电工学唐介课后答案第5章习题
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101List of Figures1 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。
电工学 唐介 第5章 思考题及习题 解答 答案
第5章 变 压 器
5.2 (3) 两个匝数相同（N1= N2 ）的铁心线圈分别接 到电压相等（U1= U2）而频率不同（f1＞f2）的两个交流电 源上时，试分析两个线圈中的主磁通Φ1m 和Φ2m 的相对大 小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）。
5.4 (1) 在求变压器的电压比时，为什么一般都用空 载时一、二次绕组电压之比来计算？
空载时： U1≈E1，E2 = U20 = U2N ，而负载时： U1≈E1， E2≈U2 ，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电 压比精确度较高。
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第5章 变 压 器
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成 反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么 不成立？
5.4 (3) 满载时变压器的电流等于额定电流，这是的 二次侧电压是否也等于额定电压？
5.4 (4) 阻抗变换的公式即式（5.4.11）是在忽略什么 因素的条件下得到的？
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第5章 变 压 器
5.2 (1) 额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小 相同的直流电压？
【答】 如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小 相等的直流电压会把线圈烧毁。这是因为交流铁心线圈 上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡 （U≈E），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。 如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应 电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上， 该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电 流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护 装置将动作跳闸。
电工学唐介课后答案习题课件
contents
目录
• 电工学基础知识 • 直流电路分析 • 交流电路分析 • 电机与变压器 • 电工测量与安全用电
01
CATALOGUE
电工学基础知识
电荷与电场
电荷的性质
电荷是物质的一种基本属性，分 为正电荷和负电荷两种。电荷具 有守恒性，即在一个封闭系统中 ，正负电荷的代数和保持不变。
安全用电常识
总结词
了解触电的危害和原因，掌握触电的预防和急救方法。
详细描述
触电是电气工程中常见的危害之一，它会对人体造成严重的伤害甚至危及生命。为了减 少触电事故的发生，需要采取一系列的预防措施，如不接触带电体、使用绝缘材料等。 同时，还需要掌握触电的急救方法，如切断电源、进行人工呼吸等。在触电事故发生时
有功功率和无功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于做功；无功功率是指 电路中交换的功率，用于维持电路中的磁场和电场。
功率因数
功率因数是衡量交流电路效率的一个重要参数，表示有功功率与视 在功率的比值。
效率
效率是指电路中输出功率与输入功率的比值，用于衡量电路的性能 和能源利用效率。
04
CATALOGUE
变压器的原理与特性
变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。当变压器一次侧绕组通电后，产生磁场，该磁场在二次侧 绕组中产生感应电动势，从而实现电压的变换。
变压器的特性
变压器的特性主要包括电压变换特性、电流变换特性和阻抗变换特性。电压变换特性描述了变压器输出电压与输 入电压之间的关系；电流变换特性描述了变压器输出电流与输入电流之间的关系；阻抗变换特性则描述了变压器 输入阻抗和输出阻抗之间的关系。
电工学(少学时)唐介习题答案
R3
R2
_
UeS + +
R0 _ I
_
UOC +
US
将待求支路提出， 有源二端网络 的除源等效电 剩下一有源二端 阻 RO为 5 。 网络，其开路电 压 UOC 为 21 V。
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用等效电压源 代替有源二端 网络，电流 I 为 6.2 A 。
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R1
R3
1 2 R4 1
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1.6.6 图示电路已知 US＝4 V ， R1 IS1＝1 A ， R1＝2 ， R2＝5 , R3 ＝2 ， R4＝4 。试根据题 1.5.1 I S1 总结出的规律将电路简化后求出 I4； 根据题 1.6.5 总结出的规律，分析 IS2 输出和取用电功率的条件。
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1.6.2 图示电路中，已知 US＝6 V ，IS＝2 A， R1＝R2＝4 。求开关 S断开时开关两端的电压U和开关S闭 合时通过开关的电流 I（在图中注明 所选的参考方向）。
R2
R1 S I + U _ IS
+ US _
[解] 设所求电压和电流的参考方向如图。 S 断开时， U＝14 V
左恒流源的功率 P1＝40 W，起电源作用； 右恒流源的功率 P2＝3 W，起负载作用。
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1.6.5 试分析图示两电路中：(1) 图(a)中的理想电压源在 R 为何值时既不取用也不输出电功率？在 R 为何范围时输出 电功率？在 R 为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何 种状态？ (2) 图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不 输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在 R 为何范围时 取用电功率？而理想电压源处于何种状态？ + _
电工学(少学时)唐介习题答案
S 闭合时， I ＝3.5 A
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5
1.6.3 求图示电路中通过恒压 源的电流 I1、I2 及其功率，并说明 是起电源作用还是起负载作用。 [解]
I1 + I3 40 V 2 _
I2 + 10 V _
设 2 电阻上电流为 I3， 如图。
该电阻与 10 V恒压源并联，故其上电压为10 V，所以 I3 = (10／2) A = 5 A 。 右回路： 5I1＋2I3－40 = 0，则 I1= 6 A 或外回路：5I1＋10－40 = 0，有 I1= 6 A 再用 KCL 求得 I2= I1－I3= 1 A， 左恒压源的功率 P1＝240 W，由于其电压和电流的实际方 向符合电源关联参考方向，故起电源作用； 右恒压源的功率P2＝10 W，由于其电压和电流的实际方向 符合负载关联参考方向，故起负载作用。
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1.6.2 图示电路中，已知 US＝6 V ，IS＝2 A， R1＝R2＝4 。求开关 S断开时开关两端的电压U和开关S闭 合时通过开关的电流 I（在图中注明 所选的参考方向）。
R2
R1 S I + U _ IS
+ US _
[解] 设所求电压和电流的参考方向如图。 S 断开时， U＝14 V
1.9.2 用戴维宁定理求 图示电路中理想电流源两 端的电压。
2 6V
+ US1 R2 _
IS 3 A
[解]
R1 + US _ R3 + UOC _ R1 R3 + UeS _ R2 R4 R0 _ + IS
R2
R4
UI
将待求支路提 出，剩下一有 源二端网络， 其开路电压 UOC 为 1 V。
大二电工学课后习题第五章答案(1)
大二电工学课后习题第五章答案(1) 第一章电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 在图1-39所示的电路中，若I1=4A，I2=5A，请计算I3、U2的值；若I1=4A，I2=3A，请计算I3、U2、U1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。
解：对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A在右边的回路中，应用KVL得6?I2+20?I3= U2，所以U2=50V同理，若I1=4A，I2=3A，利用KCL和KVL得I3= -1A，U2= -2V在左边的回路中，应用KVL得20?I1+6?I2= U1，所以U1=98V。
U1，U2都是电源。
电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W负载吸收的功率：P吸=20I1+6I22+20I3=394W二者相等，整个电路功率平衡。
1-2 有一直流电压源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V，内阻Ro=0.5Ω，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。
试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。
解：⑴IN?PNUxx0??4A RL?N??12.5? UN50IN422⑵ UOC?US?UN?IN?R0?50+4?0.5 = 52V⑶ ISC?US52??104AR00.5图1-39 习题1-1图图1-40 习题1-2图1-3 一只110V、8W的指示灯，现在要接在220V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻的瓦数为多大？解：若串联一个电阻R后，指示灯仍工作在额定状态，电阻R应分去110V的电1102?1512.5? 压，所以阻值R?81102?8W 该电阻的瓦数PR?R1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP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315Ω，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，试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻器：⑴1000Ω 0.5A；⑵350Ω 0.5A；⑶200Ω 1A；⑷350Ω 1A；图1-41 习题1-4图解：要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，则应有0.35?220?0.7 315?RP则 313.6?RP??0.714?取 314?RP?0?同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A综上所以选择第四个变阻器。
大二电工学课后习题第五章答案(1)
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1 习题5.2.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 习题5.2.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 习题5.2.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 习题5.2.4图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 习题5.2.5图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 习题5.2.6图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 习题5.3.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 习题5.3.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 习题5.4.3图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 4 5 6 7 8 8 9
电工学少学时唐介主编-第5章变压器
变 1. 按相数分类
压
三相变压器、单相变压器。
器 2. 按每相绕组的个数分类
双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。
3. 按结构分类
心式变压器、壳式变压器。
3. 按冷却方式分类
干式变压器、油浸式变压器。
大连理工大学电气工程系
第 5
章 心式变压器
变
铁心
压
器
绕组
壳式变压器
铁心 绕组
31
2. 电磁吸力
衔铁吸合后→磁阻 I 不变 → f
12
N S
大连理工大学电气工程系
13
第 5
章 二、交流电磁铁
变 1. 交流铁心线圈电路
压 器
u → i →Ni → →e
=－N
d
dt
→e
=－N
d
dt
=－L
di dt
(1) 电压与电流关系
＋u－
设 = m sin t
励磁绕组
漏磁通
大连理工大学电气工程系
第 5
章 2. 磁饱和性
变B 压 器
O
H
初始磁化曲线
3. 磁滞性
6
矫顽 磁力
剩磁 B Br
－Hm －Hc
O
Hc
－Br
H Hm
磁滞回线
B
O
H
基本磁 化曲线
大连理工大学电气工程系
7
第 5
章 磁性物质的分类： 硬磁物质、软磁物质、矩磁物质。
变
压 铸铁和硅钢的磁化曲线
大连理工大学电气工程系
32
第 5
章 S9 型 10 kV 三相油浸配电变压器
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5.6.1 某三相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N = 10 000/440 V，Y,yn 接法。求高、低压绕组的额定电流。
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第5章 变 压 器
5.6.2 某三相变压器的容量为 800 kV·A，Y,d 接法，额 定电压为 35/10.5 kV。求高压绕组和低压绕组的额定相电压、 相电流和线电流。
第5章 变 压 器
练习题
5.4.1 收音机中的变压器，一次绕组为 1 200 匝，接在
220 V 交流电源上后，得到 5 V、6.3 V 和 350 V三种输出
电压。求三个二次绕组的匝数。
……
5.4.2 已知变压器的二次绕组有 400 匝，一次绕组和二次 绕组的额定电压为 220/55 V。求一次绕组的匝数。
5.5.1 一自耦变压器，一次绕组的匝数 N1=1 000，接到 220 V 交流电源上，二次绕组的匝数 N2= 500，接到 R = 4 Ω、 XL = 3 Ω 的感性负载上。忽略漏阻抗压降。求：(1) 二次侧电 压U2 ； (2) 输出电流 I2 ；(2) 输出的有功功率 P2 。
5.5.2 某三绕组变压器，三个绕组的额定电压和容量分 别为：220 V 和 150 V·A， 127 V 和 100 V·A，36 V 和 50 V·A。求这三个绕组的额定电流。
【解】
N21
=
U21 U1
N1
=
5 220
×1200 ≈ 27
N22
=
U22 U1
N1
=
6.3 220
×1200 ≈ 34
N23
=
U23 U1
N1
=
350 220
×1200 ≈ 1 909
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Hale Waihona Puke 5 下一题第5章 变 压 器
5.4.2 已知变压器的二次绕组有 400 匝，一次绕组和二 次绕组的额定电压为 220/ 55 V。求一次绕组的匝数。
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第5章 变 压 器
5.4.4 某单相变压器容量为 10 kV·A，额定电压为 3 300/220 V。如果向 220 V、60 W的白炽灯供电，白炽灯能 装多少盏？如果向 220 V、40 W、功率因数为 0.5 的日光灯 供电，日光灯能装多少盏？
5.4.5 某50 kV·A、 6 600/220 V 单相变压器，若忽略电 压变化率和空载电流。求：(1) 负载是 220 V、40 W、功率 因数为 0.5 的 440 盏日光灯时，变压器一、二次绕组的电流 是多少？(2) 上述负载是否已使变压器满载？若未满载，还 能接入多少盏 220 V、40 W、功率因数为 1 的白炽灯？
5.4.3 已知某单相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N
= 6 600/230 V，空载电流为额定电流的3%，铁损耗为 500 W，
满载铜损耗 1 450 W。向功率因数为 0.85 的负载供电时，满 载时的二次侧电压为 220 V。求：(1) 一、二次绕组的额定 电流；(2)空载时的功率因数；(3)电压变化率； (4)满载时的效率。
为 4.5 %。求满载时的输出功率。 1
5
5.7.1 试判断图 5.01 中
2
6
各绕组的极性。
3
7
4
8
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图 5.01 练习题 5.7.1的电路
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第5章 变 压 器
练习题解答
5.4.1 收音机中的变压器，一次绕组为 1 200 匝，接 在220 V 交流电源上后，得到 5 V、6.3 V 和 350 V 三种输 出电压。求三个二次绕组的匝数。
只有满载时一次绕组铜损耗的 0.032 = 0.0009，故空载时的
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7
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第5章 变 压 器
铜损耗可以忽略不计。而铁损耗是不变损耗，空载与满载
时铁损耗相同。故可以认为空载损耗等于铁损耗，即
P0 = PFe，因此求得：
cos0
=
P0 U1N I0
=
500 6600×0.23
5.4.6 某收音机的输出变压器，一次绕组的匝数为 230， 二次绕组的匝数为 80，原配接 8 Ω 的扬声器，现改用 4 Ω 的扬声器，问二次绕组的匝数应改为多少？
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第5章 变 压 器
5.4.7 电阻值为 8 Ω 的扬声器，通过变压器接到 E = 10 V、R0= 250 Ω 的信号源上。设变压器一次绕组的匝 数为 500，二次绕组的匝数为 100。求：(1) 变压器一次侧 的等效阻抗模 | Z | ；(2) 扬声器消耗的功率。
【解】
N1
=
U1N U2N
N2
=
220 55
×400
= 1 600
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第5章 变 压 器
5.4.3 已知某单相变压器 SN = 50 kV·A，U1N /U2N = 6 600/230 V，空载电流为额定电流的 3%，铁损耗为 500 W，满载铜损耗 1 450 W。向功率因数为 0.85 的负载 供电时，满载时的二次侧电压为 220 V。求：(1) 一、二次 绕组的额定电流；(2)空载时的功率因数；(3)电压变化率； (4)满载时的效率。
= 0.33
(3)
△U%
=
U2N－U2
U2N
=
230－220
230
= 4.3
(4) P2N = U2 I2N cos2 = ( 220×217.4 ×0.85 ) W
= 40 653.8 W
ηN =
P2N P1
=
P2N P2N + PCu +PFe
【解】本题目是为了区别变压器空载和满载时的不同。
(1)
I1N
=
SN U1N
=
50×103 6600
A = 7.58 A
I2N
=
SN U2N
=
50×103 230
A = 217.4 A
(2) I0 = 3% I1N = 0.03×7.58 A = 0.23 A
空载时，二次绕组没有铜损耗，一次绕组的铜损耗
5.6.3 某三相变压器的容量为 75 kV·A，以 400 V 的线电 压供电给三相对称负载。设负载为星形联结，每相电阻为 2Ω ，感抗为 1.5 Ω 。问此变压器能否负担上述负载？
5.6.4 有一台三相变压器 SN = 150 kV·A，U1N = 6.3 kV， U2N = 0.4 kV ，负载的功率因数 为 0.8（电感性），电压变化率