电工学(第七版上)电工技术课后答案(秦曾煌)编(最全)

目录第1章电路的基本概念与定律3第1.5节电源有载工作、开路与短路...................3第1.5.1题...............................3第1.5.2题...............................3第1.5.3题...............................5第1.5.4题...............................5第1.5.6题...............................6第1.5.8题...............................6第1.5.11题..............................7第1.5.12题..............................8第1.6节基尔霍夫定律...........................9第1.6.2题...............................9第1.7节电路中电位的概念及计算.....................10第1.7.4题...............................101ListofFigures1习题1.5.1图................................32习题1.5.2图................................43习题1.5.8图................................74习题1.5.11图................................75习题1.5.12图................................86习题1.6.2图................................107习题1.7.4图................................1021电路的基本概念与定律1.5电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知图1:习题1.5.1图I1=¡4AI2=6AI3=10AU1=140VU2=¡90VU3=60VU4=¡80VU5=30V1试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。2判断哪些元件是电源？哪些是负载？3计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:2元件1，2为电源；3，4，5为负载。3P1=U1I1=140£(¡4)W=¡560WP2=U2I2=(¡90)£6W=¡540WP3=U3I3=60£10W=600WP4=U4I1=(¡80)£(¡4)W=320WP5=U5I2=30£6W=180W电源发出功率PE=P1+P2=1100W负载取用功率P=P3+P4+P5=1100W两者平衡1.5.2在图2中，已知I1=3mA,I2=1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。3[解]首先根据基尔霍夫电流定律列出图2:习题1.5.2图¡I1+I2¡I3=0¡3+1¡I3=0可求得I3=¡2mA,I3的实际方向与图中的参考方向相反。根据基尔霍夫电流定律可得U3=(30+10£103£3£10¡3)V=60V其次确定电源还是负载：1从电压和电流的实际方向判定：电路元件380V元件30V元件电流I3从\+端流出,故为电源;电流I2从\+端流出，故为电源；电流I1从\+端流出，故为负载。2从电压和电流的参考方向判别：电路元件3U3和I3的参考方向相同P=U3I3=60£(¡2)£10¡3W=¡120£10¡3W（负值），故为电源；80V元件U2和I2的参考方向相反P=U2I2=80£1£10¡3W=80£10¡3W（正值），故为电源；30V元件U1和I1参考方向相同P=U1I1=30£3£10¡3W=90£10¡3W（正值），故为负载。两者结果一致。最后校验功率平衡：电阻消耗功率:PR1=R1I21=10£32mW=90mWPR2=R2I22=20£12mW=20mW4电源发出功率:PE=U2I2+U3I3=(80+120)mW=200mW负载取用和电阻损耗功率:P=U1I1+R1I21+R2I22=(90+90+20)mW=200mW两者平衡1.5.3有一直流电源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V。内阻R0=0:5­，负载电阻R可以调节。其电路如教材图1.5.1所示试求：1额定工作状态下的电流及负载电阻；2开路状态下的电源端电压；3电源短路状态下的电流。[解](1)额定电流IN=PNUN=20050A=4A,负载电阻R=UNIN=504­=12:5­(2)电源开路电压U0=E=UN+INR0=(50+4£0:5)V=52V(3)电源短路电流IS=ER0=520:5A=104A1.5.4有一台直流稳压电源，其额定输出电压为30V,额定输出电流为2A，从空载到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一（即¢U=U0¡UNUN=0:1%),试求该电源的内阻。[解]电源空载电压U0即为其电动势E，故可先求出U0，而后由U=E¡R0I，求内阻R0。U0¡UNUN=¢UU0¡3030=0:1%由此得U0=E=30:03V5再由U=E¡R0I30=30:03¡R0£2得出R0=0:015­1.5.6一只110V、8W的指示灯，现在要接在380V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻应选多大瓦数的？[解]由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN和电阻RN：IN=PNUN=8110A=0:073ARN=UNIN=1100:073­=1507­在380V电源上指示灯仍保持110V额定电压，所串电阻R=U¡UNIN=380¡1100:073­=3700­其额定功率PN=RI2N=3700£(0:073)2W=19:6W故可选用额定值为3:7K­、20W的电阻。1.5.8图3所示的是用变阻器R调节直流电机励磁电流If的电路。设电机励磁绕组的电阻为315­,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0:35»0:7A的范围内变动，试在下列三个变阻器中选用一个合适的:(1)1000­、0:5A；(2)200­、1A；(3)350­、1A。[解]当R=0时I=220315=0:7A当I=0:35A时R+315=2200:35=630­R=(630¡315)=315­因此，只能选用350­、1A的变阻器。6图3:习题1.5.8图1.5.11图4所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片，粘附在被测零件上。当零件发生变形（伸长或缩短）时，Rx的阻值随之而改变，这反映在输出信号Uo上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx=100­，R1=R2=200­，R3=100­，这时满足RxR3=R1R2的电桥平衡条件，Uo=0。在进行测量时，如果测出:(1)Uo=+1mV；(2)Uo=¡1mV；试计算两种情况下的¢Rx。Uo极性的改变反映了什么？设电源电压U是直流3V。[解](1)Uo=+1mV图4:习题1.5.11图应用基尔霍夫电压定律可列出:Uab+Ubd+Uda=0Uab+Uo¡Uad=0或URx+R3Rx+Uo¡U2=03RxRx+100+0:001¡1:5=07解之得Rx=99:867­因零件缩短而使Rx阻值减小，即¢Rx=(99:867¡100)­=¡0:133­(2)Uo=¡1mV同理3RxRx+100¡0:001¡1:5=0Rx=100:133­因零件伸长而使Rx阻值增大，即¢Rx=(100:133¡100)­=+0:133­Uo极性的变化反映了零件的伸长和缩短。1.5.12图5是电源有载工作的电路。电源的电动势E=220V，内阻R0=0:2­；负载电阻R1=10­，R2=6:67­；线路电阻Rl=0:1­。试求负载电阻R2并联前后：(1)电路中电流I；(2)电源端电压U1和负载端电压U2;(3)负载功率P。当负载增大时，总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端和负载端的电压是如何变化的？[解]R2并联前，电路总电阻图5:习题1.5.12图R=R0+2Rl+R1=(0:2+2£0:1+10)­=10:4­(1)电路中电流I=ER=22010:4A=21:2A8(2)电源端电压U1=E¡R0I=(220¡0:2£21:2)V=216V负载端电压U2=R1I=10£21:2V=212V(3)负载功率P=U2I=212£21:2W=4490W=4:49kWR2并联后，电路总电阻R=R0+2Rl+R1R2R1+R2=(0:2+2£0:1+10£6:6710+6:67)­=4:4­(1)电路中电流I=ER=2204:4A=50A(2)电源端电压U1=E¡R0I=(220¡0:2£50)V=210V负载端电压U2=R1R2R1+R2I=10£6:6710+6:67£50V=200V(3)负载功率P=U2I=200£50W=10000W=10kW可见，当负载增大后，电路总电阻减小，电路中电流增大，负载功率增大，电源端电压和负载端电压均降低。1.6基尔霍夫定律1.6.2试求图6所示部分电路中电流I、I1和电阻R，设Uab=0。[解]由基尔霍夫电流定律可知，I=6A。由于设Uab=0，可得I1=¡1AI2=I3=62A=3A9图6:习题1.6.2图并得出I4=I1+I3=(¡1+3)A=2AI5=I¡I4=(6¡2)A=4A因I5R=I4£1得R=I4I5=24­=0:5­1.7电路中电位的概念及计算1.7.4在图7中，求A点电位VA。[解]图7:习题1.7.4图10I1¡I2¡I3=0(1)I1=50¡VA10(2)I2=VA¡(¡50)5(3)I3=VA20(4)将式(2)、(3)、(4)代入式(1)，得50¡VA10¡VA+505¡VA20=0VA=¡14:3V1112目录第2章电路的分析方法3第2.1节电阻串并联接的等效变换.....................3第2.1.1题...............................3第2.1.2题...............................4第2.1.3题...............................4第2.1.5题...............................5第2.1.6题...............................6第2.1.7题...............................6第2.1.8题...............................7第2.3节电源的两种模型及其等效变换..................8第2.3.1题...............................8第2.3.2题...............................9第2.3.4题...............................9第2.4节支路电流法............................10第2.4.1题...............................10第2.4.2题...............................11第2.5节结点电压法............................12第2.5.1题...............................12第2.5.2题...............................13第2.5.3题...............................14第2.6节叠加定理..............................14第2.6.1题...............................14第2.6.2题...........................