障，第二层和第三层楼的所有电灯突然暗淡下来，只有第一层楼的电灯亮度未变，试问这是什么原因？同时发现第三层楼的电灯比第二层楼的还要暗些，这又是什么原因？你能说出此教学楼的照明电路是按何种方式连接的吗？这种连接方式符合照明电路安装原则吗？（8分）答：这个教学楼的照明电路是按三角形连接方式安装的。当第二层和第三层所有电灯突然暗淡下来，而第一层楼电灯亮度未变时，是二层和三层之间的火线断了，二层和三层构成了串联连接，端电压为线电压。第三层楼的灯比第二层楼的灯还亮些，是因为三层楼开的灯少，总灯丝电阻大分压多的缘故。照明电路必须接成Y形三相四线制，显然这种连接方式不符合照明电路安装原则。2、对称三相负载作Δ接，在火线上串入三个电流表来测量线电流的数值，在线电压380V下，测得各电流表读数均为26A，若AB之间的负载发生断路时，三个电流表的读数各变为多少？当发生A火线断开故障时，各电流表的读数又是多少？（6分）答：若AB之间的负载发生断路时，AB间的一相负载没有电流，A和B火线上串搛的电流表读数等于相电流26/1.732=15A，C火线上串接的电流表读数不变；当A火线断开时，A火线上串接的电流计数等于零，A、C两相构成串联并且与B相负载相并，由于负载对称，所以两支路电流相位相同，其值可以直接相加，即B、C火线上串接的电流的读数为：15+7.5=22.5A。3、指出图3-15所示电路各表读数。已知V1表的读数为380V。（8分）图3-15ANV1VA1A2A3（a）10Ω10Ω10ΩBCV1A1A2（b）V210Ω10Ω10ΩABC9解：V)314sin(2380V)60314sin(2380CABCtutu−=°−=V)30314sin(2220V)150314sin