基尔霍夫习题相关教学内容.docx
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基尔霍夫习题相关教学内容
项目1习题
1.计算如图所示电路中,a、b、c各点的点位。
解:
Φa=0V
Φb=-3V
Φc=-1.5V
2.如图所示电路中,已知电源电动势为E=12V。
其中内阻r=2Ω,负载电阻R=10Ω,试计算开关S处于1、2、3三个位置时,
(1)电路电流;
(2)电源端电压;(3)负载上的电压降;(4)电源内阻上的电压降。
解:
当开关S处于3时,短路,电路烧毁;
(1)
;
;
(2)
;
(3)负载上的电压降为10V,0,0
(4)电源内阻上的电压降为2V,0,12V
模块2
3.有一只标有220V、60W的白炽灯,欲接到400V的直流电流上工作,应该串联电阻值为多大的电阻?
其规格如何?
解:
由题意可知:
串联的电阻需要分压UR=400V-220V=180V
白炽灯的额定电流I=
=
A=
A
所以应该串联的电阻R=
=660Ω
规格:
额定电压180V、额定功率P=UR×I=180V×
A≈50W
4.两个额定值时110V、40W的灯泡能否串联后接到220V的电源上使用?
如果两个灯泡的额定电压相同,都是110V,而额定功率一个是40W另一个是100W,问能否把这两个灯泡串联后接在220V电源上使用,为什么?
解:
两个额定值时110V、40W的灯泡可以串联后接到220V的电源上使用,但是如果两个灯泡的额定电压相同,都是110V,而额定功率一个是40W另一个是100W,就不可以把这两个灯泡串联后接在220V电源上使用。
因为前面的两个灯泡的规格是一样的,也就是说它们的电阻是一样的,把它们接入电路后各分担110V的电压,两个灯泡都恰好正常工作;后面的两个灯泡的电阻明显是不一样的,一大一小,接入电路后大电阻分的电压多,小电阻分的电压少,所以它们都不能工作,甚至有可能烧坏电路。
5.电路如图所示,已知I1=1A,I2=2A,I5=16A,求I3,I4和I6.
解:
由基尔霍夫电流定律可得,电流的方向如图所示,
I1+I2=I3
I3+I4+I5=0
I2+I4+I6=0
代入题目所给的数据可得
I3=3A;I4=-18A;I6=16A.
6.电路如图所示,已知U=20V,E1=8V,E2=4V,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=5Ω.设a,b两点开路,求开路电压Uab。
解:
在左边的网孔由基尔霍夫电流定律可得
U-E1+(R1+R2)*I=0
7.如图所示电路中,设E1=60V,E2=-90V,R1=R2=5Ω,R3=R4=10Ω,R5=20Ω,试用支路电流法求各支路电流I1,I2,I3.
解:
对节点a由基尔霍夫电流定律可得I1+I2=I3;
选两个网孔为独立回路,可得
-E1+I1*R1+I3*R5+R2*I2=0
-E2+R3*I2+I3*R5+R4*I2=0
代入题目数据可得
.
8.试用叠加原理求图中所示电路的电流I。
解:
当4A电流源单独作用时,
当6V电压源单独作用时,
所以综上,
9.试用戴维宁定理求图中所示电路的电流I。
解:
(1)断开支路,求开路电压
,有
(2)求等效电阻
,有
(3)画出等效电路,接上待求支路,如图:
项目2习题
1.设电感上电压、电流参考方向关联,电压u=220sin(100t-30
),L=1H,请用向量关系求i并绘出向量图。
解:
2.图中所示电路为RL串联电路,其中V1指示3V,V2指示5V,求V3的值?
(图中电压表均指示电压有效值)
解:
3.图中所示电路为RC电路,其中A1指示1A,A2指示2A,求A3的值?
(图中电流表均指示电流有效值)
解:
4.如图所示,已知R1=4Ω,R2=5Ω,XL=17Ω,XC=5Ω,U=195V,求此电路的电流I,
视在功率S,有功功率P和功率因数λ。
解:
项目3习题
1.如图所示,有一台变压器,如图,其元绕阻N1=550匝,接220V交流电源,测得原边电流I1=0.3A。
它有两个副绕组,一个电压u2=36V,另一个电压u3=12V,两个副绕组接有功率相同的电阻性负载。
试求:
(1)变压器两个副绕组电流I2,I3;
(2)两个副绕组接有N3.(假设变压器为理想变压器)
解:
2.如图所示,有一信号源,信号电压有效值E=50V,信号源内阻Rs=100Ω,负载为扬声器,其等效电阻Rl=8Ω。
求:
(1)将负载直接接到信号源上,负载上得到的功率;
(2)将负载通过变压器接到信号源上,负载接到变压器副边,变压器变比K=N1/N2=3/1,负载上得到的功率P;(3)要使负载上得到的功率最大,变压器变比K应为多少?
解:
项目4习题
1.如果刀架电机只能正转而不能反转,说出排除故障思路。
答:
(1)分清是CNC还是外围电气电路故障。
在CNC后面的Y06和Y07线上一般装有发光二极管(LED)指示灯,如果运行刀架正转,则Y06=0,则Y06上的LED会亮,若LED指示灯会亮,故障很可能在外围电气电路,相反LED若不亮,故障很可能在CNC内部。
如图4-17所示。
(2)分清是强电故障还是弱电故障。
拆除刀架电机三根引线,用万用表电阻档两两测量三根的三个电阻值,看阻值是否相等,正常情况下三个电阻值应相等。
用交流电压表测量刀架电机三个接线端处,用手按下KM4或KM5(绝不能同时按下),两两测量三次,电压值应基本相等且与供电电压相等,若三个电压值相差很大,则说明强电不正常,如缺相,应查缺相原因。
(3)分清是接触器故障还是电气线路故障。
关电情况下,且把连至CNC的Y06和Y07插头拔下,用万用表电阻档测接触器和继电器线圈两端的电阻值,正常情况下应有一定的电阻值。
2.他励直流电机的调速方式有几种?
答:
他励直流电机调速方法有三种:
(1)改变电枢电源电压U调速,其他条件相同情况下,U越低,转速就越低。
(2)电枢串电阻调速,电枢串上电阻,使总电阻R变大,其他条件相同情况下,转速降低,机械特性变软。
(3)弱磁调速,其他条件相同情况下,减小励磁磁通Φ,会使转速变快,甚至会超速,这是不允许的。
3.脉冲编码器输出信号有哪些?
代表什么意义?
答:
脉冲编码器输出的脉冲有三个基本脉冲:
A相脉冲、B相脉冲和Z相脉冲。
Z相零点信号,主轴每转一周,只有一个脉冲,A相和B相则不同,主轴每转一周,输出脉冲将可达数千个脉冲信号,如果A相脉冲比B相脉冲超前1/4周期,说明电机为正转(假设),相反若B相脉冲比A相超前1/4周期,则说明电机是反转。
4.数控机床为什么要设急停功能?
并分析其工作过程
答:
1)急停电气控制是为保护人身和机床安全的重要措施,如加工时发生人身损害或机床超程损坏机床时,这时必须要立即停车,即所有机床动作要马上停止,避免损害的进一步扩大。
2)控制过程如下:
机床未发生超程,所有限位开关是闭合的,急停开关也未按下,急停开关也是闭合的,因此继电器线圈KA2是通电的,则KA2常开开关闭合,使KA1线圈得电,KA1常开开关闭合,KM1、KM2线圈得电,KM1和KM2主触头闭合,使主轴和伺服都得强电,可以正常工作了。
当机床发生超程时,或者发生了意外事故,按下急停开关,使KA2线圈失电。
电路图见图4-1
图4-1急停电气控制图
项目5习题
1.控制电器的基本功能是什么?
答:
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
2.试设计一三相异步电动机单向连续运转控制电路的PLC程序。
三相异步电动机单向连续运转控制电路的特点是当按下启动按钮时,电动机启动并连续运转;当按下停止按钮时,电动机停止运行。
解:
梯形图、电路原理图、接线图如下:
图5-1梯形图
图5-2电路原理图图5-3接线图
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