电工学课后习题解答
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第1章 习题解答(部分)
1.5.3 有一直流电源,其额定功率P N =200 W ,额定电压U N =50 V ,内阻只RN =0.5Ω,
负载电阻R0可以调节,其电路如图所示。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,
分析 电源的额定值有额定功率P N 。额定电压U N 和额定电流I N 。三者间的关系为 P N =U N I N 。额定电压U N 是指输出额定电流I N 时的端电压,所以额定功率P N 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 A U P I N N N 450
200
===
负载电阻 5.124
50
===
N N I U R Ω (2)开路状态下端电压U 0 等于 电源电动势E 。
U 0=E =U N +I N R0=50+4×0.5=52 V
1.5.6 一只100V ,8W 的指示灯,现在要接在380V 的电源上,问要串多大阻值的电阻?该
电阻应选用多大瓦数的?
分析 此题是灯泡和电阻器额定值的应用。白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变,但可计算出额定电压下的电阻值。电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。
解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流I N 及电阻只R N
Ω
≈==≈==
1510073
.0110A 073.0110
8
N N N N N N U U R U P I
串入电阻R 降低指示灯电压,使其在380V 电源上仍保持额定电压U N =110V 工作,故有
Ω≈-=-=
3710073
.0110
3800N N I U U R 该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为
W R I P N R 6.193710073.02
2≈⨯=⋅=
可选额定值为3.7k Ω,20 W 的电阻。
1.5.7在图1.03的两个电路中,要在12V 的直流电源上使6V ,50 mA 的电珠正常发光,
应该采用哪 一个联接电路? 解 要使电珠正常发光,必须保证电珠 获得6V ,50mA 电压与电流。此时电珠 的电阻值为12050
6
==
R Ω。 在图1.03(a)中,电珠和120Ω电阻
+
E
-
a R0
b
I +
U
-
R d
c +
12V
-
(a ) (b )
+ 12V
-
120V
120V 120V
将12V 电源电压平分,电珠能获得所需
的6V 电压和50mA 电流,发光正常。
在图1.03(b)中,电珠与120Ω电阻并联后再串联120Ω电阻。并联的120Ω电阻产生分流作用,使总电流大于50mA ,串联的120Ω电阻压降大于6V ,电珠电压将低于6V ,电流将小于50mA ,不能正常发光。用中学物理中学过的电阻串并联知识,或教材第二章中2.1节的方法可计算如下:
33.3mA
mA 7.662
121V 41201066.712mA
6.77180
12
180120
120120
1201203-N ===电珠中电流 =-=电珠端电压 =电路总电流 =++
=电路总电阻 ‘⨯⨯⨯≈Ω
⨯I I U I R
结论 应采用图1.03(a)联接电路。
1.5.9 图1.05的电路可用来测量电源的电动势E 和内阻R 0。图中,R 1=
2.6 Ω, R 2=5.5Ω。
当将开关S 1闭合时,电流表读数为2A ,断开S 1,,闭合S 2后,读数为1A 。试求E 和R 0。
解 据题意有两个未知量,可列出两个电压 方程式求解之。
当开关S 1闭合时有
E -I 1R0= I 1R1 ① 当开关S 1断开, S 2闭合时有 E -I 2R0= I 2R2 ② 代入数据联立求解。
E -2×R0=2×2.6=5.2
E -1×R0=1×5.5=5.5
可得 E=5.8 V ,R0=0.3 Ω
1.6.2 在图1011所示的电路中,U 1=10V ,E 1=4V ,E 2=4V ,R 1=4 Ω,R 2=2 Ω,R 3
=5Ω,1,2两点处于开路状态,试计算开路电压U 2。 解 根据基尔霍夫电压定律,电路左边回路
电流为
A R R E U 14
2410I 1211=+-=+-=
对电路右边回路有
IR 1+E 1=E 2+U 1
所以U 2=IR 1+E 1-E 2=1×4+4-2=6V 1.7.4 在图1.15中,求A 点电位V A 。
解 将图1.15改成图解1.13所示电路。 根据基尔霍夫电流定律有 I 1-I 2-I 3=0
根据基尔霍夫电压定律,对左边回路有
图1.03 习题1.5.7的图 +
E R0
-
R1 A R2 S 1 S 2 图1.05 习题
1.5.9的图
+
U 1
-
1
+
U 2
- 2
R 1
R 2 +
E 1 -
+E 2
-
R 3
图1.11 习题1.6.2的图