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电气工程基础习题集

??一、习题集概述

《电气工程基础》习题集(2版)是为帮助读者更好地掌握电气工程基础课程知识而编写的辅助学习资料。它涵盖了电气工程领域的多个重要方面，包括电路原理、电机学、电力系统等核心内容。通过多样化的习题形式，如选择题、填空题、计算题、简答题等，旨在加深读者对基本概念、原理和分析方法的理解，提高解决实际电气工程问题的能力。

二、电路原理部分习题

（一）选择题

1.电路中某点的电位等于（）。

A.该点到电源负极的电压

B.该点到电源正极的电压

C.该点到参考点的电压

D.电源电压

答案：C

2.电阻元件的伏安关系是（）。

A.u=Ri

B.i=Ru

C.u=R/i

D.i=R/u

答案：A

（二）填空题

1.基尔霍夫电流定律指出，对于电路中任一节点，流入节点的电流之和（）流出节点的电流之和。

答案：等于

2.线性电阻元件的伏安特性曲线是一条（）。

答案：过原点的直线

（三）计算题

1.已知某电阻两端电压u=10sin(ωt)V，电阻R=5Ω，求通过电阻的电流i及电阻消耗的功率P。

解：根据欧姆定律i=u/R，可得：

i=10sin(ωt)/5=2sin(ωt)A

功率P=ui=10sin(ωt)×2sin(ωt)=20sin2(ωt)W

由sin2(ωt)=(1cos(2ωt))/2，可得P=1010cos(2ωt)W

2.电路如图所示，已知E=12V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，求各支路电流。

解：设I1、I2、I3分别为R1、R2、R3支路的电流，根据基尔霍夫电流定律有：

I1=I2+I3

根据基尔霍夫电压定律，对左边回路有：

EI1R1I2R2=0

对右边回路有：

I2R2I3R3=0

将E=12V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω代入上述方程可得：

122I14I2=0

4I26I3=0

由I1=I2+I3，可解得：

I2=1.2A，I3=0.8A，I1=2A

（四）简答题

1.简述电路基本定律有哪些，它们的适用范围是什么？

答：电路基本定律有基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。KCL适用于电路中的任一节点，描述了节点处电流的守恒关系；KVL适用于电路中的任一回路，描述了回路中电压的代数和为零的关系。这两个定律适用于集总参数电路。

2.什么是线性电路？线性电路有哪些特点？

答：线性电路是指由线性元件（如线性电阻、线性电感、线性电容）和独立电源组成的电路。线性电路的特点包括：

（1）齐次性：当电路中的激励（独立电源）增大或缩小K倍时，响应（电压、电流）也增大或缩小K倍。

（2）叠加性：多个激励共同作用于线性电路时，其响应等于各个激励单独作用时响应的代数和。

三、电机学部分习题

（一）选择题

1.直流电动机的电枢电动势与（）成正比。

A.电枢电流

B.主磁通

C.电枢转速

D.电枢电阻

答案：C

2.变压器的变比等于（）。

A.一次侧与二次侧电压之比

B.一次侧与二次侧电流之比

C.一次侧绕组匝数与二次侧绕组匝数之比

D.二次侧绕组匝数与一次侧绕组匝数之比

答案：A、C

（二）填空题

1.三相异步电动机的同步转速n0与电源频率f、磁极对数p的关系是（）。

答案：n0=60f/p

2.直流发电机的电磁转矩方向与电枢旋转方向（）。

答案：相反

（三）计算题

1.一台他励直流电动机，额定功率Pn=10kW，额定电压Un=220V，额定电流In=53.8A，额定转速nn=1500r/min，电枢电阻Ra=0.4Ω。求：

（1）额定电磁转矩Tn；

（2）直接启动时的启动电流Ist。

解：（1）额定电磁功率Pem=Pn+P0（P0为空载损耗，此处忽略）

Pem=UnIn

额定电磁转矩Tn=9550Pem/nn=9550×220×53.8/1500≈74.4N·m

（2）直接启动时的启动电流Ist=Un/Ra=220/0.4=550A

2.一台三相变压器，SN=1000kVA，U1N/U2N=6300/400V，Y，yn0连接。求：

（1）一、二次侧额定电流I1N、I2N；

（2）变比k。

解：（1）一次侧额定电流I1N=SN/(√3U1N)=1000/(√3×6300)≈91.6A

二次侧额定电流I2N=SN/(√3U2N)=1000/(√3×400)≈144.3A

（2）变比k=U1N/U2N=6300/400=15.75

（四）简答题

1.简述直流电动机的调速方