電工電子技術(shù)課后習(xí)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t=0時合上開關(guān)S,試求初始值,?(0+)和穩(wěn)態(tài)值(b)+(a)圖4-24習(xí)題(b)+(a)圖4-24習(xí)題4.1的圖i(0)=i(0)=3AL+L—(b)t=04.2在圖4-25所示電路中，已知I=10mA，R1=3k。，R2=3k。，R3=6k。，C=2p4.2在圖4-25所示電路中，已知I=10mA，穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時開關(guān)S合上，試求初始值%(0+)，%(0+)。圖4-25解t=0+對〃點寫結(jié)點電壓方程有將有關(guān)數(shù)據(jù)代入有圖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u(0,)、,(0,)、“(0,)、,1 C+L+R+C(。+)、uL(0+)。圖4-26解對結(jié)點a寫KCL方程有如圖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)"。(t)。圖4-27解開關(guān)合向位置1后有零輸入響應(yīng)為在圖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)、C(t)。圖4-28解已知U(0)=0，開關(guān)在t=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C-定理對電路進行化簡如圖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=0時開關(guān)S合向位置b，試求此后的uc(t)、i(t)。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)響應(yīng)為uOC零狀態(tài)響應(yīng)為uOC2.5V全響應(yīng)為u(t)=U(t)+u"(t)=10e-41+2.5(1—e-41)=2.5+7.5e-41VC C C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C(t)和t=2ms時電容儲存的能量。圖4--3012解 u(0)=一x1=6Vc- 1+1零輸入響應(yīng) u'(t)=6eCt零狀態(tài)響應(yīng) u〃(t)=12(1—e%)CTOC\o"1-5"\h\zttt t L全響應(yīng) u(t)=u'(t)+u"(t)=6e7+12(1—e%)C C C當(dāng)t=2ms時， u(2ms)=12—6e-25x0.002=12—6x0.61=6.293VC4.8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i(t)、u⑴。1/y、/I/Vn、/' ' L R解已知i(0)=0，開關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有L—圖4-31已知i(0)=0，開關(guān)合上后，利用戴維南定理對電路進行化簡有L— ■■■'.■....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)一放電電阻，已知U=12V,R=30Q，線圈電感L=0.5H，R=10Q,試求開關(guān)S斷開時i(t)和線圈兩端的電壓S 1 Lu(t)、。設(shè)S斷開前電路已處于穩(wěn)定狀態(tài)。4.1012iL(0"iL4.1012iL(0"iL(0一)二w二L2Au(0)=(—1.2x30)=—36V

RL+電路如圖4-33所示，在t=0時開關(guān)S合上，試求L+URL零輸入響應(yīng)電流iL(t)。圖4---33解i(0)=—=2Al- 1+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iL(t)>uL(t)。圖4-348解 i(0)=——=2Al- 2+2零輸入響應(yīng)為

零狀態(tài)響應(yīng)為4 ti〃(t)=- (1-e-t)Al4零狀態(tài)響應(yīng)為4 ti〃(t)=- (1-e-t)Al4+2全響應(yīng)為i(t)=i'L L\o"CurrentDocument".. 2 2 8\o"CurrentDocument"(t)+i〃(t)=2e-21-—(1-e-41)=--+—e-21 A\o"CurrentDocument"l 3 3 3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…2、iL。圖4--35i(0)=12=2Al- 6當(dāng)t=0的電路如下圖所示+對a點寫結(jié)點電壓方程有u(0)=6V

a+圖4-36所示電路中，已知U=30V、R1=60。、R2=R3=40。、L=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一、i3圖4--36當(dāng)t=0的電路如下圖所示+因此有i(0)+i(0)=1 + 3圖4-37所示電路中,3i2(0+)+4電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，已知IS=1mA，R1=R2=10k。，R3=30k。，C=10pF，開關(guān)S斷開前在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u、i、ucC圖4-37u(0)=RI=10義1=10V當(dāng)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，R1=R2=20k。，U=10V，在t=0時開關(guān)S閉合，試用一階電路的三要素法求i。S iL圖4--38UiUi(0)=i(0)=-sL+L-R2―10—=0.5mA20義103第五章已知環(huán)形鐵芯線圈平均直徑為12.5cm，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0.9T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，B=0.9T時，磁場強度H1=500A/m鑄鋼中的磁路長度為：l=兀R-0.2=兀*12.5-0.2=39cm1

有一臺單相變壓器，額定容量S=500kV-A，額定電壓U/U=10/0.4kV，求一次側(cè)和二N 1N2N次側(cè)的額定電流。解有一臺降壓變壓器，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）I=1.67A,k=10.56,I=0.158A；TOC\o"1-5"\h\z2 1（2）R=21.6Q,R=2407QL L5.4實驗室有一單相變壓器如圖5-45，其數(shù)據(jù)如下：S=1kV-A，U/U=220110V，N 1N-2N -II =4.55/9.1A。今將它改接為自耦變壓器，接法（a）?（b）所示，求此兩種自耦變壓1N;2N '器當(dāng)?shù)蛪哼吚@組ax接于110V電源時，AX邊的電壓U及自耦變壓器的額定容量S各為多少?1 N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=3.80Q；二次繞組匝U超前于E180.2。，負(fù)載阻抗數(shù)N=20，電阻R=0.0062Q，漏電抗X=0.0095Q。設(shè)空載和負(fù)載時①U超前于E180.2。，負(fù)載阻抗①=0.0518Wb，U=10000V，f=50Hz。空載時TOC\o"1-5"\h\zm 1Z=0.0038-j0.0015Q。求：（1）電動勢E和EZ=0.0038-j0.0015Q。求：（1）電動勢E和E；（1）求E和E1 2（2）（3）求I和I2 15.6一臺單相變壓器，S=5.6一臺單相變壓器，S=20000kV?ANin=127kV，50Hz。在150C時開路U11kV2N和短路試驗數(shù)據(jù)如下。試驗名稱開路試驗短路試驗試求:電壓/kV119.24電流/A試驗名稱開路試驗短路試驗試求:電壓/kV119.24電流/A45.5157.5功率/kW47129備注電壓加在低壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)（1）折算到高壓側(cè)時，激磁阻抗和等效漏阻抗的值;（2）已知R=3.9Q，設(shè)X=X，，畫出T型等效電路。1（75。） 匕 2◎解一次繞組和二次繞組的額定電流為電壓比為（1）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R =3.9Q,1（75。）R' =R-R =2.25Q,X=X'=1X=29.25Q。2（75°） k（95。） 1（75。） 1b2b2kTOC\o"1-5"\h\z將一鐵心線圈接于電壓120V，50Hz的正弦電源上，其電流I=5Acos①=0.7。若將鐵心去1 1掉，則電流I=104cos①=0.05，試求此線圈在具有鐵心時的銅損耗和鐵損耗。2 2解銅損12.5W，鐵損337.5W一臺三相異步電動，額定頻率f=50Hz，額定電壓380V，額定轉(zhuǎn)速n=578r/min，試求:N（1）同步轉(zhuǎn)速n；（2）極數(shù)對p；（3）額定轉(zhuǎn)差率s。0 N答：n=600r/min；p=5；s=3.67%。0 NY-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)n=1480r/min cos①=0.88n=923%N N求：（1）額定轉(zhuǎn)差率Sn；（2）額定電流IN；（3）起動電流Ist；（4）額定轉(zhuǎn)矩TN（5）起動轉(zhuǎn)矩Tst；（6）最大轉(zhuǎn)矩Tmax； （7）額定輸入功率V。解：（1）由已知n=1480r/min，可知電動機的極數(shù)p=2，n=1500r/min（通常n比n略N 0 0大）。則（2）由式（5-28）可得（3）I=（L）I=7.0義84.2=589.4AstINNP 45x103（4）T=9.55-n=9.55—— =290.4N?mnn 1480N（5）T=1.9x290.4=551.8N?mst（6）T=XxT=2.2x290.4=638.9N?mmax N（7）=4.875kWnP（7）=4.875kWP=―= 1n0.9235.10 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)n=938r/min cos①=0.88n=923%N NTOC\o"1-5"\h\z求：（1）額定轉(zhuǎn)矩T，起動轉(zhuǎn)矩T，最大轉(zhuǎn)矩T;（2）電源電壓因故障降為300V時，電機能N st max否帶額定負(fù)載運行？解（1）解題方法如上題，T=437.18N?m，T=830.64N?m，T=961.80N?mN st max（2）可以，T與定子每相繞組電壓U2 成正比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)n=1440r/mincos①=0.84月=85.5%N N求：（1）額定轉(zhuǎn)矩T，起動轉(zhuǎn)矩T，最大轉(zhuǎn)矩T ； （2）額定轉(zhuǎn)差率s ； （3）額定電流I，N st max N N起動電流I。st解解題方法如題5.9。（1）36.48N?m，80.25N?m，80.25N?m；（2）4%；（3）11.64A，81.48A。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)n=1467r/mincos①=0.87n=90.5%N N求：（1）星一三角換接起動時的起動電流，起動轉(zhuǎn)矩。（2）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩T的80%時，是否可采用星一三角換接起動？N（3）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩TN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。135.08A，143.22N?m；（2）不可以，起動轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。（3）可以若題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。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(fù)載？會產(chǎn)生什么后果？解不能，會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。第八章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用兩個（當(dāng)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。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(yán)重下降時，電動機即自動從電源切除。無。說明接觸器的三個主觸頭連接在電路的哪個部分？輔助常開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)。分析圖示控制電路，當(dāng)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(fù)常態(tài)，除非切斷電源。圖示為電動機M1和M2的聯(lián)鎖控制電路。試說明M1和M2之間的聯(lián)鎖關(guān)系，并問電動機M1可否單獨運行?M1過載后M2能否繼續(xù)運行?答：(1)M1先起動運行后M2才能起動；M2停止后才能停M1；M1能單獨運行；⑶M1過載時M2不能繼續(xù)運行，與M1一起停車。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)說明在電路中的作用；(3)簡述同時起停的工作過程。解(1)元器件名稱SBstp一停止銨鈕QS—電源開關(guān)SBst一起動銨鈕FU—熔斷器 KM一交流接觸器FR—熱繼電器KA—中間繼電器 (2)電源開關(guān)QS的作用為(a)使電源與控制電路、主電路接通(b)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KM1、KM2線圈通電一KM1—1、KM2—1主觸點及KM1—2、KM2—2自鎖觸點閉合一M1、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M1、M2同時停轉(zhuǎn)一斷開QS。設(shè)計兩臺電動機順序控制電路：M1起動后M2才能起動；M2停轉(zhuǎn)后M1才能停轉(zhuǎn)。解兩臺電動機的順序控制電路設(shè)計思路：M1起動后M2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；M2停轉(zhuǎn)后M1才能停轉(zhuǎn)，需在M1的停止控制環(huán)節(jié)上加一個互鎖裝置，所以此電路如下：L1L2L3L1L2L3OQQkM^ kM；_\\rr?：FRKM第七章N型半導(dǎo)體中的多子是帶負(fù)電的自由電子載流子，P型半導(dǎo)體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說N型半導(dǎo)體帶負(fù)電，P型半導(dǎo)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(dǎo)體或P型半導(dǎo)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。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。圖7-19所示電路中，已知E=5V，u=10sin3tV，二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r電阻R=0，反向阻斷時電阻R=8），試畫出u0的波形。u/V？單極型和雙極型晶體-^3t導(dǎo)電情況0e有何不同？/答：金屬誄體中只有自由電子7.4管的中則答：分析：根據(jù)電路可知，當(dāng)ui>E時，二極管導(dǎo)通u0=ui，當(dāng)ui<E時，二極管截止時，u0u/V？單極型和雙極型晶體-^3t導(dǎo)電情況0e有何不同？/答：金屬誄體中只有自由電子7.4管的中則種載流子參與導(dǎo)電，而半導(dǎo)體存在空穴載流子和自由電子兩種載流子，它們同時參與導(dǎo)電，這就是金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體導(dǎo)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(dǎo)電，因此和雙極型晶體管中同時有兩種載流子參與導(dǎo)電也是不同的。

7.5圖7-20所示電路中，硅穩(wěn)壓管DZ1的穩(wěn)定電壓為8V,DZ2的穩(wěn)定電壓為6V,正向壓降均為0.7V,求各電路的輸出電壓U0。20V2、Dzi2'Dz2(b)20V2sDziHDz2(d)20V2、Dzi2'Dz2(b)20V2sDziHDz2(d)(c)圖7-20答：（a）圖：兩穩(wěn)壓管串聯(lián)，總穩(wěn)壓值為14V，所以U0=14V；（b）圖：兩穩(wěn)壓管并聯(lián)，輸出電壓按小值計，因此U0=6V；（c）圖：兩穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，U0=8.7V；（d）圖：兩穩(wěn)壓管反向并聯(lián)，可認(rèn)為DZ1截止不通，則U0=0.7V。半導(dǎo)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