安徽建筑大学电工学试题库、试题及答案.doc

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1、 1 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 2012 级材料类电工学(李彬彬 版) ( 计算题必考题 :叠加定理 , 戴维南 定理 , 异步电动机 , 单相 正铉交流电,支路电流法 等等总共 40 分) 第 1 章 直流电路 习题参考答案 一、 填空题: 1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3 个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件,由它们组成的电路称为 电路模型 。 电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ;对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。 2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件;反映实际电 路

2、器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件;反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是 电容 元件,它们都是无源 二端 元件。 3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流 0RUI S 、端电压 U 0 时,此种状态称作 短路 ,这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。 4.从耗能的观点来讲,电阻元件为 耗能 元件;电感和电容元件为 储能 元件。 5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ,假定某元件是负载时,该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。 二、 判断题: 1. 理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。

3、(错) 2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 ( 错 ) 3. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。 ( 错 ) 4. 绝缘体两端的电压无论再高,都不可能通过电流 。 ( 错 ) 三、选择题: (每小题 2 分,共 30 分) 1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,即为假设该元件( A)功率;当元件两端电压与通 过电流取非关联参考方向时,即为假设该元件( B)功率。 A、吸收; B、发出。 2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指( C ) A、负载电阻增大; B、负载电阻减小; C、电源输出的电流增大。 3. 当电流源开路时,该电

4、流源内部( C ) A、有电流,有功率损耗; B、无电流,无功率损耗; C、有电流,无功率损 耗。 4. 某电阻元件的额定数据为“ 1K 、 2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为( A ) A、 50mA; B、 2.5mA; C、 250mA。 四 、计算题 2 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 1.1 已知电路如题 1.1 所示,试计算 a、 b 两端的电阻。 解 : (1)在求解电阻网络的等效电阻时,应先将电路化简并转化为常规的直流电路。 该电路可等效化为: (b)先将电路图化简 ,并转化为常规直流电路。 就本题而言 ,仔细分析发现 25和 5电阻被短路 ,则原图可化为 :

5、1.2 根据基尔霍夫定律,求图 1.2 所示电路中的电流 I1和 I2; 解: 本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用,对电路中的任何封闭面也适用。本题就是 KCL 对封闭面的应用。 3 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 对于节点 a 有 :I1+2-7=0 对封闭面有 :I1+I2+2=0 解得 : I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A) 1.3 有一盏“ 220V 60W”的电灯接到。( 1)试求电灯的电阻;( 2)当接到 220V电压下工作时的电流;( 3)如果每晚用三小时,问一个月(按 30 天计算)用多少电? 解 : 由

6、题意 : 根据 R=U2/P 得: 电灯电阻 R=U2/P=2202/60=807( ) 根据 I=U/R或 P=UI得 : I=P/U=60/220=0.273(A) 由 W=PT 得 W=60 60 60 3 30 =1.944 102 (J) 在实际生活中,电量常以“度”为单位,即“千瓦时”。 对 60W 的电灯,每天使用 3小时,一个月 (30 天 )的用电量为 : W=60/1000 3 30=5.4(KWH) 1.4 根据基尔霍夫定律求图 1.3 图所示电路中的电压 U1、 U2和 U3。 解 :根据基尔霍夫电压定律,沿任意回路绕行一周,回路中各元件上电压的代数和等于零。 则对 a

7、bcka 回路 : 2-U2-2=0 U2=0 对 cdpkc 回路: -4-U1+U2=0 U1=-4(V) 对 eghce 回路: -U3-10+5+U2=0 4 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) U3=-5(V) 1.5 已知电路如图 1.4 所示,其中 E1=15V, E2=65V, R1=5, R2=R3=10。试用支路电流法求 R1、 R2和 R3三个电阻上的电压。 解: 在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,选取绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下 0321 III 13311 ERIRI 23322 ERIRI 代入已知数据得 0321 III 1510

8、5 31 II 651010 32 II 解方程可得 I1=-7/4( A) , I2 33/8( A) , I3 19/8( A) 。 三个电阻上的电压电流方向选取一至,则三个电阻上的电压分别为: U1=I1R1=- 547 =-35/4( V) U2=I2R2= 10833 =165/4( V) U3=I3R3= 10819 =38/4( V) 1.6 试用支路电流法,求图 1.5 所示电路中的电流 I1、 I2、 I3、 I4 和 I5。(只列方程不求解) 解: 在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,三回路均选取顺时针绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下 0321 II

9、I 0542 III 11315 ERII 0133522 RIRIRI 2435 15 EIRI 如给定参数,代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流。 5 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 1.7 试用支路电流法,求图 1.6 电路中的电流 I3。 解:此 图中有 3 支路, 2 节点,但有一支路为已知,所以只 需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下 0321 III 24126 31 II I2=5( A) 所以: I1=-2( A) , I3=3( A) 1.8 应用等效电源的变换 , 化简图 1.7 所示的各电路。 解: 6 / 30

10、版权所有 翻版必究(汪一一) 1.9 试用电源等效变换的方法,求图 1.8 所示电路 中的电流 I。 解: 利用 电源等效变换解题过程如下: 由分流公式可得: I=586.213434 (A) 1.10 试计算题 1.9 图中的电流 I。 7 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 解: 由于题目中没有要求解题方法,所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行 求解,下面用戴维南定理求解。 ( 1)先计算开路电压,并将电流源化成电压源,如下图。 3263 612 I (A) UOC=-2+12-6 2/3=6(V) ( 2)再求等效电阻 Rab 将恒压源和恒流

11、源除去,得电路如图。 41163 63 abR ( ) ( 3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 124 6 I (A) 1.11 已知电路如图 1.10 所示。试应用叠加原理计算支路电流 I 和电流源的电压 U。 解: ( 1)先计算 18V 电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 61218 I (A) 661 U (V) ( 2)再计算 6A 电流源单独作用时的电流和电压,电路 如图所示。 2612 1 I (A) 8 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 162263 636 U (V) ( 3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 426

12、III (A) 22166 UUU (V) 1.12 电路图 1.11 所示,试应用叠加原理,求电路中的电流 I1、 I2 及 36电阻 消耗的电功率 P。 解: ( 1)先计算 90V 电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 61590361236126 901 I( A) 5.43612 3662 I ( A) 5.13612 1263 I ( A) ( 2)再计算 60V 电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 5.336636612 602 I( A) 3366 365.31 I ( A) 5.0366 65.33 I ( A) ( 3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别

13、作用时的叠加。 336111 III ( A) 135.322 III ( A) 25.05.133 III ( A) ( 4) 36电阻 消耗的电功率为 9 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 144362 2323 RIP ( W) 1.13 电路如图 1.8 所示,试应用戴维南定理,求图中的电流 I 解: ( 1)先计算开路电压,并将 12A、 6电流源化成电压源,如下图。 由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。 由 KCL 和 KVL 得: 0321 III 0121263 21 II 841246

14、 32 II 解得: I1=8/9( A), I2 4/9( A), I3 -4/3( A) 320)34(2424 3 IU OC ( V) ( 2)再求等效电阻 Rab 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。 )263 63( abR 342 () ( 3)由戴维南定理 可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 86.2720134320I(A) 1.14 电路如图 1.12 所示,试应用戴维南定理,求图中的电流 I。 解: ( 1)先计算开路电压,并将 3A、 6电流源化成电压源,如下图。 10 / 30 版权所有 翻版必究(汪一一) 由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计

15、算方法计算,现用支路电流法进行求解,设各支路电流及参考方向如图所示。 由 KCL 和 KVL 得: 0321 III 1081846 21 II 8124 32 II 解得: I1=4/3( A), I2 -1/2( A), I3 5/6( A) 2)21(44 2 IU OC ( V) ( 2)再求等效电阻 Rab 将恒压源除去,得电路如图。 Rab=4 6 12=2( ) ( 3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 4.032 2 I (A) 1.15 电路如图 1.11 所示,试应用戴维南定理,求图中的电压 U。 解: ( 1)先计算开路电压,如下图。 UOC=-1 16+1=-15(V) ( 2)再求等效电阻 Rab 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。 Rab=1( ) ( 3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 351541 15 I (A) U=4I=4 ( 3 )=-12(V) 1.16 电路如图 1.11 所示,如果 I3=1A,试应用戴维南定理,求图中的电阻R3。

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