《電工電子》教材部分答案模塊一習題答案1.1解：（a）U=-Us-IR；（b）U=Us+IR；（c）U=Us-IR；（d）U=-Us+IR1.2解：（a）P=UI=20W>0消耗功率，為負載。（b）P=UI=-20W<0產生功率，為電源。（c）P=UI=-20W<0產生功率，為電源。（d）P=UI=20W>0消耗功率，為負載。1.3解：UAB=PAB/I=-250V，UBC=PBC/I=25V，UCD=PCD/I=200V，UDA=PDA/I=25vV電壓的真實極性如下圖所示1.4解：當B為參考點時，EB=0V,EC=140V,ED=90VIDA=IAB-ICA=6A，UDA=IDA.R=30V，UAB=UDB-UDA=60V所以EB=60VUCA=UCB-UAB=80v，UAC=-80V，UAD=-UDA=-30V，UCD=UCA+UAD=50V當C為參考點時，Ec=0V，EB=-80V,ED=-50V所以UAC=-80V，UAD=-30V，UCD=50V1.6(c)1.7解：R1=U12/P1=1210Ω，R2=U22/P2=484Ω若并聯，則兩燈泡均正常工作，P1<P2，220v,110w更亮。若串聯，則I1=I2，因為R1>R2，所以P1>P2，220v,40w更亮。1.8解：（a）Rab=2Ω（b）Rab=100Ω（c）Rab=24Ω1.9解：Rab=18Ω1.10解：I1=I+I2對于回路1，可知-9+3I1+6=0，所以I1=I2=1A對于總回路，可知-9=3I1+RI2所以，R=6Ω1.11解:將點a作為參考點Uca=Ucd+Uda，Uca=Uca-Uda=4V，I=Ucd/R2=2AUs=Ubc+Uca=20V1.12解：（b）等效電路如圖所示：1/R并=1/R4+1/(R2+R3)，R并=2Ω，I=US/(R1+R并)=3A，Ubc=Us-Uab=9-R1I=6VU=Udc=R3I1=4V（c）等效電路如圖所示：I1=Ui/(R1+R2)=2A,I2=Ui/(R3+R4)=2A，U=Uba+Uad=-R3I1+R4I2=2V1.13解：R串=R1+R2=U1/I1=40Ω，R并=R1*R2/(R1+R2)=U1/I2=7Ω所以R1=10Ω，R2=30Ω1.14解：IS3=US/R=2A，R2與R3并聯電阻R并=R2*R3/(R2+R3)=3ΩIS2與IS3并聯總電流I并=IS2-IS3=3A，I=(US1+Us并)/(R1+Rs并+RL)=7.5A1.15解：(a)US1=R1IS1=16V，US2=R2IS2=8V，I=(US1-Us2)/(R1+R2)=1A，U=IR2=4V(b)I4=2I3=2I，I2=I3+I4=3I，Ubd=Ubc+Ucd=20I，I5=Ubd/R5=10I，U=46V,I=1A(c)U=6.5V,I=3/8A1.16解：I+I1+IS=0，US=R1I1-R3I，I=-5A，I1=-1A1.17解：I3=I1+I2，US1=R1I1+R3I3，US2=R2I2+R3I3，I1=3A,I2=-1A,I3=2A。1.19解：I=Is+I3,US=R1.Is+R2.I,I3=1A所以：I=3A,IS=2A,I3=1A1.20解：I3=I1+I2+I4,50I1=100I2,100I2+25I3=200,50I4+25I3=20050I1+25I3=200,50I4+100I2=200所以：I1=I4=2A,I2=1A,I3=4A1.21解：Uab=45/7V1.22解：(a)（b）模塊二習題答案2.1（1）102V，10V，314rad/s，50Hz，0.02s，30°；0.52（2）電壓u超前電流i的相位為90（3）波形圖如下圖所示2.2（1）電壓u的最大值311V，初相位+60°；電流i的最大值2A，初相位?90°；相位差（2）電壓u=311sin314t+（3）向量圖如下圖2.3（1）電流瞬時值i=7.05sin?(ωt?（2）讀數，有效值5A（3）消耗功率50瓦（4）消耗功率不變，因頻率不影響電阻阻值、電壓和電流2.4（1）電流有效值為1.4A，無功功率308var，相量圖如下（2）電流有效值為0.7A，無功功率154var，相量圖如下即，若電壓頻率增大1倍，電流有效值減小1倍，無功功率減小1倍，相位差不變。2.5（1）電流有效值0.55∠120（2）電流有效值1.1∠120即，若電壓頻率增大1倍，電流有效值變大1倍，無功功率變大1倍，相位差不變。2.6US=11.2∠63°V或者2.8復阻抗Z=14.1∠45°Ω，電流I=0.7∠?15°A2.9（1）總電流I=21.6∠56.4°A；各支路電流I（2）功率因素0.55，感性2.10（1）復阻抗Z=141.5∠（2）電流I（3）電壓U1=29.9∠19°2.11I1=4.3∠?90°2.12I2.13假設電壓U=220∠2.14功率因數0.962.15并聯電容3.3μF2.16（1）6.8KW（2）10KW2.17V1電壓表度數220V；V2電流表度數380V；A1電流表度數7.73A；A2電流表度數7.73A；A3電流表度數10.9A2.18（1）輸出電流I為60A大于額定電流45.5A，因此輸出電流超過額定電流值（2）并聯電容大小為444μF（3）輸出容量為8.89KVA大于額定容量，因此發電機容量有剩余。模塊三習題答案3.1觸電的種類和方式有哪些？答案：單相觸電，兩相觸電，跨步電壓觸電，接觸電壓觸電，感應電壓觸電，剩余電荷觸電3.2電源中性點接地的單相觸電，電流流經的途徑是什么？答案：當人體觸電時，電流經人體、大地中性點接地裝置形成閉合回路，流過人體的電流取決于相電壓和回路電阻。3.3觸電的常見原因有哪些？答案：1.缺乏電氣安全知識，違反安全操作規程2.設備不合格，維護管理部善3.偶然因素3.4為什么采用升壓變壓器將電壓升高后再進行遠距離輸電？答案：為了提高輸電效率并減少輸電線路上電能的損失。3.5安全操作規程有哪些？答案：1.電工基本安全知識2.配電設備安全檢修規程3.生產崗位安全操作規程4.安全環保職責5.安全生產規程3.6什么是保護接地與保護接零？答案：1.保護接地是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結構部分）用導線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。2.保護接零是指把電工設備的金屬外殼和電網的零線可靠連接，以保護人身安全的一種用電安全措施。3.7為什么要使用比保護接地、保護接零更加完善的、附加性安全措施即漏電保護設備？答案：無論保護接零還是接地措施，其保護范圍都是有限的。保護接地是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結構部分）用導線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。保護接零是指把電工設備的金屬外殼和電網的零線可靠連接，以保護人身安全的一種用電安全措施。漏電保護是利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術措施。漏電保護裝置又稱為剩余電流保護裝。漏電保護裝置是一種低壓安全保護電器，其作用有：1、用于防止由漏電引起的單相電擊事故；2、用于防止由漏電引起的火災和設備燒毀事故；3、用于檢測和切斷各種一相接地故障；4、有的漏電保護裝置還可用于過載、過壓、欠壓和缺相保護。設備中的電氣碰殼故障并不頻繁，經常發生的是漏電故障，如設備受潮、負荷過大、線路過長、絕緣老化等造成的漏電，這些漏電電流值較小，不能迅速切斷保險，因此，故障不會自動消除而長時間存在。但這種漏電電流對人身安全已構成嚴重的威脅。所以，還需要加裝靈敏度更高的漏電保護器進行補充保護。3.8簡述漏電保護器的工作原理。答案：漏電保護器，簡稱漏電開關，又叫漏電斷路器，主要是用來在設備發生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電保護，具有過載和短路保護功能，可用來保護線路或電動機的過載和短路，亦可在正常情況下作為線路的不頻繁轉換啟動之用。3.9胸外心臟按壓正確的按壓姿勢是什么？答案：首先，使觸電人員昂面躺在平硬的地方，救護人員立或跪在傷員一側肩旁，救護人員的兩肩位于傷員胸骨的正上方，兩臂伸直，肘關節固定不屈，兩手掌根相疊，手指翹起，不接觸傷員胸壁；其次，以髖關節為支點，利用上身的重力，垂直將正常成人胸骨壓陷3-5cm(兒童和瘦弱者酌減)；最后，壓至要求程度后，立即全部放松，但放松時救護人員的掌根不得離開胸壁，按壓必須有效，有效的標志是按壓的過程中可以觸及頸部動脈搏動。胸外按壓要以勻速進行，每分鐘80次左右，每次按壓和放松時間相等。3.10口對口人工呼吸的操作步驟是什么？答案：在保護傷員氣道通暢的同時，救護人員將觸電者頭部盡量后仰，鼻孔朝天，頸部伸直，一只手捏緊觸電者的鼻孔，另一只手掰開觸電者的嘴巴，救護人員深吸氣后，緊貼著觸電者的嘴巴大口吹氣，使其胸部膨脹；之后救護人員換氣，放松觸電者的嘴鼻，使其自動呼氣，如此反復，吹氣2秒，放松3秒，大約5秒鐘一個循環。二、填空題3.11線3.12高，近，大，103.13發電、輸電、變電、配電、用電3.14380V，220V3.15接地電阻測量儀3.16心跳、呼吸停止，瞳孔放大，尸斑，尸僵，血管硬化3.17脫離電源，長3.18感應電壓觸電3.19低壓配電線路，放射式，樹干式3.2010KV或者6KV高壓，380V/220V低壓模塊四習題答案一、簡答題4.1理想變壓器的條件是：（1）無漏磁通，耦合系數K=1，為全耦合。（2）不消耗能量（即無損失），也不貯存能量。（3）初、次級線圈的電感均為無窮大，即L1→∞，L2→∞，但為有限值。（4）因有K=1，L1→∞，L2→∞，故有M→∞。滿足以上四個條件的耦合電感稱為理想變壓器。簡而言之，理想變壓器就是無磁損無銅損無鐵損的變壓器。4.2變壓器不能變換直流電壓。變壓器能夠改變電壓的條件是，原邊施以交流電勢產生交變磁通，交變磁通將在副邊產生感應電勢，感應電勢的大小與磁通的變化率成正比。當變壓器以直流電通入時，因電流大小和方向均不變，鐵芯中無交變磁通，即磁通恒定，磁通變化率為零，故感應電勢也為零。所以不起變壓作用。變壓器如果接上直流電壓，副邊繞組電壓為零。變壓器繞組的直流阻抗很小，當接上直流電時，會產生很大的電流使繞組過熱而燒毀。4.3不能減少匝數。如果兩側匝數等比減少，變壓器的變比不會改變，保證輸出功率不變的情況下兩側電流也不會增大，但是這樣做會使變壓器鐵心的磁密（特斯拉）增加，變壓器容易工作在飽和區，產生三次諧波電流，同時也會增加鐵耗。所以在設計變壓器是要充分兼顧銅（鋁），鐵的比例，做到最佳的經濟性和實用性。變壓器變比只是其中一個指標，其他指標包括效率、銅損、阻抗電壓等都與繞組匝數有關。因此不能為了節省銅線隨意減小匝數。4.4變壓器是由套在一個閉合鐵心上的兩個繞組組成。鐵芯和繞組是變壓器最基本的組成部分。另外還有油箱、油枕、呼吸器、散熱器、防爆器、絕緣套管等等。變壓器各部件的作用如下：鐵心：是變壓器電磁感應的磁通路，它是用導磁性能很好的硅鋼片疊裝組成的閉合磁路。繞組：是變壓器的電路部分，它是由絕緣銅線或鋁線繞成的多層線圈套裝在鐵芯上。油箱：是變壓器的外殼。內裝鐵芯、線圈和變壓器油，同時起散熱作用。油枕：當變壓器油的體積隨油溫變化而膨脹或縮小是，油枕起著儲油及補油的作用，以保證油箱內充滿油，油枕還能減少油與空氣的接住面，防止油被過速氧化和受潮。呼吸器：油枕內的油是通過呼吸器與空氣相同的，呼吸器內裝干燥劑，為了吸收空氣中的水分和雜質，使油保持良好的電氣性能。散熱器：當變壓器上層油溫與下層油溫產生溫差時，通過散熱器形成油的循環，使油經散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器油溫的作用。防爆管：當變壓器內部有故障，油溫升高，油劇烈分解產生大量的氣體。使油箱內部壓力劇增，這使得防爆管玻璃破碎，油及氣體從管口噴出，以防止變壓器油箱爆炸或變形。高、低壓絕緣套管：是變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。它起著固定引線和對地絕緣的作用。分接開關：是調整變壓器電壓比的裝置。瓦斯繼電器：是變壓器的主要保護裝置，當變壓器內部發生故障時，瓦斯繼電器上接點接信號回路，下接點接斷路器跳閘回路，能發出信號并使斷路器跳閘。4.5變壓器鐵芯不是采用一整塊鐵心,而是用薄硅鋼片疊壓而成的。這樣做的目的是為了增大鐵芯中的電阻，減小鐵芯中的渦流，提高變壓器的效率，采用一整塊鐵心,產生渦流,燒毀繞組,使變壓器無法工作。二、分析計算題4.6答：（1）白熾燈：日光燈：（2）原邊電流：4.7答：（1）白熾燈：原邊電流：（2）日光燈：4.8答：4.9答：(1)(2)（3）電壓調整率=模塊五習題答案一、簡答題5.1答案：電機受慣性的影響，在切斷正轉電流后電機還正繼續正轉，如果馬上加反轉電流，電機會受極大的反向扭力，導致電流迅速上升，甚至可能會燒毀電機，必須要讓電機停轉才能加入反轉電流。5.2答案：自鎖，交流接觸器通過自身的常開輔助觸頭使線圈總是處于得電狀態的現象叫做自鎖。互鎖，說的是幾個回路之間，利用某一回路的輔助觸點，去控制對方的線圈回路，進行狀態保持或功能限制。一般對象是對其他回路的控制。5.3答案：接觸器KM是控制電機電動機起、停的電器，而刀開關QS是隔離開關，屬于供配電的范疇，用于線路保護和檢修時隔離電源以保安全，兩者不能互相替代。5.4答案：不合適。通常熔斷器安裝在刀開關的下方，是為了在更換熔絲時便于與電源隔離以保安全，如果將刀開關下面的三個熔斷器改接到刀開關上面的電源線上，則在更換熔絲時將帶電操作，因此從安全方面考慮是不合適的。5.5答案：不能互相替代。熔斷器起短路保護作用，熱繼電器起過載保護作用，它們不能互相替代，因為熔斷器長時間通過不太大的過載電流不會熔斷，故不能做過載保護；而熱繼電器即使通過很大的短路電流也需要一定時間才能動作，故不能作短路保護。二、填空題5.6低壓配電電器，低壓控制電器，低壓控制電器，低壓配電電器5.7交流接觸器，直流接觸器，電磁系統，觸點系統，觸點5.8Y-△降壓啟動，自耦降壓啟動5.9電動機的額定電流，過熱5.10短路保護，過載保護，欠壓保護，失壓保護5.11閘刀開關或隔離開關，電5.12主，控制，輔助5.13串聯，短路，過載，電流或溫度，發熱5.14接觸器，熔斷器，行程開關5.15熱，串聯模塊六答案一、簡答題6.1答：采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區稱為PN結。當PN結加上正向電壓時，P區的空穴與N區的電子在正向電壓所建立的電場下相互吸引產生復合現象，導致阻擋層變薄，正向電流隨電壓的增長按指數規律增長，宏觀上呈現導通狀態，而加上反向電壓時，情況與前述正好相反，阻擋層變厚，電流幾乎完全為零，宏觀上呈現截止狀態。這就是PN結的單向導電特性。6.2答：常用的二極管有：1、整流二極管利用二極管單向導電性，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。2、開關二極管二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導通狀態，相當于一只接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止狀態，如同一只斷開的開關。利用二極管的開關特性，可以組成各種邏輯電路。3、限幅二極管二極管正向導通后，它的正向壓降基本保持不變（硅管為0.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內。4、繼流二極管在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起繼流作用。5、檢波二極管在收音機中起檢波作用。6、變容二極管使用于電視機的高頻頭中。7、發光二極管用于VCD、DVD、計算器等顯示器上。8、穩壓二極管反向擊穿電壓恒定，且擊穿后可恢復，利用這一特性可以實現穩壓電路。6.3a.截止；b.截止；c.導通；d.正向死區段二、填空題6.4發射結，集電結，基，集電6.5輸出電壓，輸入電壓6.6增大，不穩定6.7增大，下降6.8506.9集電結和發射結均反偏6.10放大6.111406.121006.13(1),600，,3(2)-，-120，,0.36.14輸出功率6.15隔直通交6.160.2三、計算題6.17解：（1）靜態工作點：（2）微變等效圖：(3)6.18解：6.19解：6.20解：6.21解：（1）(2）模塊七習題答案一、簡答題7．1單相橋式整流電路中，一只二極管出現以下情況的后果如下：（1）極性接反，會導致某一橋臂上兩只二極管出現同時導通或者同時關斷的現象，導致整流電路無法正常工作。（2）某一二極管被擊穿，二極管就失去了反向阻斷能力，相當于此二極管短路，會使得電源出現短路現象。（3）某一二極管斷路，單相橋式整流只能在交流電的一個方向上工作，相當于半波整流。7.2（1）穩壓二極管主要用于穩定電壓，且工作在反向擊穿狀態。反向擊穿狀態是指給二極管加反向電壓，加到一定值后被擊穿，此時流過二極管的電流雖在變化，但電壓的變化都很小，即電壓維持在一個恒定值范圍內，穩壓管就是利用二極管此種特性進行穩壓的。如果通過二極管的反向電流是在一定范圍內變化時則二極管兩端的反向電壓就能保持基本不變，但是反向電流超過允許值，穩壓管就會燒毀。為此在使用時一定要在允許的工作電流內使用。（2）因穩壓管實現穩壓需要工作在反向擊穿區，因此穩壓管工作電壓為反向電壓，大小要超過需要實現的穩壓值，但不能超過最大承受的反向電壓值。7.3因，，則根據，，考慮2倍安全裕量，可選額定電壓400V