电工技术II练习册答案.docx
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电工技术II练习册答案
习题1——电路模型和电路定律
1-1根据图示参考方向，判断各元件是吸收还是发出功率，其功率各为多少
2A2A2A2A
的何（d）
解：
元件1吸收10W;元件2吸收10W;元件3发出10W;元件4发出10W；
1-2各元件的条件如图所示。
（1）若元件A吸收功率为10W,求la；
（3）若元件C吸收功率为（—10W），求lc;解：
la=-1A；
Ub=-10V;
lc=-1A;
P=-4mW.
（2）若元件B产生功率为（—10W），求Ub;
（4）求元件D吸收的功率。
Un=50V,内阻R0=Q，负载电阻R
1-3某直流电源的额定功率为Pn=200W，额定电压为
可以调节，如图所示，试求：
（1）额定状态下的电流及负载电阻；
（2）空载状态下的电压；
（3）短路状态下的电流。
解：
（1）Pn=UnXIn——>In=4A;
负载电阻R=Un/In=Q
（2）U=E=UN+FOXIn=52V
（3）lst=E/Ro=104A
1-4某有源支路接在U=230V的电源上，电路如下图所示，支路电阻为R0=Q，测得电
路中的电流1=10安培。
求：
（1）该有源支路的电动势E;
2）此支路是从电网吸收电能还是向电网输送电能
解：
（1）E=U+ROxI=235V
（2）P=UX|>O,输送
（1）
1-5
求图⑻电路中受控电压源的端电压和它的功率;
（2）求图（b）电路中受控电流源的电流和它的功率；
解:
（a）
（b）
Ui=3x4=12V,受控电压源的端电压
12=，受控电流源的电流612=3A,P吸=5X3=15W
2Ui=24V,P发=3X24=72W
1-6求图示各电路中的Uab，设端口a、b均为开路。
解:
（a）Uab=-2+4=2V
（b）Uab=-1+8=7V
（c）i=®20=A
Uab=3i+10i=
（d）Uab=-3+5x1=2V
习题2——等效电路分析方法
2-1求各电路的等效电阻Fab。
（□}（时（c）
解：
（a）Rab=Q
（b）Rjb=
（c）Rab=Q
（g）Rab=R/8
（h）S打开Rab=Q,S合上电桥平衡Rab=Q
（i）2个星型变三角形，Rab=118/93Q=Q
2-2有一滑线电阻器作分压器使用［见图⑻］,其电阻R为500Q,额定电流为A。
若已
知外加电压u=500V,尺=100Q。
求：
（1）输出电压U2；
（2）用内阻为800Q的电压表去测量输出电压，如图（b）所示，问电压表的读数为多大
（3）若误将内阻为Q,量程为2A的电流表看成是电压表去测量输出电压，如图（c）所示,
将发生什么后果
解：
（1）U2=400V
（2）电压表的读数U
400//800500迴0
400//80010011
500
100400//0.5
5A>,电流表电流
5A>2A,
会造成滑线电阻器及电流表损坏。
2-3利用电源等效变换化简各二端网络。
（a）4V,Q
（b）-5V,3Q
（c）8V,4Q
解:
Q
Q
Q
2-5
（a）
（b）
（c）
（d）
求各电路的入端电阻R。
习题
支路电流法、回路电流法和结点电压法
3-1
用支路电流法求各电路的电流ii,并求出图（b）电路中电流源的功率。
^ioov
解：
（a）
（b）
i3=-2A（中间支路电流源变电压源，朝下），
ii=2A,i2=3A,i3=-1A
ii=-2A,i2=4A（最右边支路，朝右）
P发=-20W
3-2用回路电流法求电路中的ix和u。
解：
ix=3A
u=223V
解：
i=2A
3-4用结点分析法求图示电路中的u和io
解：
（a）u=7V,i=3A
（b）u=8V,i=1A
3-
i和受控源
5电路如图所示，参考结点点已经选取，用结点电压法求电流的功率。
解:
/11、
（）Un1
1020
1
un1
20
Un2
1
（20
1
一山2）
5
Un2
43i
33i
un1=-10V,un2=10V,i=2A
受控源功率P=3ix（1—un2-3ix5）=6x（-50）=-300\（发出功率）
习题4――电路基本定理
4-1用叠加定理求各电路中的电压U2。
3盘
4-2当开关S在位置“1”时，毫安表读数为40mA;当开关S在位置“2”时，毫安表读数为—60mA。
问：
开关S在位置“3”时，毫安表的读数为多少
I3k1usk2（6）4025（6）190mA
4-3已知lsi=2A,Is2=2A,Ei=5V,E2=5V,Ri=R2=R3=5Q,求图中所示电
路在a、b端口的戴维宁等效电路或诺顿等效电路。
解：
电压源+在a端，-在b端
Uoc=-5V,Req=10Q
4-4用戴维宁定理求下图所示电路中的电流I
4Q
1
6V
解：
Uoc=0,Req=2Q
I=0
4-5分别用戴维南定理和诺顿定理求图示各电路中的电流
io
20
+
（）
10V
G>
（）-
300060000
解：
（a）开路电压
5
ii1A
23
uoc42i13i15V
加压求流法计算等效电阻
u8i14i3i1
iii3'
1A
（b）
isc
50ii
50
10
350
10A
7
21000
293
0.0173A
加压求流法
4-6电路如图示，问：
Rx为何值时，
C
r^
RX可获得最大功率此最大功率为何值
解:
i3i
Uoc
4
1
3V
isc3A
Ri1
Pmax2.25W
习题5——正弦稳态电路的分析
5-1已知电流相量丨16j8A,I26j8A,I36j8A,I46j8A。
试
写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。
设角频率为
解：
1
11
1053.13A,i1102sin（®t53.13）A
J
10126.87A,i2102sin（wt126.87）A
I3
10126.87A,i3102sin®t126.87）A;
丨4
1053.13A,i410.2sin®t53.13）A.
V2和V3的读数分别为15V、80V和100V。
（1）求三个电路端电压的有效值U各为多少（各表读数表示有效值）；
（2）若外施电压为直流电压（相当于3=0），且等于12V,再求各表读数。
解：
（1）
（a）U、30260267.08V
（b）U..（3060）230V
（c）U■152（80100）225V
（2）
（a）表1读数为12V,表2读数为0。
（b）表1读数为12V,表2读数为0。
（c）表1读数为0,表2读数为0，表3读数为12V。
5-2如图所示电路，电流表A1和A的读数分别为h=6A,b=8A,
（1）设乙=尺Z2=-jXc，此时电流表A0的读数为多少
（2）设乙=尺问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最大此时的读数为多少
（3）设Z1=jXL,Z2为何种参数时，才能使电流表的读数最小，此时的读数为多大
解:
（1）
1。
62
8210A
（2）
Z为电阻，
Iq6814A
（3）
Z2为电容，
I0|68|2A
5-3图示电路中，已知电源us=1002sintV,电流表的读数为1A,两个电压表的
读数均为100V,试求：
（1）R,L,C的值；
（2）电路的功率因数
解：
（1）JuR（5Uc）2JuR（Ul6）2Usv'uRUl2Ui
解得：
Ul50V,uR86.6V
uR
RR86.6
I
uL
LL50H
I
C-0.01F
Uc
cos0.866
1
L86.6j5010030
jC
5-4在下图所示正弦交流电路中，已知电流表A1的读数为40mA，A2的读数为
80mA，A3的读数为50mA，求电流表A的读数。
保持A1的读数不变，电源的频率增加一倍，求此时电流表A的读数。
解:
（1）I
.1：
（丨2丨3）2,402（8050）250mA
（2）I
1；（I2I3）2.402（40100）272.11mA
5-5
已知Xc=-10Q,R=5Q,Xl=5Q,电表指示为有效值。
试求A°及V。
的读数。
HR
u~100V
（S）—
ft肌
解:
设U1
1000V,
Il
5
jXc
U1
RjXL
1090A
10、2
45A
10
U。
ICIL10A
jXcl。
Uj100
100100.2
45V
5-6图示电路中，并联负载乙、Z2的电流分别为11=10A,12=20A,其功率因数分别为
1cos10.8（10）,2cos20.6（20），端电压U=100V,3=1000rad/s。
（1）求电流表、功率表的读数和电路的功率因数入
（2）若电源的额定电流为30A,那么还能并联多大的电阻并联该电阻后功率表的读数和电
路的功率因数变为多少
（3）如果使原电路的功率因数提高到Q,需并联多大的电容
解：
（1）设U1000V，贝y
I1036.872053.1320j1022.3626.6A
coscos26.60.89
PUIcos10022.360.891990W
（2）（20
Ir）2
102302
IR
8.3A
R
UIr
100
8.3
12
Z
U
1000
3.33
19.4
I1
1R
20j10
8.3
cos19.4
0.94
P
UIcos
10030
0.94
2820W
（3）
C-
P
2
tan26.6
tan25.8
3.3F
U
5-7图示网络中，已知阻抗ZC=—j10Q。
试求网络
U1（t）=10sin（1000t+30°）V,U2（t）=5sin（1000t—60°）V,电容器的
图题5-7
N的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。
5-7解:
则:
5-8
解:
Ui
P
U2ZnIc
1护略]
COSZn
Zn
5/260
0.35430Aj10
U1-U2
IC
2
lcRe[ZN]
1°/'230-5/26022.326.6520j10
0.35430
2
0.354202.5W
cosZncos26.650.89
N
电路如图所示。
试求结点A的电位和电流源供给电路的有功功率、无功功率。
图题5-8
用节点电压法（本题属于电流源与电阻串联的特殊情况）
jlOA
Un1
20
0
1
Un1
1
1
Un2
j10
4
-j4
4
解得：
Un2
30
j10
31.6
18.43V
Ua
Un2
30
j10
31.6
18.43V
电流源电压U（方向上正下负）
UUAj2030j3030、24542.4245V
u-i45-90-45
PUIcos42.4210cos-45300W
QUIsin42.4210sin-45-300var
习题6――正弦电路的谐振
6-1串联谐振电路实验中，电源电压Us=1V保持不变。
当调节电源频率达到谐振时，
fo=1OOkHz,回路电流I0=100mA;当电源频率变到f1=99kHz时，回路电流11=mA。
试求：
（1）R、L和C之值；
（2）回路的品质因数Q。
解：
Ii
Q卫
R
解得：
R
L
2nfo
Us
R
1
_：
R2（2和
R（Q
10
0.8mH
LC
Us
—1）22n1C
1
0CR2n0CR
_9
3.210F
50
6-2
100W。
R、L、C串联电路的端电压u10-2sin（2500t15）V，当电容C=8小时，电
路中吸收的功率为最大，且为
（1）求电感L和电路的Q值;
（2）作电路的相量图。
解：
1
""C
U2
RL
R
解得：
L=
Q=50
6-3在图示电路中，试问Ci和C2为何值才能使电源频率为100kHz时电流不能流过负
载Rl,而在频率为50kHz时，流过Rl的电流最大。
图题6-3
解：
L和Ci并联谐振，L、Ci和C串联谐振。
1
f1,C10.253F
2,LC
22f2314000rad/s
11
j2L//0
j2C1j2C2
C20.760F
6-4图示电路中，正弦电压u的有效值U=200V,电流表A3的读数为零。
求电流表A1
的读数。
图题6-4
解：
电流表A3的读数为零，则最右边并联的电感和电容发生并联谐振，从而可求出电源的频率。
电流表A3的读数为零，电流表A3左边的电路可单独计算，从而可求出最右边电感两端的电压，此电压除以电感的阻抗就可得到电流表A0的读数。
1
■■■.；L2C2
1000rad/s
50j
L1
50-j丄
C1
心心20A
50j20050j200100
I1出2050j20°4jA
jL2j100
电流表A1的读数为.17Ao
习题7――三相交流电路
7-1已知对称三相电路的星形负载Z=165+j84Q，端线阻抗乙=2+j1Q，中线阻抗ZN=1+j1
Q,电源线电压Ul=380Vo求负载的电流和线电压，并作电路的相量图。
解：
设Uan2200V，贝y
IA―AN=1.1727A
ZtZ
UzaZIa=216.630V
Uzab、3Uza30=375.230V
7-2已知对称三相电路的线电压Ui=380V（电源端），三角形负载Z=+j14Q，端线阻抗
Zt=+j2Q。
求线电流和负载的相电流，并作相量图。
解：
三角形负载变为星型负载，参照上题求线电流，按照Ia3lab30求负载的相电流
设Uan2200V，贝U
Ia
UaN=30.165.8A
1z
3
1ab
Ia
—17.3835.8A
330
7-3图示三相对称电路，电源频率为50Hz,Z=6+j8Q。
在负载端接入三相电容器组后,使功率因数提高到，试求每相电容器的电容值。
解：
化为一相计算
Z（亠乙电$I乙丨
Z——
j3C
cos0.9
C54F
7-4如图所示，正常工作时电流表的读数是26A,电压表的读数是380V,三相对称电
源供电，试求下列各情况下各相的电流：
（1）正常工作；
（2）VW相负载断路；
（3）相线V断路。
解：
（1）各相的电流为
UV
Ivw
Iwu
26
3
15.01A
（2）
UV
1wu
26
3
15.01V,
1VW
0
（3）
UV
1VW
26
2i3
7.5V,
1wu
26
一15.01V
7-5三相对称感性负载接到三相对称电源上，在两线间接一功率表如图所示。
若线电压Uab=380V,负载功率因数cos0.6,功率表读数P=W。
求线电流Ia。
对壽一：
相负駛
解:
根据负载的阻抗角和相量图，可得Uab和Ia中间的相位差为+30
PUabIacos（30）Ia=6.05A
习题8——动态电路
本章题目采用三要素方法解题
C）yv
8-4如图电路，原已达稳态，t=0时，将开关S换路，试求t>0时的u（t）及i（t）。
—11_
~11—
10ft
10Q
為ll
IH
仙i
解：
（a）
u（0）3V
u（
）0
Rq
4.5k
RqC9ms
ut
3e111.1tV
it
C包0.67edt
（b）
i（0
）0.5A
i（
）0
Rq
5
—0.2s
Req
it
0.5e5tA
ut
L虫2.5e5tdt
V
111.1t"
mA
（a）
解：
（a）
iL（）0
等效电阻的求解
u3i（0.5ui）1Req8
0.5s
iLt2e2tA
utLdi16e2tV
dt
（b）
iL（）0
等效电阻的求解
Req5
Us2iL（iL2iL）1
0.5s
iLt2e2tA
ut3iL6e2tV
8-6试求图示各电路的零状态响应UC（t）,t>0
解：
105t
（a）Uc（t）9（09）e~Vt0
01t
（b）Uc（t）12（012）e.Vt0
8-7图示电路，开关S闭合前已处于稳态。
在t=0时，S闭合，试求t>0时的UL（t）。
iL（0）
型4A
205
iL（
100
20
205〃20205
20//2015
5020
205〃20205
5A
Ul
15e7.5V
dt
8-8图示电路中，已知
tv0时S在“1”位置,
电路已达稳定状态
t=0时刻将S
2s15
II
7.5A
扳到“2”位置。
（1）试用三要素法求t》0寸的响应uc（t）;
⑵求uc（t）经过零值的时刻t0。
解：
（1）
Uc（0）10V
uc（）10
（2）1010V
Rjq10
ReqC5S
_02t
uc（t）1020eV
（2）
_02t
Uc（t。
）1020e00
t03.47s
8-
u（t），并作出其变化曲线。
9试用三要素法求图示各电路中的响应
40
Ti1[IH
解：
⑴求u（）
LUlcCL20、，
50.25uiUiV
23
u（）-40.25uiUi0
⑵求Req
i0.25u1Ul
2
uu12u1
Req=u4
i
6
&qC810s
106
・t
8-125000t、/
uc（t）4e8V4eV
习题9——二端口网络
9-1写出图示二端口的Z参数矩阵。
解：
（a）
Ui
Rli
R2U1I2）
Z
R|R2
R2
U2
甩（li
I2）
R2
R2
（b）
Ui
Z（li
liI2）
Z
Zi
Z
U2
Z（li
liI2）
Zi
Z
9-2
写出图示二端口的
Y参数矩阵。
1口
解:
（b）
1
Ui
2U2U2
i
3
li
R
YR
R
I
Ui
2U2U2
i
3
l2
R
R
R
（d）
将下面的星形变为三角形（最后结果左
3欧姆，右3欧姆,
I
Ui
UiU2
li
3
3
5
4
4
Y3
3
1
U2
U2Ui
Y
4
5
l2
3
3
3
3
4
上34=欧姆）
k.r尢契屮
&f〉TY
+XZ卡
4岛
i
4
i
Ya
—
，Yb
，Yc
，
3
3
3
5
4
5
Yi
Ya
%3
Y2Y2i
-Yb
-3
YiiYbYc-
9-3
写出图示二端口的传输参数矩阵。
（d变换后为n型等效电路，可直接求
Y参数）
（a）
6）
（0
解:
U1au2bi2
I1CU2di2
（a、
b）根据上面的方程求解，分四次求出。
1j0.5
0.01
j50
1
（b）
j
1-
1
2
（c）
U1
I1
U2
I2
（d）
I1
U1U2
I2
1
0
1
01
9-4
写出图示二端口的H参数矩阵。
（a）^=1rad/tj
解:
（a）
H
10.25
2
10.252
1
j0.25
10.25
2
10.252
Ri
0
（b）
H
rm
1
R2
R2
20
10
（c）
H
10
0
52.5
2
1
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