《電工电子学》综合题答案.docVIP

第一章 1.5.1在图1.01中，5个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图所示。今通过实验测量得知 I1＝－4A，I2＝6A，I3＝10A U1＝140V，U2＝－90V，U3＝60V U4＝－80V，U5＝30V （1）试标出各电流的实际方向和各电 压的实际极性 (可画另一图)； （2）判断哪些元件是电源？哪些元件是负载？ （3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？ 分析：本题共有三个小题。第(1)小题应掌握电流、电压的实际方向与参考方向间的关系：当实际方向与参考方向一致时，其实验测定值取正号，实际方向与参考方向相反时则取负号。例如电流I1，实际方向与参考方向相反，I2和I3，实际方向与参考方向相同，电压 U1，U3，U5实际极性与参考极性相同，而U2，U4则相反。第(2)小题判别电源或负载，有两种方法：①用电流、电压的实际方向判别；二者方向相反，电流从“+”端流出，为电源发出功率，反之则是负载吸收功率。②用电流、电压参考方向计算功率：二者参考方向一致，计算功率P＝UI，若P值为正则为负载，P值为负则为电源，参考方向相反则反之。例如元件1：电流实际方向与电压实际方向相反，电流从“+”端流出，故为电源。用参考方向计算P＝U1 I1＝140＊(一4)＝一560W，为负值，结果相同。第(3)小题计算各元件功率，用参考方向计算，然后将所有电源功率相加应等于所有负载功率相加，达到功率平衡。若不相等说明计算有误或实验数据有误。 　解：（1）电流、电压实际方向与极性标明在图解1.9。 　　 （2）元件1,2为电源，3，4，5为负载。 （3）P1＝U1I1＝－560W 　　　　 P2＝U2I2＝－90×6＝－540W 　　　　　P3＝U3I3＝60×10＝600W 　　　　　P4＝U4I1＝－80×(－4)＝320W 　　　　　P5＝U5I2＝30×6＝180W 电源发出功率PE ＝P1＋P2＝560＋540＝1100W 负载吸收功率P ＝P3＋P4＋P5　＝600＋320＋180＝1100W 二者相等，功率平衡! 1.5.2 在图1.02中，已知I1＝3mA，I2＝1mA。试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。 分析：此题有三条支路和三个闭合回路，欲求元件3支路的电流和电压必须用基尔霍夫定律。 解：命元件3上端结点为a，下端结点为b。根据基尔霍夫电流定律 对a点有 I2＝ I3＋ I1 得 I3＝ I2－ I1＝1－3＝－2mA 对左边回路有 　　　　　　U3＝I1×10＋U1＝3×10＋30＝60V 根据参考方向计算元件3的功率 P3＝U3I3＝60×(－2)＝－120 mW 可见元件３是一个电源。 　　计算各元件功率 　　　　P1＝U1I1＝30×３＝90 mW 　　　　P2＝－U2I2＝－80×1＝－80mW,是电源。 电阻功率 　　　　PR1=I12×10=32×10=90 mW PR2=I22×20=12×20=20 mW 各电源发出的功率是 　　　　PE= P2 ＋P3＝80＋120＝200 mW 各负载吸收功率为 PL= P1 ＋PR1＋PR2＝90＋90＋20＝200mW PE＝PL　，功率平衡！ 1.5.3 有一直流电源，其额定功率PN =200 W，额定电压UN ＝50 V ，内阻只ＲN＝0.5?，负载电阻Ｒ0可以调节，其电路如图1．5．1所示。试求： (1)额定工作状态下的电流及负载电阻， (2)开路状态下的电源端电压， (3)电源短路状态下的电流。重画图1.5.1如图解1.10所示。 分析 电源的额定值有额定功率PN。额定电压UN和额定电流IN。三者间的关系为 PN =UNIN。额定电压UN是指输出额定电流IN时的端电压，所以额定功率PN 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。 解　（1）额定电流 　　　　　 　　　　　负载电阻 　　　　　? （2）开路状态下端电压U0　等于 电源电动势E　。 　　　　　　U0＝E＝UN＋INＲ0＝50＋4×0.5＝52　V （3）短路状态下的电流　 　　　　　　　 1.5.4　有一台直流稳压电源，其额定输出电压为30V，额定输出电流为2A，从空载到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一（即 ），试求该电源的内阻。 　　　 解　据题意，电压变化的原因是内阻R0上产生电压降，故 　　　　　　　U＝0.1%UN＝IN 　　　　　　　　　　则 　　　　　　　　R0＝? 1.5.4 用截面积为6 mm2 的铝线从车间向150 m 外的一个临时工地送电，如果车间的电压是220V，线路的电流是20A，试问临