电工电子技术基础——习题解答
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第1章习题
1-1 判断题
1.电荷的定向移动形成电流。(√)
2.直流电路中,电流总是从高电位流向低电位。(√)
3.电阻的体积越大,其额定的耗散功率越大。(√)
4.电阻的额定功率越大,它消耗的电能就越大。(×)
5.电阻串联时,各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。(×)
6.电流表必须串联在电路中应用,而电压表则必须并联在电路中应用。(√)
7.在选择电器时,电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。(√)8.额定功率越大的电器,其消耗的电能一定多。(×)
9.电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。(√)
10.电容器和电阻器虽然结构不同,其实是同一类型的电气元件。(×)11.电容器并联总电容量增加;电容器串联总电容量减小。(√)
12.对于同一个电容器,两端的电压越高其储存的电场能量越小。(√)1-2 计算题
1 一直流电流流过导体,已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C,问该电流有多大?如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6000C,问该电流有多大?
解:根据I=Q/t, 有
(1)I=6000C/60s=100A
(2)I=6000C/1s=6000A
2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向,并问通过电流表A1和A2的电流是否相等?B 、C 、D 各点的电位谁高谁低?
图1-30 题2图 解:因为A1、A2是串联关系,流过的电流相等;电位的排序为:B >C >D 3 有两条长度为1 km 、截面积为2 mm 2的导线,一条是铝线,一条是铜线,这两条导线在常温下的电阻各为多少?要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同,铝导线的截面积应增加为多大?
解:
(1)铝导线常温下的电阻:
=⨯⨯⨯==--6
3610210100283.0S l R 铝铝ρ14.15Ω (2)铜导线常温下的电阻:
=⨯⨯⨯==--63610
210100175.0S l R 铜铜ρ8.75Ω (3)铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为:
2636m m 23.310
73.810100283.0=⨯⨯⨯=--铝S 4 有两只灯泡,额定功率都为40 W ,一只额定电压为36V ,另一只额定电压为12V ,两只灯泡工作时的电阻各为多少?如果将两只灯泡串联后接于48V 的电源上,哪只灯泡的电压超过了额定电压?将会有什么现象发生?
解:
(1)工作电压为36V
(2)工作电压为12V
R =U 2/P =3.8Ω
(3)串联接于48V 电源上
两电阻之和为R =32.4+3.8=36.2Ω
根据串联电阻分压公式有
2.434836
4.3211=⨯==U R R U V U 2=48-43.2=4.8V
额定电压为36V 的灯泡过压,灯丝会烧断。
5.计算下列灯泡的电阻及额定电压下的电流,并加以比较,澄清诸如“电流大则功率大”,“电阻大则功率大”等片面认识。
(1)白炽灯泡220 V/100 W ;
(2)白炽灯泡220 V/60 W ;
(3)小电珠2.5 V/0.75 W 。
解:
(1)白炽灯泡220 V/100 W
R=U 2/P =484Ω
I=U/R=0.455A
(2)白炽灯泡220 V/60 W
R=U 2/P =806.7Ω
I=U/R=0.27A
(3)小电珠2.5 V/0.75 W
I=U/R=0.302A
比较:功率等于电压和电流之积,相同电压下电流越大功率越大,电压不同电流大功率不一定大。
6. 炭膜电阻的瓦数有2 W 、1 W 、1/2 W 、1/4 W 、1/8 W 及1/16 W 等各种规格。现需用阻值4.7 k Ω、电流10 mA 的电阻一只,应选用多大瓦数的电阻?
解:
047.0)1010(107.42332=⨯⨯⨯==-RI P W
选用1/16W 的电阻即可满足要求。
7. 电路如图1-31所示。已知R 1= 0.5 Ω,R 2 = 20 Ω,R 3 = 30 Ω,R 3消耗的功率为P 3 = 480 W ,求电源发出的功率为多少?
图1-31 题7图
解:
120480303=⨯==RP U R V
P R2=U 2/R =720W
I =U R2/R 2//R 1=120/12=10A
W=R 1I 2+P 2+P 3=50+480+720=1250W
8. 电路如图1-32所示。已知电源内阻R 0 = 0.1 Ω,连接导线的电阻R l = 0.2 Ω,负载是一组电灯和一只电阻炉。设负载两端的电压为200 V ,电阻炉取用的功率为600 W ,电灯组共有14盏电灯并联,每盏电灯的电阻为400 Ω,求:
(1)电源的端电压U;
(2)电源的电动势E0 。
图1-32 题8图
解:
(1)电阻炉中电流
I炉=P/U=600/200=4A
(2)灯中电流
I灯=U/R=200/(400/14)=7A
(3)E0
E
=200+(R0+2R l)I=200+0.5×11=205.5V
U=E
-R0I=205.5-1.1=204.4V
9.有一两室一厅单元住房,已知房内供电电压U=220V,使用电器分别为:电冰箱一台,耗电量120W;彩色电视机一台,耗电量130W;微波炉一台,耗电量720W;各种灯具最大耗电量500W;空调耗电量1200W;电热水器耗电量1200W;其它用电器总耗电量1000W。求以上电器全部工作时的总电流为多少?又知铜心塑料绝缘导线的电流容量为8.7A /mm2,所选导线的截面积应为多少?如果8月份各用电器的工作情况分别为:冰箱、空调开停时间相等(每天工作12h)、电视机、热水器每天工作3h;微波炉每天工作20min;灯具只开40W 每天工作4 h;其它用电器每天开启200W,工作1h。请计算1个月的用电量为多少度?又知每度电费0.6元,8月份应付电费多少元?