電工電子技術(shù)課后習題答案瞿曉主編

第四章4.1如圖4-24所示的電路在換路前已處于穩(wěn)態(tài)，在￡=0時合上開關(guān)S,試求初始值i（Q）圖4-24習題4.1的圖解(a)"(()+)="(0_)=3A(b)t=0+4.2在圖4-25所示電路中，已知I=10mA,R】=3kQ,&=3kQ,R3=6kQ,C=2uF,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在，=o時開關(guān)S合上，試求初始值妃（0）,指（0，）。圖4-25解，=。+對。點寫結(jié)點電壓方程有將有關(guān)數(shù)據(jù)代入有4.3圖4-26所示電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時開關(guān)S閉合，試求初始值叱（0J3（。,）、(0-)、ic(0.)、uL(0+)o圖4-26對結(jié)點q寫KCL方程有4.4如圖4-27所示電路，在t=0時開關(guān)S由位置1合向位置2,試求零輸入響應(yīng)紀(t)。圖4-27解開關(guān)合向位置1后有零輸入響應(yīng)為4.5在圖4-28所示電路中，設(shè)電容的初始電壓為零，在t=0時開關(guān)S閉合，試求此后的uc(t)、ic(t)。圖4-28解已知?c(0_)=0,開關(guān)在，=0時合上，電路的響應(yīng)是零狀態(tài)響應(yīng)，首先利用戴維南定理對電路進行化簡4.6如圖4-29所示電路，開關(guān)S在位置a時電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t二0時開關(guān)S合向位置b,試求此后的叱(t)、i(t)0圖4—29解 此時電路的響應(yīng)是全響應(yīng)

開關(guān)由位置a合向位置b后，零輸入響應(yīng)為零狀態(tài)卩冋應(yīng)為— x5—2.5V眼5+5全響應(yīng)為 uc(/)=討c(0+以(0=10疽'+2.5(1—疽，)=2.5+7.5e*V4.7圖4-30所示電路在開關(guān)S打開前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時打開開關(guān)S,求昭(t)和t二2ms時電容儲存的能量。圖4—30解12wc(0_)=—xl=6V零輸入響應(yīng)/治。)=6er零狀態(tài)響應(yīng)呢("12(1_廠)全響應(yīng)t tuc(t)=ufc(?)+u^(t)=6e，+12(l-er)當t=2fns時，氣(2加)=12-6疽抑°°2=12—6x0.61=6?293V4.8電路如圖4-31所示，設(shè)電感的初始儲能為零，在t=0時開關(guān)S閉合，試求此后的(t).Kr(t)o解己知丄(0_)=0,開關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有圖4-31已知丄(0_)=0,升關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有

4.9圖4-32所示為一個繼電器線圈。為防止斷電時出現(xiàn)過電壓，與其并聯(lián)-放電電阻，已知％=12V,&=300,線圈電感L=0.5H,R=1()Q,試求開關(guān)S斷開時丄(t)和線圈兩端的電壓“戰(zhàn)(t)、。設(shè)S斷開前電路己處于穩(wěn)定狀態(tài)。解丄(。+)=?(。一)=還=1°'"以(0+)=(—1.2x30)=-36卩4.10電路如圖4-33所示，在t=0時開關(guān)S合上，試求零輸入響應(yīng)電流山(t)o圖4—-33解 "(。一)=二；=2A1+24.11電路如圖4-34所示，開關(guān)S在位置a時電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時開關(guān)S合向位置b,試求此后的z￡(t)>"(t)。圖4-34解Qi,(0)=-^—=2AL 2+2零輸入響應(yīng)為t匕。)=2』；厶零狀態(tài)響應(yīng)為4 —g=_K(l—廠)A全響應(yīng)為2 28⑴+g(。=2e~~z-—(1-e~4/)=-—+ A4.12圖4-35所示電路中，開關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時開關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求卜圖4—3519解 很0_)=三=2A6當f=0+的電路如下圖所示對a點寫結(jié)點電壓方程有得 勾(0+)=6V4.13圖4-36所示電路中，已知U=30V、R】=60Q、R2=R3=40QL=6H,開關(guān)S合上前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在時開關(guān)S合上，試用一階電路的三要素法求奴八百。圖4—36解當￡=0+的電路如下圖所示_ 3因此有 ^(0J+/3(0+)=/2(0J+-4.14圖4-37所示電路中，已知Is=lmA,RfR2=10kQ,R3=30kQ,C=10nF,開關(guān)s斷開前電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時打開開關(guān)S,試用一階電路的三要素法求開關(guān)打開后的叱、，c、u°圖4-37"c（O_）=R，s=10x1=10V當開關(guān)打開后，對a點寫結(jié)點電壓方程有4.15圖4-38所示電路在開關(guān)S閉合前已處于穩(wěn)定狀態(tài)，已知L=1H,Is=2mA,^=R2=20kQ,Ul10V,在t=0時開關(guān)S閉合，試用一階電路的三要素法求,匕。

圖4—38解 i,(0.)=,(0)= =————r-=0.5mAl+LR220x103第五章5.1己知環(huán)形鐵芯線圈平均直徑為12.5e,鐵芯材料為鑄鋼，磁路有一氣隙長為0.2cm,若線圈中電流為1A,問要獲得0.9r的磁感應(yīng)強度，線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？解 空氣隙的磁場強度為查鑄鋼的磁化曲線，8=0.9T時，磁場強度=500A/m鑄鋼中的磁路長度為：4=陌?—0.2=71X12.5—0.2=39cm5.2有一臺單相變壓器，額定容量S&=500W?4,額定電壓Un/U2n=10/0.4W，求一次側(cè)和二次側(cè)的額定電流。解5.3有一臺降壓變壓器，一次側(cè)電壓380V,二次側(cè)電壓36V,如果接入一個36V、60W的燈泡，求：（1）一、二次繞組的電流各是多少？（2）一次側(cè)的等效電阻是多少？（燈炮看成純電阻）解（1）弓=L67A,。=10.56,匕=0.158A；（2）Rl=21.6Q,R；=2407。5.4實驗室有一單相變壓器如圖5-45,其數(shù)據(jù)如下：SN=lkV-A,U1N/U2N=220/110V,Ln/Ln=4.55/9.1A。今將它改接為自耦變壓器，接法（a）和（b）所示，求此兩種自耦變壓器當?shù)蛪哼吚@組ax接于110V電源時，AX邊的電壓。及自耦變壓器的額定容量Sn各為多少？圖5-45解（1）按照圖5-45（a）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量（2）按照圖5-45（b）接線的自耦變壓器變比AX邊額定電壓變壓器額定容量5.5一單相變壓器，一次繞組匝數(shù)N,=867,電阻R】=2.45Q,漏電抗X,=3.800；二次繞組匝數(shù)N2=20,電阻R2=0.0062Q,漏電抗X2=0.0095設(shè)空載和負載時①皿不變，且Om=0.0518Wb,U,=10000V,f=50Hz0空載時，R超前于畐180.2°,負載阻抗Zl=0.0038-j0.0015。。求:(1)電動勢E】和E2?(2)空載電流￡；(3)負載電流.和L。解(1)求烏和E?(2)求(3)求L和LTT127kV5.6 —臺單相變壓器，SN=20000kV-A,—虬= —,50Hz。在15°C時開路和短U2NllkV路試驗數(shù)據(jù)如下。試驗名稱電壓/kV電流/A功率/kW備注開路試驗1145.547電壓加在低壓側(cè)短路試驗9.24157.5129電壓加在高壓側(cè)試求：折算到高壓側(cè)時，激磁阻抗和等效漏阻抗的值；已知Rg)=3.9d設(shè)Xy=X；。，畫出T型等效電路。解一次繞組和二次繞組的額定電流為電壓比為折算到高壓側(cè)時，激磁阻抗和等效漏阻抗的值換算到75°C時(2)T型等效電路如下圖所示，其中Rk)=3.9Q,R搭產(chǎn)Rg一咯宵)=2.25Q,Xy=X；°=?Xk=29.250。5.7將一鐵心線圈接于電壓120V,50Hz的正弦電源上，其電流/,=5Acos^=0.7o若將鐵心去掉，則電流I2=10A,cos^2=0.05,試求此線圈在具有鐵心時的銅損耗和鐵損耗。解銅損12.5W,鐵損337.5W5.8一臺三相異步電動，額定頻率f=50Hz,額定電壓380V,額定轉(zhuǎn)速處=578r/min,試求；(1)同步轉(zhuǎn)速n0；<2)極數(shù)對p；(3)額定轉(zhuǎn)差率S/。答：nQ—600r/min:p=5；sN-3.67%o5.9Y-225M-4型三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：45KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1480r/mincos^=0.88r\=92.3%求：(1)額定轉(zhuǎn)差率％；(2)額定電流九；(3)起動電流九；(4)額定轉(zhuǎn)矩7；(5)起動轉(zhuǎn)矩幾；(6)最大轉(zhuǎn)矩琮土(7)額定輸入功率外。解:(1)由己知nN=1480r/min,可知電動機的極數(shù)p=2,?0=1500r/min(通常％比打略大)。則由式(5-28)可得Ist=(亠)九=7.0x84.2=589AA4=9.554=9.55世皿=290.4可?崔'nN1480孔=1.9x290.4=551.8N,m么=九'鞏=2.2x290.4=638.9N5/>=^=^5i=4.875fcW1V0.9235.10 Y205S-6型三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：45KW380V△聯(lián)結(jié)明=938r/mincos^=0.88"=92.3%求：(1)額定轉(zhuǎn)矩孔，起動轉(zhuǎn)矩幾，最大轉(zhuǎn)矩(2)電源電壓因故障降為300卩時,電機能否帶額定負載運行？解解題方法如上題，Tn=437J87V-w,7；=830.64N5,7^=961.80N?m可以，，與定子每相繞組電壓U2成正比5.11 Y132S-4型三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：5,5KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1440r/mincos^w=0.84門=85.5%求：(1)額定轉(zhuǎn)矩4,起動轉(zhuǎn)矩兀，最大轉(zhuǎn)矩琮辨(2)額定轉(zhuǎn)差率叫；(3)額定電流九,起動電流九。解解題方法如題5.9o36.48N?m,80.25N?m,80.25N,成；4%；1L64A,81.48A。5.12 Y180L-4型三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：30KW380V△聯(lián)結(jié)nN=1467r/mincos^y=0.87邛=90.5%求:(1)星一-三角換接起動時的起動電流，起動轉(zhuǎn)矩。<2)當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩琮的80%時，是否可釆用星一-三角換接起動？當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩孔的40%時，是否可采用星一-三角換接起動？解(1)解題方法如題5.9。135.O8A143.22N*；不可以，起動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩?？梢?.13若題5.9中的電動機運行在60Hz,380V的電源上，問電動機的最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩和起動電流有什么變化?解最大轉(zhuǎn)矩下降，起動轉(zhuǎn)矩下降，起動電流上升。5.14 若題5.9中電動機運行時電網(wǎng)電壓突然降至額定電壓的60%,此時電動機能否拖動負載？會產(chǎn)生什么后果？解不能，會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。第六章6.1為什么熱繼電器不能作短路保護？為什么在三相主電路中只月兩個（當然用三個也可以）熱元件就可以保護電動機？解因為熱慣性。短路事故發(fā)生時，要求電路立即斷開，熱繼電器不能立即動作。熱繼電器兩相結(jié)構(gòu)的，分別串接在任意兩相即可。6.2什么是欠壓保護？用閘刀開關(guān)起動和停止電動機時有無零壓保護？解電源斷電或電壓嚴重下降時，電動機即自動從電源切除。無。6.3說明接觸器的三個主觸頭連接在電路的哪個部分？輔助常天觸頭起自鎖作用時連接在電路哪里？輔助常閉觸頭起互鎖作用時連接在電路哪個部分？其線圈呢？解主電路。與啟動按鈕并聯(lián)。與另一控制電路串聯(lián)。6.4分析圖示控制電路，當接通電源后其控制功能？解按SB2,KM通電動作，按SB1,不能使KM斷電恢復常態(tài)，除非切斷電源。6.5圖不為電動機Mi和眠的聯(lián)鎖控制電路。試說明M］和M2之間的聯(lián)鎖關(guān)系，并問電動機Mi可否單獨運行？虹過載后應(yīng)能否繼續(xù)運行？答：(1)Ml先起動運行后M2才能起動；M2停止后才能停Ml；Ml能單獨運行；Ml過載時M2不能繼續(xù)運行，與Ml一起停車。6.6下圖為兩臺鼠籠式三相異步電動機同時起停和單獨起停的單向運行控制電路。(1)說明各文字符號所表示的元器件名稱；(2)說明QS在電路中的作用；(3)簡述同時起停的工作過程。⑴元器件SBstp—停QS一電SBst-起動鉉鈕FU—熔QS一電SBst-起動鉉鈕FU—熔即一交流接觸器FR一熱KA一中間繼電器(2)電源開關(guān)QS的作使電源與控制電路、主電路接通斷開時，使控制電路及主電路與電源脫離(3)同時起停工作過程起動：合電源開關(guān)QS-按SBst-KA線圈通電一觸點KA1、KA2閉合一KMLKM2線圈通電一KM1-UKM2-1主觸點及KM1—2、KM2-2自鎖觸點閉合一Ml、M2電動機同時起動運轉(zhuǎn)一松開SBst-電動機連續(xù)工作。停車：按SBstp-KM1、KM2線圈斷電一主觸點及輔助觸點斷開一Ml、M2同時停轉(zhuǎn)一斷開QS。6.7設(shè)計兩臺電動機順序控制電路：Ml起動后M2才能起動；M2停轉(zhuǎn)后Ml才能停轉(zhuǎn)。解兩臺電動機的順序控制電路設(shè)計思路：起動后屹才能起動，需在M2的起動控制環(huán)節(jié)上加上一個互鎖裝置；停轉(zhuǎn)后虬才能停轉(zhuǎn)，需在M的停止控制環(huán)節(jié)上加一個互鎖裝置,所以此電路如下：第七章7.1N型半導體中的多子是帶負電的自由電子載流子，P型半導體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說N型半導體帶負電，P型半導體帶正電。上述說法對嗎？為什么？答：這種說法是錯誤的。因為，晶體在摻入雜質(zhì)后，只是共價鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導體或P型半導體，但整塊晶體中既沒有失電子也沒有得電子，所以仍呈電中性。7.2某人用測電位的方法測出晶體管三個管腳的對地電位分別為管腳①12V、管腳②3V、管腳③3.7V,試判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳③和管腳②電壓相差0.7V,顯然一個硅管，是基極，一個是發(fā)射極，而管腳①比管腳②和③的電位都高，所以一定是一個NPN型硅管。再根據(jù)管子在放大時的原則可判斷出管腳②是發(fā)射極，管腳③是基極，管腳①是集電極。7.3圖7-19所示電路中，已知位5V,u.=losingV,二極管為理想元件（即認為正向?qū)〞r電阻居0,反向阻斷時電阻居8）,試畫出的波形。

答：分析：根據(jù)電路可知，當M>W'時，二極管導通妒如當〃，成時，二極管截止時,uq=Eq所以〃。的波形圖如下圖所示：7.4半導體和金屬導體'的辱電機理有什么不同？單極型和雙極7.4半導體和金屬導體'的辱電機理有什么不同？單極型和雙極體管的導電情況又有何不同？答：金屬導體中只有自由電子一種載流子參與導電，而半導體中則存在空穴載流子和自由電子兩種載流子，它們同時參與導電，這就是金屬導體和半導體導電機理上的本質(zhì)不同點。單極型晶體管內(nèi)部只有多數(shù)載流子參與導電，因此和雙極型晶體管中同時有兩種載流子參與導電也是不同的。7.5圖7-20所示電路中，硅穩(wěn)壓管仆的穩(wěn)定電壓為8V,外的穩(wěn)定電壓為6V,正向壓降均為0.7V,求各電路的輸出電丿國原20答:(a)圖：兩穩(wěn)壓管串聯(lián)，總穩(wěn)壓值為14V,所以仏=14V；(b)圖：兩穩(wěn)壓管并聯(lián)，輸出電壓按小值計，因此仏=6V；圖：兩穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，蚌8.7V；00(d)圖：兩穩(wěn)壓管反向并聯(lián)，可認為DZ1截止不通，則&=0.7V。7.6半導體二極管由一個PN結(jié)構(gòu)成，三極管則由兩個PN結(jié)構(gòu)成，那么，能否將兩個二極管背靠背地連接在一起構(gòu)成一個三極管？如不能，說說為什么？答：將兩個二極管背靠背地連接在一起是不能構(gòu)成一個三極管的。因為，兩個背靠背的二極管，其基區(qū)太厚，不符合構(gòu)成三極管基區(qū)很薄的內(nèi)部條件，即使是發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子，到基區(qū)后也都會被基區(qū)中大量的空穴復合掉，根本不可能有載流子繼續(xù)向集電區(qū)擴散，所以這樣的“三極管”是不會有電流放大作用的。7.7如果把三極管的集電極和發(fā)射極對調(diào)使用？三極管會損壞嗎？為什么？答：集電極和發(fā)射極對調(diào)使用，三極管不會損壞，