1、第一章1.1 在图 1-18 中，五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得 I1 =4A I2 =6A I3 =10A U1 =140V U2 =90V U3= 60V U4=80V U5=30V，（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画一图） ；（2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载？（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡？14 53 2+_U2+_U1 +_U3I1I3 I2_+_+ 14 53 2+_U2+_U1 +_U3I1I3 I2+_+题 1-18 图 题 11 改画图解：（1）将原电路图根据实测的电压、电流值重新
2、标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示：（2）根据电源和负载的定义及电路图可知：元件 3、4、5 是电源，元件 1、2 是负载。（3）电源发出的功率543IUIPsW10638016负载消耗的功率21IR106940，电路的功率守恒。RsP12 在图 1-19 中，已知 I1 = -3mA，I 2 = 1mA 。试确定电路元件 3 中的电流I3 和其二端电压 U3,并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。解 对 点写 有： AKCLmA213213对第一个回路写 有： KVL301UI3+ 30VI1U1_10k 20k+_U280V+_U3I3 I2A题 12 图即：
3、 VI60)3(013根据计算结果可知，元件 3 是电源。这样， 的电源的元件 3 是电路中的电源，其余元件为负载。V80电源提供的功率： WIUPs 2061802 负载消耗的功率： 2013211 这说明电路的功率平衡。13 一只 110V 8W 的指示灯，现要接在 380V 的电源上，问要串联多大阻值的电阻？该电阻应选用多大功率的电阻？解 根据题意，电阻上的电压为 ，则此时电路中的电流也就是灯泡中的V270电流，即： AUPi.18电阻消耗的功率为： WR207.电阻的阻值为： ki.3.14 如图 1-20 所示， 试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说明哪个电源发出功
4、率，哪个电源吸收功率。解0.5A2+_1V +_2V21 +_1V(a) (b)+_U i1 i2i3A图 1-20设电流源二端的电压为)(aU根据 有：KVL15.02V2消耗WPR.2发出I.消耗U501设各支路电流如图，)(bAi13Ai5.021Aii5.0132消耗WiRP1消耗232发出iU5.01发出P.215 有二只电阻，其额定值分别为 40，10W 和 200，40W，试问它们允许通过的电流是多少？如将二者串联起来，其两端最高允许电压加多大？解 电阻 能承受的最大电流为：1RARPi5.0411电阻 能承受的最大电流为：2i.22将 2 个电阻串联后，能通过的电流只能是小的值
5、，因而 2 个电阻串联后能承受的最大电压为：ViRU10845.)04()(mn21max 16 求图 1-21 所示电路中的电流 i1 和 i2。解 2A-10A6A3A4Ai1 i2 R1R3R2A图 1-21将 、 、 及相联的三个结点看成一个广义结点，根据 有：1R23 KCLAi14362对 点，根据 有AKCLi 3)(0117 在图 1-22 所示电路中，已知 U1 = 10V，U 2 = 4V，U 3 = 2V，R 1 = 4，R 2 = 2，R 3 = 5，1、 2 两点处于开路状态，试计算开路电压 U4。解 设闭合回路中电流 的参考方向如图，则有：i+_U1 R2R1R3+
6、_U2+_U3+_U4i图 1-22ARi 124021对右侧开口回路，根据 有：KVL1243iUV624318 试用 KCL 和 KVL 求图 1-23 所示电路中的电压 u。50 2 8 3 12+_u 8A +_u +_2V+_10V(a) (b)i i1i2i3A图 1-23解对右侧回路，设电流参考方向如图，根据 有：)(a KVL0182iiAViu818设各支路参考电流方向如图，有：)(b12ui 2ui3ui对 点写 有：AKCL8321ii即 uu解得： V619 在图 1-24 电路中，已知 U = 3 V，试求电阻 R。解 设各支路电流参考方向如图，根据题意， ，因此对
7、支路由欧V3AB姆定律有：mAi47011mA2k2k4k R+_10V+_Ui2 i3Ii1AB图 1-24对结点 写 方程有：AKCL即 012Ii Ii412其中 mAUi 4731041对电路的中间回路写 方程有：KVL23i将 ， ， ， 代入上式有：471iIi12Ii133U0)(2)4(1IiI解得： mA5.于是有： kVIUR2.13110 在图 1-25 电路中，问 R 为何值时 I1 = I2？R 又为何值时，I 1、I 2 中一个电流为零？并指出哪一个电流为零。解 1 2+_6V+_10Vi1 i2 RI+_U图 1-25对结点写 方程有： KCLIi21根据欧姆定律
8、有： RUI61i210Ui将此式代入上式有： R20整理得： 1)23(UR（1）根据题意： 有 得 21i206VU2于是 Ai41Ai41AiI82125.08IUR（2）根据题意：先设 ，则有 ， ，1i V6Ai26102AiI2326IUR再设 ，则有 ， ，按现在这种情况，02iV10Vi4101的电压源因电流等于零，因而不能发出功率，而对于 的电压源，按现在电V1 6流的流向而成为负载，不合题意，因此，只能是 。1i111 电路如图 1-26 所示。（a）求图 (a) 中的电阻 ；R（b）求图 (b) 中 点的电位 。AAU21+_10VR2A-8V 1+_6V+_3V2+_6
9、V4 A(a) (b)图 1-26 解：（a）首先-8V 点与零电位参考点间补上 8V 的电压源，则 2 上的电流为2A，两结点间电压为 4V， 1 电阻上的电流为 4A，方向从左往右，根据KCL，R 上的电流为 2A，方向从右往左，电压为 6V，左低右高，所以 R=3。（b）4 这条支路没有电流，1 和 2 电阻上的电流均为 1A，方向逆时针方向，故，A 点电位 VA=6V-2V-3V=1V。1.12 求电路图 1.10 中 点的电位。 +50V-50V10520A图 1-27 解：对 A 点写 KCL 定律 205105AA解得，V A= -14.3V第四章4.1 如图 4-24 所示的电
10、路在换路前已处于稳态，在 时合上开关 S，试求初始0t值 (0+)和稳态值 。i()i+_6V 22SL t=0i +_6V22CSt=0i(a) (b)图 4-24 习题 4.1 的图解 （a） AiiLL3)0()( Aii 32/6)(,5.12(b) 0tVuC6)()( AiAi 5.12)(,04.2 在图 4-25 所示电路中，已知 I =10mA，R 1 = 3k，R 2 = 3k，R 3 = 6k，C =2F ，电路处于稳定状态，在 时开关 S 合上，试求初始值 (0+)， (0+)。0t CuiI SR2R3iCR1+_uCC+_U10VSR1L1 L2C2 C11H1F2
11、F2HR22 8a图 4-25解 0tVIRuC 60106)()( 333对 点写结点电压方程有a1321 )()(uRCa将有关数据代入有Vua24613/0)(mARiaR80)()0(322uiaR416)()(333 AiiRC 2)8()024.3 图 4-26 所示电路已处于稳定状态，在 t = 0 时开关 S 闭合，试求初始值 (0+)、Cu(0+)、 (0+)、 （0 +） 、 (0+)。LiRuCiLu1A+_uCiC0.1F+_uR+_uL2 4S iL S+_6V 1F+_uCi iC+_u41 22i1a图 4-26解0t VuR41)0(RC)( 0)(CiL)(
12、AL10t VuC4)0( iiL)()(iRL1)(C0)()( 0)(Lu对结点 写 KCL 方程有a0)(02)(1LCiiu AiC2)0(4.4 如图 4-27 所示电路，在 t = 0 时开关 S 由位置 1 合向位置 2，试求零输入响应(t)。Cu 1A +_uC12S5 320.1F图 4-27解VuC51)0(开关合向位置 1 后有sR.0)23(零输入响应为 VeutttC25)()4.5 在图 4-28 所示电路中，设电容的初始电压为零，在 t = 0 时开关 S 闭合，试求此后的 (t)、 (t)。Cui+_20V +_uCS iC10k10k 5k图 4-28解 已知
13、 ，开关在 时合上，电路的响应是零状态响应，0)(Cu0t首先利用戴维南定理对电路进行化简VuOC10102kReq5seq 1.01063VtutC)(1)mAedtti tC104.6 如图 4-29 所示电路，开关 S 在位置 a 时电路处于稳定状态，在 t = 0 时开关S 合向位置 b，试求此后的 (t)、 (t)。Cui+_12V+_5Vi(t) +_uC1 5abS 0.1F图 4-29解 此时电路的响应是全响应VuC1052)0(开关由位置 a 合向位置 b 后，零输入响应为 tCet)(sR25.015零状态响应为 VuOC.)1(5.2)tCetu全响应为 Veet ttt
14、 444 5.72)1(5.20() Atti ttC 4.7.5)4.7 图 4-30 所示电路在开关 S 打开前处于稳定状态，在 t = 0 时打开开关 S，求(t)和 t =2ms 时电容储存的能量。Ci +_12ViC S1k 1k 1k20F图 4-30解 VuC612)0(零输入响应 tet)(kReq21sC04.1063零状态响应 )(12)tetu全响应 )1(26( ttCC ette25mAedtuti ttCC 252506310)()( 当 时， mst202.5)2(es V93.61.JmsCuW6262 1039.102)(1 4.8 电路如图 4-31 所示，
15、设电感的初始储能为零，在 t = 0 时开关 S 闭合，试求此后的 (t)、 (t)。LiRu解 已知 ，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有0)(LiVuOC5.163S2H+_3V+_uR iL66 3图 4-31已知 ，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有0)(LiVuOC5.163eqRsLeq3162AeRuti tteqOCL )(4)()( 3Vedtitittu ttLLR )1(4)(1)(3)( 334.9 图 4-32 所示为一个继电器线圈。为防止断电时出现过电压，与其并联一放电电阻，已知 V, ，线圈电感 H， ,试求开关 S12SU30R5.0L1R断开时
16、 (t)和线圈两端的电压 (t)、 。设 S 断开前电路已处于稳定状态。Li RLu解 VuAiiRL36)02.1()0.,LUi Seq0125.3. Aeeiiit tttLL 80802.1).()(0)( eeuut tttLLL 808036)36(0)()( 4.10 电路如图 4-33 所示，在 t = 0 时开关 S 合上，试求零输入响应电流 (t)。LiS+_ R1 RL+_iLSU RLU+_6VS iL3.2mH1 2 8 +_12V图 4-33解 AiL216)0(.8eqRsLeq331026.Aeit ttL50)0()4.11 电路如图 4-34 所示，开关 S
17、 在位置 a 时电路处于稳定状态，在 t= 0 时开关S 合向位置 b，试求此后的 (t)、 (t)。Liu3H+_uLSab1A+_8V2 42 iL图 4-34解 iL28)0(零输入响应为 AetitL)(sRL2143零状态响应为 AetitL)()(全响应为 Aetiti tttLL 24238)1(3)()( Vedtitu ttL 226)()( 4.12 图 4-35 所示电路中，开关 S 合上前电路处于稳定状态，在 t = 0 时开关 S 合上，试用一阶电路的三要素法求 、 、 。1i2Li+_12Vi1 SiL +_9Vi21H6 3图 4-35解 AiL261)0(当 的
18、电路如下图所示0t+_12Vi1(0+) S+_9Vi2(0+)6 32Aa对 a 点写结点电压方程有23961)0(361(au得 VaAuia162)0(12)0(1 ia39)(9)(2AiL561)(Ai2)(1Ai39)(236eqRsRLeq1Aeiiit tttLL 2235)(5)(0)( ettt111 12eiiit ttt 22222 )3()()( 4.13 图 4-36 所示电路中，已知 U=30V、R 1= 60、R 2 = R3 = 40、L= 6H，开关S 合上前电路处于稳定状态，在时开关 S 合上，试用一阶电路的三要素法求、 、 。Li23i+_UR1R2 R
19、3Li2 i3iLS图 4-36解ARRUiL 4306406)(3)()0321321 当 的电路如下图所示0t+_UR1R2 R3i2(0+) i3(0+)Si1(0+) A43Vu1840621 UR23212Aui068)0(11Rui342)0(2Aui209418)0(33因此有 3)()(231iiiARUiL 4506)(210)(2iARUi430)(3340161132eq5sRLeq.21Aeeiiit tttLL 5.220.1)453()()( eeiiit ttt5.25.223)01()() Aeeiiit ttt5.25.2333 01)409()()( 4.1
20、4 图 4-37 所示电路中，已知 IS =1mA，R 1= R2 = 10k，R 3 = 30 k，C =10F ，开关 S 断开前电路处于稳定状态，在 t = 0 时打开开关 S，试用一阶电路的三要素法求开关打开后的 、 、 。CuiIS+_uSR1R2R3iC+_uCCa图 4-37解 VIRuSC10)0(1当开关打开后，对 a 点写结点电压方程有IS6301/)(321 mARuia5406)()0(21iCaC 130)()()(3ViRu 654)()0()0121 IC 20121uS)0()()0CikReq 531321s.056Aeeeuut tttCC 2210)1(2
21、)(0()() mdtti tt6.01Veeeuut ttt 2240)16(2)(0)( 4.15 图 4-38 所示电路在开关 S 闭合前已处于稳定状态，已知 L=1H，I S = 2mA，R 1 = R2 = 20k ，U S = 10V，在 t = 0 时开关 S 闭合，试用一阶电路的三要素法求 。LiISSR1R2+_US iLL图 4-38解 mARiiSLL 5.012)0()( 3UIiSL .)( 32kReq 1021sLeq430mAeeiiit tttLL 101025.)5.2(. ()( 第五章5.1 已知环形铁芯线圈平均直径为 ，铁芯材料为铸钢，磁路有一气隙长为
22、cm.，若线圈中电流为 ，问要获得 的磁感应强度，线圈匝数应为cm2.0A1T9.0多少？解 空气隙的磁场强度为查铸钢的磁化曲线， B = 0.9 T 时，磁场强度 H1 = 500 A/m铸钢中的磁路长度为： cmRl 392.052.01 /570.49.HA 694NI05.2 有一台单相变压器，额定容量 ，额定电压AkVSN50，求一次侧和二次侧的额定电流。kVUN4.0/1/21解 AUSINN12504.0532315.3 有一台降压变压器，一次侧电压 380V，二次侧电压 36V，如果接入一个36V、60W 的灯泡，求：（1）一、二次绕组的电流各是多少？（ 2）一次侧的等效电阻是
23、多少？（灯炮看成纯电阻）解 （1） ；AIkAI 158.0,6.,7.2（2） 247,.LLR5. 4 实验室有一单相变压器如图 5-45，其数据如下： ，AkV1SN， 。今将它改接为自耦变压器，V102UN1A1.954IN21接法（a）和（b）所示，求此两种自耦变压器当低压边绕组 ax 接于 110V 电源时，AX 边的电压 及自耦变压器的额定容量 各为多少？1 NSAU1X N1N2 xXU1 N1N2 axU2 U2aA(a) (b)1635I图 5-45解 （1）按照图 5-45（a）接线的自耦变压器变比 3N221AX 边额定电压 V03U21变压器额定容量 A15.4IS1
24、N（2）按照图 5-45（b）接线的自耦变压器变比 N221AX 边额定电压 V0U21变压器额定容量 A5.4IS1N5.5 一单相变压器，一次绕组匝数 ，电阻 ，漏电抗867145.2R1；二次绕组匝数 ，电阻 ，漏电抗80.3X1 200.2。设空载和负载时 不变，且 ，952 mWbm， 。空载时， 超前于 ，负载阻抗VU1Hzf1U1E2.8。求：（1）电动势 和 ；（2）空载电流 ；（3）0.j38.ZL 0I负载电流 和 。2I1解 （1）求 和E2V9700518.8674.fN4.m1 V230518.024.fN4.Em22 （2）求 0I A18.0.3j45.29710
25、ZU10（3）求 和I1 A1805.0j38.095.j62.ZEIL2 3.4087N21A15.I15.6 一台单相变压器， ， ， 。在kV20SNkV127UNHz50时开路和短路试验数据如下。C15试验名称 电压/kV 电流/A 功率/kW 备注开路试验短路试验119.2445.5157.547129电压加在低压侧电压加在高压侧试求：（1）折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏阻抗的值；（2）已知 ，设 ，画出 T 型等效电路。9.3R)75(1 21X解 一次绕组和二次绕组的额定电流为 A7.150USIN12.82I2电压比为 5.127UN1（1） 折算到高压侧时，激磁阻抗和等效漏
26、阻抗的值 3257.40.IkZ220m28.175.IPR2202 30RZX2mm7.58.194IUk20IP32k15.8RZX2k换算到 时C7545.61.2375)7(k 9.8.XRZ22)75(k)75(k（2） T 型等效电路如下图所示，其中 ,9)75(1。,2.R)75(1)95(k)75(2 25.9X1k215.7 将一铁心线圈接于电压 120V，50Hz 的正弦电源上，其电流。若将铁心去掉，则电流 ，试求此7.0cos,511AI 05.cos,1022AI线圈在具有铁心时的铜损耗和铁损耗。解 铜损 ，铁损W.25.35.8 一台三相异步电动，额定频率 ，额定电压
27、 380V，额定转速Hzf50，试求：（1）同步转速 ；（2）极数对 ；（3）额定转差率min/578rnNnp。s答： ； ； 。i/60r5p%67.3Ns5.9 Y-225M-4 型三相异步电动机的技术数据如下：45KW 380V 联结 min/1480rnN 8.0cosN%3.929.1/NstT.7/stI2.Hzf5求：（1）额定转差率 ；（2）额定电流 ；（3）起动电流 ；（4）额定NNIstI转矩 N（5）起动转矩 ；（6）最大转矩 ；（7）额定输入功率 。stTmaxT1P解：（1）由已知 ，可知电动机的极数 ，in/1480rnN2p（通常 比 略大） 。则mi/0rn0
28、13.150sNN（2）由式（5-28）可得 AUPINN 2.8493.0384cos3（3） IIstst .52.07)(（4） mNnPTN4.90184.95. 3（5） mNTst 8.514.290.1（6） N9.63max（7） kWP875.4923.0215.10 Y205S-6 型三相异步电动机的技术数据如下：45KW 380V 联结 min/938rnN8.0cosN%3.929.1/NstT2.Hzf50求：（1）额定转矩 ,起动转矩 ,最大转矩 ；（2）电源电压因故障降NstTmax为 时，电机能否带额定负载运行？V30解（1）解题方法如上题， ， ，N18.43
29、7Nst64.830mT80.961max（2）可以，T 与定子每相绕组电压 U2 成正比Nst T37.5.11 Y132S-4 型三相异步电动机的技术数据如下：5.5KW 380V 联结 min/140rnN84.0cosN%5.2./NstT2.7stIHzf5求：（1）额定转矩 ,起动转矩 ,最大转矩 ；（2）额定转差率 ；NstTmaxNs（3）额定电流 ，起动电流 。IstI解解题方法如题 5.9。（1） ， ， ；m48.625.0N25.80（2）4%；（3） ， 。A64.18.5.12 Y180L-4 型三相异步电动机的技术数据如下：30KW 380V 联结 min/146
30、7rnN87.0cosN%5.92./NstT2.0.stIHzf5求：（1）星-三角换接起动时的起动电流，起动转矩。（2）当负载转矩为额定转矩 的 80%时，是否可采用星-三角换接起动？NT（3）当负载转矩为额定转矩 的 40%时，是否可采用星-三角换接起动？解 （1）解题方法如题 5.9。 ， ；A08.135m2.4（2）不可以，起动转矩小于负载转矩。（3）可以5.13 若题 5.9 中的电动机运行在 的电源上，问电动机的最大转矩、VHz380,6起动转矩和起动电流有什么变化？解 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流上升。5.14 若题 5.9 中电动机运行时电网电压突然降至额定电压的 60%，此时电动机能否拖动负载？会产生什么后果？解 不能，会产生堵转现象。第六章6.1 为什么热继电器不能作短路保护？为什么在三相主电路中只用两个（当然用三个也可以）热元件就可以保护电动机？解 因为热惯性。短路事故发生时，要求电路立即断开，热继电器不能立即动作。热继电器两相结构的，分别串接在任意两相即可。6.2 什么是欠压保护？用闸刀开关起动和停止电动机时有无零压保护？解 电源断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。无。6.3 说明接触器的三个主触头连接在电路的哪个部分？辅助常开触头起自锁作用
