电工学 (少学时)第三版 唐介 课后答案 第3章习题
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电工学(少学时)课后答案全
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*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 = 0 V 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。
电工学(少学时)(第三)学习辅导与习题全解(唐介)剖析
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
电路中电能消耗的元件 R 是参数元件
线性元件
图 1.5.1 电阻
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
i ＋
R = u/i
u
R 在直流电路中，R = U/I
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第1章 直流电路
1.2 电路的状态
（一）通路
电路的状态——通路 电源的状态——有载 电源产生的电功率为 EI
SI
+
+
E
U_ S
U_L
电源输出的电功率为 US I 负载取用的电功率为 UL I
图 1.2.1 通路
电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限 额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能 力，称为电气设备的额定值。
返回理想无源元件
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
3．理想电感元件
返回理想无源元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
理想电压源
本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
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（三）短路
Байду номын сангаас电源短路
电工学第三版第3章答案
R 25, X 0, 0
u 与 i 同相，电阻性。
100 30 25 70 （3）Z R j X 4 40 I (8.55 j 23.49) U
R 8.55 , X C 23.49 , 70
1 1 Hz 100Hz 3 T 10 10
I 7.07 180 A 7.07 180 A 7.07 A
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B 3.2.3 已知 A = 8 + j6 ， 8 45。求（1）A＋B ;（2） B A A－B；（3） A B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A 。 j B 【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。 ∵ A 8 j 6 1036.87
1053.1 2.3718.4 V
23.771.5 V
U 2 Z 2 I ( j10) 2.3718.4 V
10 90 2.3718.4 V
23.7 71.6 V
（2）由于 Z Z1 Z 2 6 j 8 Z 2，所以 Z 2 j 8 时，Z最 小，I 最大。这时 US 150 150 I A A Z1 Z 2 6 j 8 j 8 60
0.00119H 1.19 mH
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3.4.5
电流如图3.9（教材图3.03）
所示， 1 (6 j8) , Z 2 j10 , U S 15 0 V Z 求：（1）I 和 U 1 、U 2 ；（2）改变 Z 2 为何 值时，电路中的电流最大，这时的电流 是多少？ 【解】 （1）Z Z1 Z 2
电工学(少学时)唐介 第3章习题解答第1部分(PPT格式 )
A B 8 j 6 5 . 66 j 5 . 66
13 . 66 j 0 . 34
13 . 66 1 . 43
A B 8 j 6 ( 5 . 66 j 5 . 66 )
2 . 34 j 11 . 66
11 . 89 78 . 65
200 A
Q C 100 200 var 20 000 var , P 0
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第 3 章
交 流 电 路
3.4.1 在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同， R X C X L ,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电 源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？ 【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、 L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是 熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不 同。 照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的 大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯 相同，即它们的电阻 R' 相同，功率 P R'I 2 ， 因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们 的亮度。
3
6 000 6 k
由阻抗三角形求得
R | Z | cos 30 6 0 . 866 k 5 . 2 k
X C | Z | sin 30 6 0 . 5 k 3 k
C 1 2 fX
C
0 . 053 μ F
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上一题
L
8
53 . 1
arctan
8 6
u 超前于 i ，电感性
电工学 少学时 第3章改附习题解
交流：f
XL
电感L具有通直阻交的作用
第3章 交流电路
XL ω L2 π f L
感抗XL是频率的函数
根据： i 2I sinωt
I , XL
I U
2fL X L
O
f
u 2I ωLsin (ωt 90 )
可得相量式：
I U
I U
0 90 Iω L
90
则：
U I
U I
90 jL
U jI ω L I (jXL )
(2) 有功（平均）功率
1T
P
T
o
p dt
1T
T
o
UI si n (2ωt )dt 0
L是非耗
能元件
第3章 交流电路
分析：瞬时功率 ：p i u UI si n2 ω t
u i
结论：
o
ωt 纯电感不消 耗能量，只和
i
+
u
i u
i u
i u+
- ++-
p
可逆的能量 转换过程
+ p <0 + p <0
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第3章 交流电路
▲复数的表示方法和计算方法：
+j
b
A
1. 复数的表示方法 模
A= a +j b
辐角
ψ
代数式 O
a +1
= c (cosψ +j sinψ ) 三角式
= c e jψ
指数式
图 3.2.1 复数
= c∠ψ
极坐标式
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电工学唐介课后答案习题课件
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。
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• 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
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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
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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B_唐介主编3版少学时_作业习题答案环工101-3
1.2.1 求图1.01所示电路中开关S 闭合和断开两种情况下a 、b 、c 三点的电位。
解：S 闭合时 a b ac 6 V 3 V 0 V V V V ==−=S 断开时 a b ac 6 V 6 V 9 V V V V ===1.5.1 试分析图1.03所示两电路中电阻的电压和电流，以及图（a ）中电流源的电压和图（b ）中电压源的电流。
解：图(a)： S 1 V1A 2 A 0.5R R R U U U I R =====电流源的电压： S 1 V U U == 图(b)： S 1 A0.5 1 V 0.5 VR R R I I U RI ====×=电压源的电流： S 1 A I I ==1.6.1 在图1.05所示电路中，已知U S = 6 V ，I S = 2 A ，R 1 = 2 Ω，R 2 = 1 Ω。
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 （不必用支路电流法）。
解：把与电压源并联的电阻R 1断开，不影响对电路的计算。
设通过R 2的电流为I 2。
S 断开时： ()2S S 222 A612 V 4 VI I U U R I ===−=−×=S 闭合时，R 2两端电压等于U S ，故：()S222S 6 A 62 A 4 AU I R I I I ===−=−=1.7.1 用支路电流法求图1.09中各支路电流，并说明U S1和U S2是起电源作用还是起负载作用。
图中U S1 = 12 V ，U S2 = 15 V ，R 1 = 3 Ω，R 2 = 1.5 Ω，R 3 = 9 Ω。
解：1232233S21133S1000I I I R I R I U R I R I U +−=+−=+−=联立方程，解得：1230.2 A 1.6 A 1.4 A I I I =−==。
1.7.2 用支路电流法求图1.10中各支路电流。
解：列方程： 1122S S 12R I R I U I I I +=+=解方程： 121223105I I I I +=+=解得： 1 1 A I =− ，2 4 A I =1.8.1 用叠加原理求图1.10所示电路中的电流I 1和I 2。
电工学(少学时)唐介习题答案
R1
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 。
上一题 下一题
R1
R3
1 2 R4 1
返回练习题集 上一题 下一题
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？ + _
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？ + _
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3.7.2 电路如图 3.22（教材图3.1 ,U＝220 V, R 和 XL串联支路 ）所示, 2）所示 的 P1 = 726 W, λ 1 = 0 . 6 。当开关S 闭合后，电路的总有功功率增加了 74 W， 无功功率减少了 168 var，试求总电流 I 及 Z2 的大小和性质。
ww
.k hd aw .c om
案 网
图3.21
课
后
图3.22
返 回
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3.7.3 两台单相交流电动机并联在 220 V交流电源上工作， 取用的有功功率和功率因数分别为 P1 = 1 kW, λ 1 = 0 .8; P2 = ＝0.5 kW，λ2＝0.707求总电流、总有功功率、无功功率、视 在功率和总功率因数。 3.7.4 图3.23（教材图3.13） 所示日光灯电路，接于 220 V、50 Hz交流电源上工作，测得灯管电 压为100 V、电流为0.4 A，镇流器 1）灯管的 的功率为7 W。求：（ 求：（1 电阻 RL 及镇流器的电阻和电感； （2）灯管消耗的有功功率、电路 图3.23 消耗的总有功功率以及电路的功 3）欲使电路的功率因数提高到 0.9，需并联多大的 率因数；（ 率因数；（3 4）画出完整的相量图。 电容？（ 电容？（4
3.9.2 在图3.28（教材3.17）所
交流理想电压源的电压 ,交流理想电压源的电压 IS = 2 A ,
此频率时的 ,此频率时的 uS = 12 2 sin 314t V,
XC＝ 3 Ω, XL = 6 Ω, R = 4 Ω，求通 R中消耗的有功功率。
课
后
示电路中，直流理想电流源的电流
过电阻R的电流瞬时值、有效值和
3.2.1 已知某正弦电流当其相位角为 则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为 10 ms，且在 t＝0 时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时 • 值表达式 I 和相量 I 。
ww
B = 8∠ − 45 �。求（ 1）A＋B ;（2） 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， 求（1 B A A－B；（3） A ⋅ B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A + 。 j B
1）f＝ 50Hz时的 I 和 求：（ 求：（1
I、I C
•
•
（2）f 为何值时，I 最小，这时的 和 I L 是多少？
•
ww
3.8.2 在图3.26（教材图3.15）所示电路中 u = u1 + u3 = 。欲使 C2 = 0.125 μ F (U 1m sin 1 000 t + U 3 m sin 3 000 t ) V， uL = u1，试问 L1 和 C1 应为何值？
课
后
•
答
案 网
3.6 （教材图 3.01 ）所示 在图3.6 3.6（教材图 （教材图3.01 3.01）所示 3.3.1 在图 电路中，已知 R = 100 Ω , L = 31.8 mH,C = 318 µ F, 求电源的频率和电压分别为 50 Hz、100 V 和1 000 Hz，100 V两种情况下，开关 S 合向 a、b、c 位置时电流表的读数，并 计算各元件中的有功功率和无功功率。
= 2.34 + j11.66
ww
A ⋅ B = 10 ∠ 36 .87 � × 8∠ − 45 �
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答
B = 8∠ − 45 � = 5.66 − j 5.66
= 11.89∠78.65�
案 网
1）A＋B ;（2） B = 8∠ − 45�。求（ 求（1 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， B A A－B；（3） A ⋅ B ；（4） ；（5）j A＋B ；（6） A + 。 j B 【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。 ∵ A = 8 + j 6 = 10 ∠ 36 . 87 � ∵
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练习题
案 网 课
π 6 时，其值为5 A，
3.4.1 在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同， R = XC = X L , 试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 ,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电 源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？ 3.4.2 求串联交流电路中下列三种情况下电路中的 R 和 X 各为多少？指出电路的性质和电压对电流的相位差
.k hd aw .c om
= − 0 .34 + j 2 .34
B 8 ∠ − 45 � A + = 8 + j6 + j 1∠ 90 � = 8 + j 6 + 8∠ − 135�
•
•
答
案 网
•
3.6.1 图3.20（教材图3.10）所示交流电路， U＝220 V,S
U R = 80 V, P = 320 W ;S 断开时，P＝405 W，电路为 闭合时，
电感性，求 R、XL 和 XC
ww
.k hd aw .c om
•
课
后
图3.18
。
返 回
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答
3.7.1 在图 3.21（教材图3.11） 所示电路中，为保持负载的 UL = 欲将 ,欲将 110 V , PL = 264 W, λL = 0.6 , 负载接在 220 V，50 Hz 的交流电源上， 求开关 S 分别合到 a、b、c 位置时， 应分别串联多大的 R，L 和 C。
.k hd aw .c om
π 时，其值为 6 π 6
A = 0.5 Im A
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下一题
若 T = 10 ms, 则 f =
故
•
ww
课
后
答
I = 7.07∠ − 180� A = 7.07∠180� A = −7.07 A
案 网
i = 10 sin(628t − 180� ) A = 10 sin(628t + 180� ) A = −10 sin 628t A
• •
后
I 2 和理想电流源的端 求各支路电流 I 1 、 电压。
3.5.2 电路如图3.13（教材图3.06） R = 40 Ω、U = 100 V 保持不变。 所示， （1）当f ＝50 Hz时，I L = 4 A, I C = 2 A， （2）当 f ＝100 Hz时，求 求 UR 和 ULC ; ;（ UR 和 ULC 。
ww
•
(1) Z = (6 + j8) ; (2) U = 50 ∠30 V, I = 2 ∠30� A; (3) U = 100 ∠ − 30 V, I = 4∠ 40� A
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3.4.3 将一个电感线圈接到 20 V直流电源时，通过的电 Hz、20 V的电源时，电流为 流为1A，将此线圈该接于 2 000 000Hz 0.8 A。求该线圈的电阻 R 和电感 L 。 1 000 Hz、12V 3.4.4 一个 R 、C 串联电路，当输入电压为 • • 时，电路中的电流为 2 mA，电容电压 U C 滞后于电源电压 U 60 ，求 R 和 C。 3.9 （教材图 3.03 ） 电流如图3.9 3.9（教材图 （教材图3.03 3.03） 3.4.5 电流如图 • � Z = ( 6 + j 8 ) Ω , Z = − j 10 Ω , U = 15 ∠ 0 V 2 S 所示， 1 • • • 1） I 和 U1 、U2 ；（ 2）改变 Z 2 为何 求：（ 求：（1 ；（2 值时，电路中的电流最大，这时的电流 是多少？
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图3.28
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（1）i = 2 2 sin( 314 t − 30 � ) A
u = 36 2 sin( 314 t + 45 � ) V
（2）波形图如图 3.5 所示。
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后
【解】 本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。
答
3.1.1 已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别 � 写出它们的 45�, 频率均为 50 Hz。(1) 是2A 、- 30 ; 36V、 (1)写出它们的 (2) 画出它们的波形图； (3) 指出它们的幅 瞬时值表达式； 瞬时值表达式；(2) (2)画出它们的波形图； 画出它们的波形图；(3) 值、角频率以及二者之间的相位差。
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•
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图3.12
图3.13
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3.5.3 电路如图3.15（教材图
3.07）所示，已知 U＝220V，f＝
定读数不变。试求电流表的读数
3.5.4 在图3.17（教材图3.08） 所示电路中，已知 R = 2 Ω , Z 1 =
•
= − j 10 Ω , Z 2 = ( 40 + j 30 ) Ω , I =
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图3.5
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（3） 电流
电压
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幅值 角频率 相位差
2 2A
/s 314 rad rad/s
ϕ = ψu －ψi = 75
�
36 2 V 314 rad /s （u 超前于i） rad/s
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【解】 本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。