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《电工学与工业电子学》习题解答机工版

《电工学与工业电子学》习题解答第一篇电路基础第一章直流电路一、填空题1-1 正电荷1-2 空载有载短路 1-3 电流通电时间 1-4 增大减小 1-5 60 11.25 1-6 小1-7 满载轻载过载 1-8 10二、简答题1-9 电源、负载、连接导线和开关电源：产生电能，负载：消耗电能，导线：构成通路，开关：控制1-10 实际方向是客观存在的，参考方向是人为假设的。

当参考方向和实际方向一致时，计算结果为正，反之为负。

1=11 将一段电路或一个元件两端的电压与电流参考方向选定一致，称之为关联参考方向。

1-12 其伏安关系为正比关系，即欧姆定律：RUI1-13 电源电压时电场力做功的结果，即电场力将单位正电荷从电源正极移到负极所做的功。

而电源电动势是非电场力（即电源力）做功的结果，即电源力将单位正电荷从电源负极移到正极极所做的功。

1-14 支路：由一个或几个元件首位相接而组成的无分支电路。

节点：电路中由三条或三条以上支路的汇交点。

回路：电路中任一个闭合路径。

网孔是指只有一个孔的回路，也即最简单的回路。

三、分析计算题1-15. 12324R R R == 232R R =总电阻： 1233333427R R R R R R R R =++=++= 电路电流：23105I R R == 电源电压：335735U IR R V R ==⨯= 1-16(a)(b)1-17 位置1： 1010.19,9I A ==+ 9.9U V =位置2： 0I A = 10U V = 位置3： 101000.1I A == 0U V = 1-18 开关接1： 0U V =开关接2： 1123102005//200200S U U R V R R R =⨯=⨯=++开关打开：11210200 2.5200600S U U R V R R =⨯=⨯=++1-19 30103AB R ==Ω1-20 ()()()123412341234//////200//ABR R R R R R R R R R R R R ⨯+=+==Ω++1-21 Ω===19362522022N N P U RW R U P 25.6193611022===1-22 （1）2211110121100U R P ===Ω，2222110302.540U R P ===Ω 后者大（2）302.5121423.5R =+=Ω2200.519423.5I A ==110.51912162.8U I R V=⨯=⨯=220.519302.5156.9U I R V =⨯=⨯=前者 21132.6P I R W ==22281.5P I R W ==后者（3）211100U P W R ==22239.9U P W R ==前者 1-23 2211220806.660U R P ===Ω 2222110302.540U R P ===Ω （1）前者亮（2）后者亮1-24 由图中电流参考方向，选绕行方向均为顺时针123I I I =+ 231I I I +=左网孔：131133S S U U I R I R -=+ 右网孔：323322S S U U I R I R -=-+1-25 21325169I I I mA =-=-= 614251213I I I mA =-=-=5269134I I I mA =-=-=-1-26标定电流参考方向和绕行方向如图中所示。

电工学

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绪论
• 课程学习要求
• 54学时考试课 • 平时成绩15% 期末成绩85% • 平时成绩：出勤、作业、课堂测验
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第1章电路的基本概念与基本定律
1.1 电路的作用与组成部分
1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 欧姆定律 1.5 电源有载工作、开路与短路 1.6 基尔霍夫定律
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向：若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致；若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反。
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已知Uab=-5V,问a、b两点哪点电位高？
a
。
解：Uab是用双下标法表示出了a、b两
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2. 电路的组成部分
电源: 提供电能的装置
升压变压器输电线
负载: 取用电能的装置
电灯电动机电炉 ...
发电机
降压变压器
中间环节：传递、分配和控制电能的作用
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2.电路的组成部分
信号源: 提供信息
信号处理：放大、调谐、检波等
话筒
放大器
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I1 E1
a I3 b R3
I2
R1
1
R2 3
2
E2
结点：a、b
支路：E1R1、R3、E2R2 回路：回路1、回路2、回路3
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例1：
a
I1

电工及工业电子学

半导体器件、分离件放大器、模拟电子线路：电子技术：集成运放、电源
数字电路：各种门电路、组合电路、时序电路及555的应用电路。
2
WXH
一、电工学课程的作用和任务
2013年8月21日星期三
WXH
电工学是研究电工技术和电子技术的理论和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应具有基础性、应用性和先进性。基础是指基本理论、基本知识和基本技能。应用是指课程内容要理论联系实际，建立系统概念，培养大家分析和解决问题的能力；重视实验技能的训练。先进性是指电工学课程内容和体系随着电工技术和电子技术的发展应不断更新。
R1
R3
I3
I5
29
2013年8月21日星期三
WXH
WXH
4．物理意义：KCL是电流的连续性的体现，也是能量守衡的体现。
5．KCL对各支路电流施加了约束，而与支路元件的性质无关。
q
q2
q1
30
1.6.3 KVL（电压定律）
WXH WXH
2013年8月21日星期三
1．定义：在任一时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压降的代数和恒为零。
PE = P +△P
式中：P为电源输出功率；
PE为电源产生功率；
△P为内阻损耗的功率。
a + E R0 b
I
+ U R
c
d
可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗的功率是平衡的。
功率的单位是瓦特（W）或千瓦（KW）。
18
3、电源与负载的判别方法
WXH WXH
2013年8月21日星期三
＜0电源
P=UI
6
第一部分电路理论

电工学

O
2
t
设正弦交流电流：
T
i Im sin t
初相角：决定正弦量起始位置
角频率：决定正弦量变化快慢
幅值：决定正弦量的大小
• 频率(或周期)、幅值（或有效值）、初相位通称为正弦量的三要素。
第4章
电工学第二章
4.1.1. 频率与周期周期 T：正弦量变化一周所需要的时间；
–
(1) 电压电流关系
a. 频率关系: u、i同频率 b. 大小关系： Um Im R 或
c. 相位关系： u、i 同相
Um U R Im I
相位差： u i 0
第4章
电阻元件的交流电路
电工学第二章
设 i Im sin t 则 u iR Im R sin t Um sin t
C
第4章
正弦量的相量表示法
电工学第二章
在分析线性电路时，电路中各部分电压和电流都是与电源同频率的正弦量，因此，频率是已知的，可不必考虑。故一个正弦量可用幅值和初相角两个特征量来确定。
比照复数和正弦量，正弦量可用复数来表示。复数的模即为正弦量的幅值或有效值，复数的幅角即为正弦量的初相角。
O
I•
L
相量图 +1
则：
U• I•

U I
e j90

j L
U• jI• ω L I• (jX L )
第4章
电工学第二章
电感元件的交流电路
(2) 功率
i
i Im sint
u Um sin( t 90O )
+ u
瞬时功率
–
p ui UI sin 2t

《电工学》全套课件 PPT

I=0 U=U0=E
图2.24 电路开路的示意图
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2.4.3 短路
电源短路时的特征可用下列各式表示：
U=0 I=IS=E/R0
图2.25 电路短路的示意图
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2.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL）
基尔霍夫电压定律是用来确定构成回路中的各段电压间关系的。对于图2.35所示的电路，如果从回路adbca 中任意一点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循行一周，则在这个方向上的电位升之和应该等于电位降之和，回到原来的出发点时，该点的电位是不会发生变化的。此即电路中任意一点的瞬时电位具有单值性的结果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
出的功率和电流都相应增加。就是说，电源输
出的功率和电流决定于负载的大小。
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2.3.2 电流的测量
测量直流电流通常都用磁电式安培计，测量交
流电流主要采用电磁式安培计
（a）安培计的接法
（b）分流器的接法
图2.20 安培计和分流器
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RA I0 I R0 RA
可以储存磁场能量。用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡，去耦电路分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、带磁芯及可变电感线圈。主要技术参数：电感量L和品质因数Q。电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的大小，其单位是H、mH和H。1H=103mH， 1mH=103H。
（2-14）
即
RA
R0 I 1 I0
（2-15）
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[例2-5] 有一磁电式安培计，当使用分流器时，表头的满
标值电流为5mA。表头电阻为20。今欲使其量程（满

电工学与工业电子7-1~7-3

电动机保护接地的电路：
上图说明，电动机采用保护接地后，如果某相绕组因绝缘损坏而碰壳，此时，当人体接触电气设备时，由于人体与
接点装置是并联，又因为人体的电阻远较接地装置的电阻为大，所以几乎没有电流通过人体，电流则流经接地装置
形成回路，而减轻了人体触电，从而保证了人身安全。反之，若外壳不接地，则电流就要通过人体，再经线路的对地电容或其他漏电途径形成回路，可能引起人身触电。在正常情况下，电机、变压器、以及移动式电器具等较大功率的电气设备的外壳（或底座）都应接地。包括家用电器如冰箱、洗衣机等。
3. 核能发电利用核反应堆中核裂变所释放出的热能来加热水，产生高
温高压的蒸汽推动汽轮机从而带动发电机进行发电。 4. 风力发电风力发电是利用自然界的风力的作用下，带动发电机旋转
发电。 5. 太阳能发电太阳能发电是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸
气，然后用来发电。潮汐发电潮汐发电是通过水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以
电工学与工业电子学教学课件
第七章工业企业供电与用电基本知识第一节发电、输电、配电概况一、发电
发电方式按能源的不同，主要分为以下几种方式： 1. 火力发电火力发电是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的
热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。 2. 水力发电水力发电是利用水位落差的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机进行发电。
2. 触电方式及危害（1）单相触电单相触电是指人体的一部分触及一根相线，或者接触到
漏电的电气设备的外壳，而另一部分触及到大地（或中线）时，电流从相线经人体流到大地（或中线）形成回路，此时人体承受的电压为相电压（220V）。对于中性点直接接地的电网及中性点不接地的低压电网都能发生单相触电。

电工学完整版全套PPT电子课件(2024)

3
电力系统的中性点接地方式
包括直接接地、不接地和经消弧线圈接地三种方式。
电磁现Байду номын сангаас与电磁场理论
电磁现象
电荷和电流周围存在电场和磁场，当电场和磁场发生变化时会产生电磁波。
电磁场理论
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06
电力电子技术及其应用
电力电子器件类型和特点
01
02
03
04
05
晶闸管（SCR）
可关断晶闸管（ GTO）
电力晶体管（ GTR）
电力场效应晶体绝缘栅双极型晶
管（MO…
体管（I…
具有可控的单向导电性，主要用于可控整流电路。
可通过门极信号关断，适用于高频率、大容量场合。
具有电流放大作用，驱动电路简单，开关速度快。
直流电路在生活中的应用
01
02
03
04
家庭照明电路的连接与故障排除
电池充电与放电过程中的电流与电压变化
温度传感器中的热敏电阻工作原理及应用
汽车电路中的直流电机工作原理及故障检测
03
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正弦交流电基本概念及表示方法
正弦交流电的定义
01
大小和方向随时间按正弦规律变化的电流或电压。
伺服电机
具有高精度、快速响应等特点，广泛应用于自动化设备中，
如机器人、数控机床等。
步进电机
能够将电脉冲信号转换为角位移或线位移，适用于需要精确定位和控制的场合。
永磁同步电机
具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于电动汽车、风力发电等领域。

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电磁场具有能量、动量、自旋等物理量，遵循麦克斯韦方程组。
电磁波产生与传播机制
电磁波产生
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，相互激发形成电磁波。
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电磁波与物质相互作用，产生反射、折射、吸收等现象。
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电磁波在空间中传播，遵循波动方程，具有波动性质如干涉、衍射等。
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3
PWM控制技术优势具有高分辨率、高效率、低噪声等优点，同时易于实现数字化控制。
06
供电系统与安全用电知识
供电系统组成及运行方式
供电系统的基本组成
01
包括电源、变压器、配电装置、电力线路和用电设备等部分。
供电系统的运行方式
02
分为单电源供电和多电源供电两种方式，其中多电源供电方式
具有更高的可靠性和灵活性。
个人防护措施在使用电器时，应穿戴好防护用品，如绝缘手套、绝缘鞋等；避免在潮湿环境下使用电器；不要随意拆卸或修理电器设备。
07
实验环节与课程设计指导
实验目的、要求和内容安排
实验目的
通过实验，使学生掌握电工学基本理论和基本技能，习实验内容，明确实验目的和要求；实验中要严格遵守操作规程，注意安全；实验后要认真总结，完成实验报告。
01
02
03
04
通信
利用电磁波进行无线通信，如手机、广播、电视等。
雷达
利用电磁波进行目标探测和定位，如军事雷达、气象雷达等。
微波炉
利用电磁波对食物进行加热，实现快速烹饪。
医疗
利用电磁波进行诊断和治疗，如X光、CT、MRI等医疗设备。
04
电机与变压器原理及应用
电机类型及工作原理概述