电工学11
电工学的原理及应用答案
电工学的原理及应用答案1. 电工学的基本原理•电荷和电流：电工学研究电荷的行为和电流的传导。
电荷是电子带有的基本属性，电流是电子在导体中的流动。
•电压和电势差：电压表示电荷间的差异，电势差是两点之间的电压差。
•电阻和电导：电阻是电流流动的阻碍，电导是电流流动的便捷程度。
•电路和电路元件：电路由电源、导线和元件组成，元件包括电阻、电容、电感等。
2. 电工学的基本应用•电路分析：利用电工学原理分析电路的性质和行为，包括串联、并联、戴维南定理等。
•电力系统：利用电工学原理设计、建设和维护电力系统，包括输电线路、变压器、变电站等。
•电磁设备：应用电工学原理制造和维护电磁设备，如电动机、发电机、变压器等。
•电子设备：应用电工学原理设计和制造电子设备，如电子计算机、通讯设备、消费电子产品等。
3. 电工学的进一步应用•电力电子：利用电工学原理研究和设计电力电子器件和系统，如变流器、逆变器等。
•可再生能源：应用电工学原理研究利用可再生能源产生电力的方法和技术，如太阳能、风能等。
•智能电网：基于电工学原理研究建设智能电网，实现电力供应的高效性、可靠性和可持续性。
•电气安全：根据电工学原理制定电气设备的安全标准和措施，保障人员和设备的安全。
4. 电工学的发展趋势•数字化：电工学将越来越多地应用于数字化技术，如智能电网、智能电子设备等。
•可持续性：随着可再生能源的发展，电工学将越来越注重可持续性发展，减少对传统能源的依赖。
•智能化：电工学将与人工智能、物联网等技术结合，实现电力系统的智能化管理和控制。
•安全性：电工学研究将更加关注电气设备的安全性，防止电力事故和火灾等安全问题。
以上是关于电工学的原理及应用的答案，电工学作为电气工程的基础学科，具有广泛的应用领域和发展前景。
电工学
的时间（周期）。
f 1 T 表示正弦电流
每秒重复变化的次数
（频率）。
图1－1－4
1.2 元件的特性方程
元件参数：在电路中描述电阻元件、电容元 件、电感元件、电源等电路元件的电阻、电 容、电感、电动势、电激流。 元件特性方程：元件两端电压与通过其电流 之间的关系式。
1.2.1 电阻元件的特性方程 在电路中具有阻碍物质运动特性的器件称为 电阻元件，用 R 表示。 如果通过电阻元件的电流和电压成正比，这 类电阻又叫做线性电阻。否则称为非线性电 阻。
对图1－3－3，KVL的 表示式为
u1 u2 u3 u4 0
1.2.5 电流源的特性方程 1.理想电流源 理想电流源是一种能够提供确定的电流源， 输出电流不随端电压变化，也称恒流源。 图1－2－11是理想 电流源的符号，s 表 i 示电流源的输出电 流，称为电激流。 箭头表示电激流的 参考方向。
图1－2－11
2.电流源的特性方程 实际电流源的输出电流受负载变化的影响， 可用理想电流源和电阻并联组成电流源， 如图虚线方框内所示。
可能出现的两种实际情况 ： （1）电容器上极 板带正电，下极板 带负电，处于充电 状态； （2）电容器上极 板带正电，下极板 带负电，处于放电 状态。
图1－2－2
4.电容元件的特性方程 把式（l－2－3）带入式（1－2－4）可推出 电容元件的特性方程 duC （1－2－6） i C dt 电流与电压变化率成正比，这类电容称为线 性电容。 式（1－2－6）的积分表示式为 （1－2－7）方法； 网络的正弦稳态分析；三相正弦交流电路； 简化网络分析的原理和定理；受控源电路和 分析方法；电工仪表；变压器；异步电动机； 直流电机；同步发电机；配电与安全用电等。 本课程与其它专业课的学科交叉，使本课程 与专业课有机融合为一体，增强学生知识的 广度与深度。对将学生培养成为具有广博的 电工电子基础知识、扎实的实践技能、具有 工程概念和系统概念、具有很强的学习能力 和创新能力的高素质通用型人才具有重要作 用。
电工学(少学时)课后答案全
第一章习题1－1 指出图1－1所示电路中A 、B 、C 三点的电位。
图1－1 题 1－1 的电路解：图（a ）中，电流 mA I 51226.=+=, 各点电位 V C = 0 V B = 2×1.5 = 3V V A = (2+2)×1.5 = 6V图（b ）中，电流mA I 1246=+=， 各点电位 V B = 0V A = 4×1 = 4VV C =－ 2×1 = －2V图（c ）中，因S 断开，电流I = 0， 各点电位 V A = 6V V B = 6VV C = 0图（d ）中，电流mA I 24212=+=， 各点电位 V A = 2×(4+2) =12VV B = 2×2 = 4V V C = 0图（e ）的电路按一般电路画法如图，电流mA I 12466=++=，各点电位 V A = E 1 = 6VV B = (－1×4)+6 = 2V V C = －6V1－2 图1－2所示电路元件P 产生功率为10W ，则电流I 应为多少? 解：由图1－2可知电压U 和电流I 参考方向不一致，P = －10W ＝UI 因为U ＝10V , 所以电流I ＝－1A图 1－2 题 1－2 的电路1－3 额定值为1W 、10Ω的电阻器，使用时通过电流的限额是多少？ 解：根据功率P = I 2 R A R P I 3160101.===1－4 在图1－3所示三个电路中，已知电珠EL 的额定值都是6V 、50mA ，试问哪个电珠能正常发光？图 1－3 题 1－4 的电路解：图（a ）电路，恒压源输出的12V 电压加在电珠EL 两端，其值超过电珠额定值，不能正常发光。
图（b ）电路电珠的电阻Ω=Ω==120120506K R .，其值与120Ω电阻相同，因此电珠EL 的电压为6V ，可以正常工作。
图（c ）电路，电珠与120Ω电阻并联后，电阻为60Ω，再与120Ω电阻串联，电珠两端的电压为V 4126012060＝＋⨯小于额定值，电珠不能正常发光。
电工学部分习题参考答案
电工学部分习题参考答案第1章 习题习 题1-1 单项选择题1. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡串联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮2. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡并联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮3. 空间中有a 、b 、c 三点，已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，求ac U 的电压。
（ ） A. 1V B. 5V C. －1V4. 已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，如果以b 点作为电位参考点，求a 、b 、c 三点电位。
（ ）A ．a 点电位为0V ，b 点电位为2V ，c 点电位为3V B. a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为3V C ．a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为-3V D. a 点电位为5V ，b 点电位为3V ，c 点电位为0V 5. 如图T1.1所示，A 10S =I ，V 5S =U ，Ω=1R ，问电压源和电流源各起什么作用。
（ ）A ．电压源起负载作用，电流源起电源作用。
B ．电压源起电源作用，电流源起电源作用。
C. 电压源起电源作用，电流源起负载作用。
1-2 判断题（正确的请在每小题后的圆括号内打“√”，错误的打“×”）1. 如果没有参考方向，只说某支路中的电流为-1A ，这种说法没有意义。
（ ）2. 电路中某两点的电位很高，因此这两点间的电压也很高。
（ ）3. 实际电流源允许开路运行，它对外不输出功率，自身也不消耗功率。
（ ）图T1.1 习题1-1（5）图图T1.2 习题1-3图4. 电压和电位的单位都是伏特，但是它们在概念上没有联系。
电工学2第11讲：逻辑代数-化简
（5）AB ( AB ) A （6）( A B)( A B ) A 证： A AB
A AB AB A B
B 自己证明(提示：BC•1 ）
补： AB A C BC...... AB A C
1. 圈的个数应最少
2. 每个“圈”要最大 3. 每 “圈”至少 包含 一个未被圈过的最小项
i
写出简化逻辑式 Y A BD 如“0”特别少，也可圈0，但结果为 Y 。重做上题。
项少i个因子，填2 格
例4. 应用卡诺图化简逻辑函数
Y A B C A B C A BC AB B C
口诀： 圈大2n; 重复有新； 不拐不漏，边角为邻； 1原0反； 异去同存。
B取值（异）不同—“去” C、D同样
CD 00 AB 00 0 01 0
01 11 10
0 0 1 1
0 1 1 1
0 0 0 0
CD 00 AB 00 0
01 11 10
01 11 10
0 1 1 0
0 0 0 0
0 0 0 0
（2）配项法 例2： 化简 Y AB A C BC
AB A C BC ( A A ) AB ABC A C A BC AB A C
（3）加项法
例3： 化简 Y ABC A B C AB C
（4）吸收 例 4： 法 化简 Y AB AC BC
反演律
A B A B
A B
A B A B
A B 1 0 0 0
A B 1 1 1 0
列真值表证明：
A B
电工与电子技术 第一章
10V
10
I1 = -1A
《电工学》—电工技术
(1.4 )电流方向的表示方法
用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 (图中标出箭头）
i
参考方向
用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A
指向B。 (图中标出A、B）
A
i AB 参考方向
B
《电工学》—电工技术
(2) 电压
电位的概念 –单位正电荷在电场中某点所具有的电位能称为该 点的电位。它表示外力将单位正电荷从参考点（0 电位）移动到的该点所作的功
即：R U 常数 I
电路端电压与电流的关系称为伏安特性。
线性电阻的伏安特性
I/A
是一条过原点的直线。
o
U/V
线性电阻的伏安特性
《电工学》—电工技术
电阻的开路与短路 i R
+
u
u
对于一电阻R
（1）当 R = 0 ，视其为短路。
0
i
i为有限值时，u = 0。
短路伏安特性曲线
u
（2）当 R = ，视其为开路。
-+ + -
1
2
4
3
5
U1 30V, U2 20V, U3 60V, U4 30V, U5 80V I1 3A, I2 1A, I3 2A, I4 3A, I5 1A
确定各元件的功率，指出哪些是电源、哪些是负载？
《电工学》—电工技术
U1 30V, U2 20V, U3 60V, U4 30V, U5 80V
+
U
+
U
I
关联参考方向
I
非关联参考方向
电工学知识点梳理
Ul 3UP
21．三相四线制当负载对称时，可改为 三相三线制而对负载无影响。
22．三相负载作Y形连接时，总有关系成
立。Ul 3UP
23．三相用电器正常工作时，加在各相 上的端电压等于电源线电压。
SSASCSC
24．三相负载做Y接时，无论负载对称与 否，线电流总等于相电流。
25．三相电源向电路提供的视在功率为： SSASCSC
26．人无论在何种场合，只要所接 触电压为36V以下，就是安全的。
27．中线的作用是使不对称Y接三相 负载的端电压保持对称。
28．三相不对称负载越接近对称， 中线上通过的电流就越小。
29．为保证中线可靠，不能安装保 险丝和开关，且中线截面较粗。
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
21．已知A，）A，则（ ）。
A．i1超前i260° B．i1滞后i260° C．相位差无法判断
22．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（ ）。
电工学知识点梳理
3．大负载是指在一定电压下，向电 源吸取电流大的设备。
4．电压表和功率表都是串接在待测 电路中
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。
6．电源短路时输出的电流最大，此 时电源输出的功率也最大
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。
8．负载上获得最大功率时，电源的 利用率最高
9．电路中两点的电位都很高，这两 点间的电压也一定很大。
大学《电工学》试题及答案(十一)
大学《电工学》试题及答案一、填空题：1．时序逻辑电路的特点是：输出不仅取决于当时 输入 的状态还与电路 原来 的状态有关。
2．欲使JK 触发器实现的功能，则输入端J 应接 “1” ，K 应接 “1” 。
3．组合逻辑电路的基本单元是 门电路 ，时序逻辑电路的基本单元是 触发器 。
4．两个与非门构成的基本RS 触发器的功能有 置0 、 置1 和 保持 。
电路中不允许两个输入端同时为 0 ，否则将出现逻辑混乱。
5．钟控RS 触发器具有“空翻”现象，且属于 电平 触发方式的触发器；为抑制“空翻”，人们研制出了 边沿 触发方式的JK 触发器和D 触发器。
6．JK 触发器具有 保持 、 翻转 、 置0 和 置1 的功能。
7．D 触发器具有 置0 和 置1 的功能。
二、选择题：1．描述时序逻辑电路功能的两个重要方程式是（ B ）。
A 、 状态方程和输出方程B 、状态方程和驱动方程C 、 驱动方程和特性方程D 、驱动方程和输出方程2．由与非门组成的RS 触发器不允许输入的变量组合为（ D ）。
A 、00B 、 01C 、 10D 、 113. 双稳态触发器的类型有（ D ） n n Q Q=+1R S ⋅A、基本RS触发器；B、同步RS触发器；C、主从式触发器；D、前三种都有。
4. 存在空翻问题的触发器是（B）A、D触发器；B、同步RS触发器；C、主从JK触发器。
三、简述题1、时序逻辑电路和组合逻辑电路的区别有哪些？答：主要区别有两点：时序逻辑电路的基本单元是触发器，组合逻辑电路的基本单元是门电路；时序逻辑电路的输出只与现时输入有关，不具有记忆性，组合逻辑电路的输出不仅和现时输入有关，还和现时状态有关，即具有记忆性。
2、何谓“空翻”现象？抑制“空翻”可采取什么措施？答：在一个时钟脉冲为“1”期间，触发器的输出随输入发生多次变化的现象称为“空翻”。
空翻造成触发器工作的不可靠，为抑制空翻，人们研制出了边沿触发方式的主从型JK触发器和维持阻塞型的D触发器等等。
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→ KMR1 断电→ M1停转 压 STd — → STd 常开触点闭合，为下次循环作准备
二、 C620-1 型普通车床控制线路
FU4
S1 FU1
KM KM
TT
FU3
S
FR1
SB2
FR2
KM
S3
SB1
FU2 FR1 M1 3~ S2 M2 3~
FR2
控制原理和动作 顺序请自行分析。
第十一章
结 束
3、零压（或失压）保护
M 3~
当电源暂时断电（停电）或电压严重下降时，控制电路使电动 机自动断电。当电源恢复正常时，如不重新按下启动按钮SB2，电动机 不会自行起动，因为自锁触点已断开。 如果不采用继电接触控制，而直接用开关手动操作，停电后未 及时断开开关，再来电时电动机将自行起动，容易发生事故。
笼型电动机点动控制线路
在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下的 位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。 在起始情况下，如果触点是断开的，则称为常开触点； 如果触点是闭合的，则称为常闭触点。
笼型电动机直接起动的控制线路原理图
S
FR SB1 1
控制电路
KM
主 电 路
FU 2
SB2
KM
FR KM
M 3~
常用三种熔断器的结构图：教材的图11.1.7 选择熔丝的方法
(1) 电灯支线熔丝 熔丝额定电流≥支线上所有电灯的工作电流 (2) 一台电动机的熔丝 电动机的起动电流 熔丝额定电流≥ 2.5
如果电动机起动频繁，则为 熔丝额定电流≥ 电动机的起动电流 1.6 ~ 2
(3) 几台电动机合用的总熔丝 熔丝额定电流 = (1.5 ~ 2.5) 容量最大的电动机额定电流 +其余电动机额定电流之和 熔丝的额定电流有 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A；25 A； 35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A 等多种。
S FR
控制电路
KM
主 电 路
FU
2 1 KM FR
SB1
SB2
KM
动作次序 M 3~ 闭合开关 S 接通电源
→ KM 主触点闭合 → M 启动 → KM 辅助常开触点闭合→松 SB2→ KM 线圈仍得电 → M 持续运转
按 SB2 → KM 线圈得电
建立自锁
S FR
控制电路
KM
主 电 路
FU
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
M 3~
KMR 常开触点闭合 → 电机正转并自锁 电机反转并自锁 → KM 通电 按SB SB R FR F通电 常闭触点打开 →实现互锁功能 实现互锁功能 按SB1 → KMF断电→ 电机停转
S
FU
采用复合按钮笼型电动机正反转的控制线路
FR KMR
KMF
SB1
KMF
FR V U
M 3~
W
让 KMR 线圈通电 其主触点闭合
三相电源 ABC 通入电机三相绕组变 为 A — U 未变，但 B — W ，C — V。 电动机将反转
S FU
笼型电动机正反转的控制线路
FR
控制电路
KMR KMF
主 电 路
KMF
SB1
SBF
缺点：要 想改变电机转 向，必须先按 停止按钮。 动作次序 合上 S 接通电源
SB2
炉门开
STb KMR2 KMF2
KMF1
STa
KMF2 STb
推料机进
STc KMF2 KMR2
推料机退
KMF1 KMR1
炉门闭
加热炉自动上料控制线路动作次序
按 SB2→ KMF1 通电 → M1 正转→ 炉门开 → KMF1 断电→ M1停转 压 STa — → KMF2 通电→ M2正转→推料机进，送料入炉，到料位 → KMF2 断电 压 STb — → KMR2 通电→ M2 反转→推料机退，到原位 → KMR1 断电→ M1 停转 压 STc — → KMR1 通电→ M1 反转→炉门闭
静触片
动触片 转轴
M 3~
用组合开关起停电动机的接线图
转动手柄，转轴就可将 手柄 三个触点(彼此相差一个角度) 静触片 同时接通或断开，从而控制 动触片 电动机起动或停止。 转轴
组合开关有单极、双极、 三极和四极几种，额定持续 电流有 10 A、25 A、60 A 和 100 A等多种。 M 3~
二、 按钮 按钮SB
常闭按钮 常开按钮
三、 交流接触器 交流接触器KM
交流接触器的图形和文字符号 主 常开触点 常闭触点 辅助触点
触
KM 线圈 点
四、 中间继电器
中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路，
也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。
中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系
SBF
KMF
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
KMR
M 3~
此电路要想改变电机转向，可不必先按 停止按钮。请自已分析线路的动作次序。
§11.4 行程控制
行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用 行程开关来进行控制。 行程的种类很多，它有常开触点和常闭触点，由装在 运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定行程位置 时，其上的挡块撞动行程开关，使常开触点闭合，常闭触 点断开。 行程开关符号ST 常闭触点
§11.1
常用控制电器
一、 组合开关
组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常用 作电源的引入开关，也可以用来直接起动和停止小容量笼 型电动机和对电动机进行正、反转控制。 组合开关 文字符号
S
组合开关 图形符号
用组合开关起停电动机的接线图
手柄 转动手柄，转轴就可以 带动三个动触片将三对静 触 片(彼此相差一定角度)同时 接通或断开。
七、 自动空气断路器
自动空气断路器
§11.2 笼型电动机直接起动的控制线路
为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原 理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制线路 原理图。
在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号来代 表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它们用 统一的符号表示。
2 1 KM FR
SB1
SB2
KM
M 3~
→ KM 主触点复位断开 → M 停转 按 SB1 → KM 线圈失电
→ KM 辅助常开触点断开 →解除自锁
若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。
保护作用
S FU 2 SB1 1 KM
FR KM
SB2
1、短路保护 2、过载保护
FU FR
FR
KM
按 SB2 → KM 线圈得电 → KM 主触头闭合 → M 运转 松 SB2 → KM 线圈失电 → KM 主触头恢复 → M 停转
返回
§11.3 笼型电动机正反转的控制线路
ABC S FU
要使电动机给够实现反转，只要把接 到电源的任意两根联线对调一头即可。为 此用两个接触器来实现这一要求。 设 KMF 为实现电机正转的接触器， KMR 为实现电机反转的接触器。 合上 S 接通电源 让 KMF 线圈通电 其主触点闭合 KMR 三相电源 ABC 分别通入电机三相绕 组 UVW ，电动机正转。 KMF 线圈断电，主触点打开，电机停。
电机继电接触控制
第十一章 继电接触器控制系统
第十一章
电接触器控制系统
§11.1 常用控制电器 §11.2 笼型电动机直接起动的控制线路 §11.3 笼型电动机正反转的控制线路 §11.4 行程控制 §11.5 时间控制 §11.6 应用举例
第十一章 继电接触器控制系统
采用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现电动机 的起动、停止、正反转、调速及制动的控制系统称为继电 接触控制系统。
§11.6
应用举例
一、 加热炉自动上料控制线路
主 电 路
KMF1
KMR1 KMF2
KMR2
M1 3~ 炉门开闭电动机
M2 3~ 推料机进退电动机
加热炉自动上料控制线路
SB1 STa 推料机进 STb STc 炉 推料机退 门 炉 开 门 闭 STd SB2 KMR2 STc KMR1 STd STd STa KMR1 KMF1
图形符号
断电延时时间继电器
文字符号 KT 图形符号
笼型电动机 Y — 起动控制线路
S FU2 SB1 FR SB2 KT KM3 KT
V1
FU1
KM1
KM1
KT
KM3
FR
W1
KM1 KM2
W2
KM2
U1 U2
3~
V2
M
KM1
线路动 作次序
KM3
按SB2
KM2 → KM1通电 → KM2通电 延时 2 KM1断电 → KT 通电 → KM3断电→ KM1通电 → KM2 断电 ( 运行) → KM3 通电 (Y 起动) KM
常开触点
FR
SB1
SBF
STb
KMR
KMF
KMF SBR
STa
KMF
KMR
KMR STb
§11.5
时间控制
时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y — 起动。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结构 及原理见动画。
时间继电器的图形和文字符号 通电延时时间继电器
文字符号 KT
统小些，触点多些。
选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。
五、 热继电器 热继电器FR