电工技术第3章 习题解答
《电工技术基础与技能》第三章 直流电路习题
第三章直流电路3.1闭合电路欧姆定律填空题1、闭合电路由两部分组成，一部分是电路，另一部分是电路。
外电路上的电阻称为电阻，内电路上的电阻称为电阻。
2、负载上的电压等于电源的电压，也等于电源的电动势减去电源的内压降，即U=E-Ir。
选择题1、用万用表测得全电路中的端电压为0，这说明（）A外电路断路 B外电路短路 C外电路上电流比较小 D电源内阻为零2、用电压表测得电源端电压为电源的电动势E，这说明（）A 外电路断路B 外电路短路C 电源内阻为零D无法判断3、电源电动势为2V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时电路中的电流和端电压分别为（）A、0A，2VB、20A，2VC、20A ，0VD、0V ，0V4、在闭合电路中，负载电阻减少，则端电压将（）。
A、增大B、减小C、不变D、不能确定5、一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E和内阻r分别为（）。
A、6V，0.5ΩB、16V，0.2ΩC、6V，0.2Ω判断题1、全电路中，在开路状态下，开路电流为零，电源的端电压也为零。
（）2、短路电流很大，要禁止短路现象。
（）3、短路状态下，电源内阻的压降为零。
（）4、当外电路开路时，电源的端电压等于零（）计算题1、如图所示，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5Ω，外接负载R=4Ω，则电路中的电流I=? 电源的端电压U=?电路的内压降U=?2．如下图，已知电源电动势E=110V，r=1Ω，负载R=10Ω,求：（1）电路电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。
3．如下图所示，已知E=5V，r=1Ω，R1=14Ω，R2=20Ω，R3=5Ω。
求该电路电流大小应为多少？R2两端的电压是多少？4.如图所示电路中，已知E=12V，r=1Ω，负载R=99Ω。
求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数5、如图所示，E=220V，负载电阻R为219Ω，电源内阻r为1Ω，试求：负载电阻消耗的功率P负、电源内阻消耗功率P内及电源提供的功率P。
《电工技术(李中发版)》课后习题及详细解答(全面版)
图1.10 习题1.3解答用图
1.4 在图1.11中，已知
，
。试确定元件 N 中的电流 I3和它两端的电压 U3，
并说明它是电源还是负载。校验整个电路中的功率是否平衡。
分析 电路有2个节点、3条支路和3个回路，欲求元件 N 的电流和电压，必须应用基尔霍
夫定律。
解 设元件 N 上端节点为 a，左边回路的方向为顺时针方向，如图1.12所示。对节点 a 列
图1.26 习题1.14解答用图
1.15 在如图1.27所示电路中，已知流过电阻 R 的电流 ，求 US2。
分析 本题运用 KCL 和 KVL 求出左右两条支路的电流后，即可求出 US2。 解 设各电流的参考方向和所选回路的绕行方向如图1.28所示。根据 KCL 得：
由于 ，故得：
根据 KVL，得： 所以：
（2）将10只220V、40W 的灯泡并联作为该发电机的负载，这些灯泡是否能正常工作？为
什么？
分析 本题考查电气设备的额定值及其应用。电气设备的额定电流 IN、额定电压 UN 和额
定功率 PN 之间的关系为
。至于电气设备是否能正常工作，则取决于其实际的电
流、电压和功率等是否与额定值相等，若相等，则设备能正常工作，否则设备不能正常工
电烙铁的电阻为：
（Ω）
由于
（Ω） ，R0可忽略不计，因此流过电烙铁的电流为：
电烙铁实际消耗的功率为：
（A）
（W） 因为电烙铁实际消耗的功率与额定功率不相等，所以电烙铁不能正常工作。 1.8 求如图1.15所示电路 a、b 两点之间的电压 Uab。 分析 本题考查基尔霍夫定律的推广运用。在运用基尔霍夫定律列方程时，先要在电路 图中标出电流、电压的参考方向和所选回路的绕行方向。KCL 可推广到包围部分电路的任 一假设的闭合面，KVL 可推广到不闭合的电路上。 解 设电流的参考方向和所选回路的绕行方向如图1.16所示。根据 KCL，有：
电工技术第3章课后习题及详细解答
第3章单相正弦电路分析已知正弦电压（V）、（V），则u1与u2的相位差为，是否正确？为什么？分析讨论相位差问题时应当注意，只有同频率正弦量才能对相位进行比较。
这是因为只有同频率正弦量在任意时刻的相位差是恒定的，能够确定超前、滞后的关系，而不同频率正弦量的相位差是随时间变化的，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。
解不正确。
因为u1的角频率为ω，而u2的角频率为2ω，两者的频率不同，相位差随时间变化，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。
已知某正弦电流的有效值为10 A，频率为50 Hz，初相为45°。
（1）写出该电流的正弦函数表达式，并画出波形图；（2）求该正弦电流在s时的相位和瞬时值。
解（1）由题设已知正弦电流的有效值A，频率Hz，初相。
由频率f可得角频率ω为：（rad/s）所以，该电流的正弦函数表达式为：（A）波形图如图所示。
（2）s时的相位为：（rad）瞬时值为：（A）已知正弦电流（A）、（A），试求i1与i2的振幅、频率、初相、有效值和相位差，并画出其波形图。
解i1与i2的振幅分别为：（A）（A）频率分别为：（Hz）初相分别为：有效值分别为：（A）（A）i1与i2的相位差为：说明i1超前i2。
波形图如图所示。
图习题解答用图图习题解答用图设，，试计算、、AB、。
分析复数可用复平面上的有向线段、代数型、三角函数型和指数型（极坐标型）等形式表示。
复数的加减运算就是将实部和虚部分别进行加减，因而采用代数型比较方便。
复数的乘法运算就是将模相乘而辐角相加，复数的除法运算就是将模相除而辐角相减，因而采用指数型（极坐标型）比较方便。
解写出下列各正弦量所对应的相量，并画出其相量图。
（1）（mA）（2）（A）（3）（V）（4）（V）分析用相量来表示正弦量，就是用一个复数来反映正弦量的振幅（或有效值）和初相，即用相量的模来代表正弦量的振幅（或有效值），用相量的辐角来代表正弦量的初相。
电工技术第3章答案
UL =
4 × XL = R + jX L
4 2X L
× X L = 2 2V ，电压表读数 V = 2U L = 4V 。
答案： （d）
10．如图 3-63 所示正弦交流电路中，已知 Z = (40 + j40 )Ω ， X C = 40Ω ，U = 400 V， )。 (c) 400 V Z (d) 600V
U 2
=
400 2
V = 283V
答案： （a） 11．如图 3-64 所示正弦交流电路中，已知 R = 4Ω ， L = 2mH ， ω = 2000rad/s V， 则 )。 电流 i1 与 i 2 的角度关系为 ( (a) i1 与 i2 同相 (b) i1 超前 i 2 135° (c) i1 超前 i 2 90° (d) i1 超前 i 2 45°
答案： （d） 18．在 RL 并联的正弦交流电路中， R = 4Ω ， X L = 3Ω ，电路的无功功率 Q = 30 var， 则有功功率 P 为 ( )。 (a) 22.5W (b) 40W (c) 60W (d) 80W
S = P + (QL − QC ) (c) S = P + Q L − QC
） 。
1 ⎤ ⎦ 1 ⎤ ⎡ (c) U = ⎢ R + j(ωL + ) I ωC ⎥ ⎣ ⎦ ) I (a) U = ⎢ R + j(ωL − ωC ⎥
& U R
R
⎡ ⎣
& = R + j(ωL − & ) I (b) U ⎢ ωC ⎥
1 ⎤ ⎦ & = ⎡ R + j(ωL + 1 )⎤ I & (d) U ⎢ ⎥ C ω ⎣ ⎦
电工与电子技术之电工技术第三章课后题解
第3章 正弦交流电路的稳态分析本章的主要任务是学习正弦量、正弦交流电路和相量法的基本概念、正弦交流电路的稳态分析与计算、正弦交流电路功率的概念和计算。
在此基础上理解和掌握功率因数提高的意义，和谐振的概念。
本章基本要求(1) 正确理解正弦量和正弦交流电路概念； (2) 正确理解相量法引入的意义；(3) 正确理解有功功率和功率因数的概念； (4) 掌握相量法；(5) 掌握电路定律的相量形式和元件约束方程的相量形式； (6) 分析计算正弦稳态电路； (7) 了解功率因数提高的意义； (8) 了解谐振的概念。
本章习题解析3-1 已知正弦电压和电流的三角函数式，试用有效值相量表示它们，并画出它们的相量图。
（1）)20sin(210 +=t i ωA ，)60sin(2150 +=t u ωV （2）)20sin(28 -=t i ωA ，)45sin(2120 -=t u ωV （3）)30sin(25 +=t i ωA ，)90sin(2100 +=t u ωV解 (1)︒∠=2010IA ，︒∠=60150U V ，相量图如图3-1（a ）所示。
(2))20(10︒-∠=IA ，)45(120︒-∠=U V ，相量图如图3-1（b ）所示 (3)︒∠=305IA ，︒∠=90100U V ，相量图如图3-1（c ）所示3-2 已知电压、电流的相量表示式，试分别用三角函数式、波形图及相量1+j （a ）1+（b ）1+j（c ）图3-1图表示它们。
（1）4030j U+= V ，43j I += A （2）100=UV ，43j I -= A （3）V 10045 j e U=，A 44j I +=解 (1))13.53(504030︒∠=+=j U=︒+︒13.53sin 5013.53cos 50j ，V )13.53(543︒∠=+=j I=︒+︒13.53sin 513.53cos 5j ，A 波形图相量图如图3-2（a ）所示。
电工与电子技术基础第2版习题参考答案第3章
习题3.1 某三相同步发电机，三相绕组连接成星形时的线电压为10.5kV ，若将它连接成三角形，则线电压是多少？若连接成星形时，B 相绕组的首末端接反了，则3 个线电压的有效值 U AB 、U BC 、U CA 各是多少？解：三相绕组连接成星形时U L =3U P ，线电压为10.5kV ，则每相绕组的电压为6.06kV ，若连接成三角形U L =U P ，则线电压为6.06kV 。
若连接成星形时，B 相绕组的首末端接反了，则B 相相电压的相位与原来的相差1800， 根据相量计算可得U AB =6.06 kV 、U BC =6.06 kV 、U CA =10.5 kV 。
3.2 题3.2 图所示的三相对称电路，线电压U L =380V ，每相负载Z = 6+j8Ω，试求相电压、相电流和线电流，并画出电压和电流的相量图。
题3.2 图解：由题意：负载作星接U l =3U p 因U l =380V ，则U a =U b =U c = = 220 （V ）设U a = 220/0°（V ）因相电流即线电流，其大小为：.220/0°I A == 22/−53°(A) 6 + j 8.I B = 22/−173ο(A).I C = 22/67°(A) 此时的相量图略。
3.3 有一电源和负载都是星形连接的对称三相电路，已知电源相电压为220V ，负载每相阻抗Z = Ω10 ，试求负载的相电流和线电流。
3 380第3 章三相交流电路习题解答77解：负载的相电压等于电源的相电压：U p = 220（V）U P 220(A)I l = I p = = = 22Z 103.4 已知星形联接的对称三相负载，每相阻抗为40∠25°（Ω）；对称三相电源的线电压为380Ｖ。
求: 负载相电流，并绘出电压、电流的相量图。
解：ＵAB ＝380ＶＺ＝40∠25°Ω（１）三相对称电源接入三相对称负载令U A ＝２２０∠０°Ｖ则相线电流I A =U A ／Z＝５.５∠-２５°ＶI B ＝５.５∠－１４５°ＶI c ＝５.５∠９５°Ｖ(2) 矢量图如图所示。
《电工技术基础与技能》第三章 直流电路习题答案
第三章直流电路3.1闭合电路欧姆定律填空题1、闭合电路由两部分组成，一部分是电路，另一部分是电路。
外电路上的电阻称为电阻，内电路上的电阻称为电阻。
2、负载上的电压等于电源的电压，也等于电源的电动势减去电源的内压降，即U=E-Ir。
选择题1、用万用表测得全电路中的端电压为0，这说明（）A外电路断路 B外电路短路 C外电路上电流比较小 D电源内阻为零2、用电压表测得电源端电压为电源的电动势E，这说明（）A 外电路断路B 外电路短路C 电源内阻为零D无法判断3、电源电动势为2V，内电阻是0.1Ω，当外电路断路时电路中的电流和端电压分别为（）A、0A，2VB、20A，2VC、20A ，0VD、0V ，0V4、在闭合电路中，负载电阻减少，则端电压将（）。
A、增大B、减小C、不变D、不能确定5、一直流电源，开路时测得其端电压为6V，短路时测得其短路电流为30A，则该电源的电动势E和内阻r分别为（）。
A、6V，0.5ΩB、16V，0.2ΩC、6V，0.2Ω判断题1、全电路中，在开路状态下，开路电流为零，电源的端电压也为零。
（）2、短路电流很大，要禁止短路现象。
（）3、短路状态下，电源内阻的压降为零。
（）4、当外电路开路时，电源的端电压等于零（）计算题1、如图所示，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5Ω，外接负载R=4Ω，则电路中的电流I=? 电源的端电压U=?电路的内压降U=?2．如下图，已知电源电动势E=110V，r=1Ω，负载R=10Ω,求：（1）电路电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。
3．如下图所示，已知E=5V，r=1Ω，R1=14Ω，R2=20Ω，R3=5Ω。
求该电路电流大小应为多少？R2两端的电压是多少？4.如图所示电路中，已知E=12V，r=1Ω，负载R=99Ω。
求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数5、如图所示，E=220V，负载电阻R为219Ω，电源内阻r为了1Ω，试求：负载电阻消耗的功率P负、电源内阻消耗功率P内及电源提供的功率P。
电工学习题答案详解-第3章习题
图3.12
3.5.2 电路如图3.13（教材图3.06） R 所示， 40 、U 100 V 保持不变。 （1）当f ＝50 Hz时，I L 4 A, I C 2 A， 求 UR 和 ULC ;（2）当 f ＝100 Hz时，求 UR 和 ULC 。
1 1 Hz 100Hz 3 T 10 10
I 7.07 180 A 7.07180 A 7.07 A
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第 3 章
交 流 电 路
B 3.2.2 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
第 3 章
交 流 电 路
3.4.3 将一个电感线圈接到 20 V直流电源时，通过的电 流为1A，将此线圈该接于2 000Hz、20 V的电源时，电流为 0.8 A。求该线圈的电阻 R 和电感 L 。
3.4.4 一个 R 、C 串联电路，当输入电压为1 000 Hz、12V 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。
图3.13
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第 3 章
交 流 电 路
3.5.3
电路如图3.15（教材图
3.07）所示，已知 U＝220V，f＝ 50 Hz，开关闭合前后电流表的稳 定读数不变。试求电流表的读数 值以及电容 C（C不为零）。 3.5.4 在图3.17（教材图3.08） 所示电路中，已知 R 2 , Z 1
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Z U P / I L 220/ 2.2 100
R Z cos 100 0.8 80
X Z sin 100 0.6 60
所以：Z=R+jX=80+j60Ω
3.2 已知对称三相电路每相负载的电阻R=8Ω ，感抗XL=6Ω 。
（1）设电源电压 UL=380V，求负载星形连接时的相电压、 相电流、线电流，并作相量图。 （2）设电源电压UL=220V， 求负载三角形连接时的相电压、相电流、线电流，并作相量图。 （3）设电源电压 UL 仍为380V，求负载三角形连接时的相电压、 相电流、线电流又是多少？（4）分析比较以上三种情况。当 负载额定电压220V，电源线电压380V时，应如何连接？电源线 电压220V时，应如何连接？
3.5 图示为三相四线制电路，三个负载连成星形。已 知电源的线电压UL=380V，负载电阻RA=11Ω， RB=RC=22Ω。试求：（1）负载的各相电压、相电流、 线电流及三相总功率P。（2）中线断开，A线又短路时 的各相电流、线电流。（3）中线断开，A线也断开时 的各相电流、线电流。
解(1)星形连接相、线电流相等
I A2 3I AB 30 17.30( A)
I A I A1 I A2 39.30( A)
U AN 2200o I A1 100o A U AB 38030o R 22 I AB 2 10120o A jX C j38
UP UL 3 380/ 3 220 V
设：U A 2200 0 V
U B 220 1200 V
U C 2201200 V
I AL I AP
UA 220 /11 20 A RA
U B 220 120 I BL I BP 10 120 A RB 22
（2）中线断开、A相又短路时的各相电流、线电流
U AB 38030(V )
U BC 380 90(V )
UCA 380150(V )
U AB 380 150 IB 17.3 150( A) RA RB 22
UCA 380150 17.3150( A) IC RA RC 22
(2)由题意知：Up=UL = 220V, I p U p / Z 220/ 10 22A
Il 22 3 38( A)
（3）设电源电压UL仍为380V，求负载三角形连接时的相电压、 相电流、线电流又是多少？
（4）分析比较以上三种情况。当负载额定电压220V，电源 线电压380V时，应如何连接？电源线电压220V时，应如何连 接？ (3)由题意知：Up=UL = 380V,
UC 2201200 ICL ICP 101200 A RC 22
I N I A I B IC 11( A)
P U A I A cos A U B I B cos B U C I C cos C =220 20+2 220 10=8800(W)
U BC IC I B 8.6490( A) RC RB
3.6 三相对称负载三角形连接，其线电流IL=5.5A,有功功率 P=7760W，功率因数cosφ=0.8，求电源的线电压UL、电路的视在 功率S和每相阻抗Z 解：
P 7760 UL 1018.3(V ) 3I L cos 3 5.5 0.8
ZA
ZC ZB
UP
IN
N B
IB
22 tan 35.4 31
1
IC
C
UL 3
380/ 3 220 V
220 31 220 31 P 3U L I L cos 3 380 3 380 3.12kw Z Z 38 38
3.4 对称三相负载星形连接。已知每相阻抗 Z=31+j22Ω，电源线电压为380V。求三相总功率P、Q、 S及功率因数
380 Ip 38( A) Z 10
Up
Il 38 3( A)
(4) ：由题意知：负载额定电压为220v、电源线电压为380v 时负载星形,电源线电压为220V，负载三角形连接。
3.3 图示电路的电源电压UL=380V，每相负载的阻抗值为10Ω。 （1）试问，能否称其为对称负载？为什么？（2）计算各相电流 和中线电流，画出相量图；（3）求三相总功率
I p I L / 3 11 3 A
Z 12 2 16 2 20
U L I p z 11 3 20 220 3 380 V
3.8 在线电压为380V的三相电源上，接有两组电阻性对称负载。 如图所示。试求线路电流I。 解：
U A 2200V I A1 UA I A1 220 A 10 U AB I AB 1030( A) 38 I 3I 30 17.30( A)
A2 AB
I A2
I A I A1 I A2 39.30( A)
3.8 在线电压为380V的三相电源上，接有两组电阻性对称负载。 如图所示。试求线路电流I。 解：
U A 2200V UA I A1 220 A 10
I A1
I A2
I N I A I B I C 610( A)
(3) P=UAIA=220×22=4840W
3.4 对称三相负载星形连接。已知每相阻抗 Z=31+j22Ω，电源线电压为380V。求三相总功率P、Q、 S及功率因数
IA
A
解：
Z 312 222 38()
（1）设电源电压UL=380V，求负载星形连接时的相电压、相电 流、线电流，并作相量图。 （2）设电源电压UL=220V，求负载三角形连接时的相电压、相 电流、线电流，并作相量图。 解：(1)由题意知：Up=220V
Z R 2 X L 8 2 6 2 10
2
I p ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱI l U p / Z 220/ 10 22A
I A I B IC (17.3 150 17.3150) 30 30180( A)
（3）中线断开、A相断开时的各相电流、线电流
I A 0A
U BC 380 90 IB 8.64 90( A) RC RB 22 22
解：(1)不对称，因为阻抗角不相等。 （2） U P U L 380/ 3 220V
3
2200 0 V UA
220 1200 V UB
U C 2201200 V
UA IA 220 / 10 22 A R UB IB 220 120 0 / j10 22 30 0 A jX C UC IC 220 120 0 / j10 2230 0 A jX L
IA
A
S 3U p I p 3 220 / Z 3.82VA
2
IN
N B
ZA
ZC ZB
IB
R 31 cos 0.8 Z 38
IC
C
2202 22 22 2 Q 3U p I p sin 3 3 220 / 38 2.21k var Z Z 38
I A2 3I AB 2 30o 10 390o A
I A I A1 I A2 100o 10 390o A 2060o A
S 3UL I L 3 1.02 5.5 9700(V A)
Z Up Ip UL IL 3 320.67()
Z Z Z cos j Z sin 256.5 j192.3()
3.7 如 图 3.3 所 示 电 路 中 ， 已 知 ， Z=12+j16Ω ， IL=32.9A。求UL=？ 解：
第3章
三相正弦交流电路
一.本章重点:
1.掌握对称三相电源及其相电压、线电压
的表示方法.
2.掌握对称三相电路的计算.
3.掌握三相功率的计算.
第三章
作业
3.1 一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于 的对称电源上UL=380V，其电流IL=2.2A,cosφ=0.8， 试求该电动机每相绕组的阻抗Z。
解：Up=220V