第1章 电路的基本概念和基本定律
本章的主要任务是学习电路的基本概念、基本物理量和基本定律，为掌握电路的分析计算方法奠定必要的基础。
本章基本要求
(1) 正确理解理想电路元件、电路模型的概念；
(2) 正确理解电流、电压的参考方向的概念，并掌握电流、电压参考方向的
使用；
(3) 计算元件或电路的功率，并判别元件或电路是吸收功率还是发出功率； (4) 掌握理想元件的电压与电流关系式；
(5) 掌握基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）的应用；
(6) 了解电路的三种工作状态：额定工作状态、过载工作状态和欠载工作状
态。理解电气器件、设备的额定值。
本章习题解析
1－1 试求图1－1所示电路的电压U ab 和U ba 。
图1－1
解 (a)电压U 的参考方向如图所示，已知U ＝10V ，故有 10==U U ab V
10-=-=-=U U U ab ba V (b)直流电压源的电压参考方向如图所示，故有 5=ab U V 5-=-=ab ba U U V
1－2 根据图1－2所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是吸收功率还是发出功率。
(a)
(b)
(c)
(d)
图1－2
解 (a)因为电流为＋2mA ，电压为＋5V ，所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。电阻元件的功率为
101010102533=?=??==--UI P mW
电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果P >0，说明电阻元件吸收功率。
(b)因为电流、电压随时间t 按照正弦规律变化，所以当电流i >0、电压u >0时，它们的实际方向与参考方向一致；当电流i <0、电压u <0时，它们的实际方向与参考方向相反。电阻元件的功率为
)(s i n )s i n ()s i n (t t t ui p ωωω2
55=?==W
电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果p >0，说明电阻元件吸收功率。
(c)因为电流为－2mA ，所以电流的实际方向与参考方向相反；电压为＋5V ，所以电压的实际方向与参考方向相同。直流电压源的功率为
101010102533-=?-=?-?==--)(UI P mW
直流电压源的电压与电流取关联参考方向，计算结果P <0，说明直流电压源发出功率。
(d)因为电流为＋2A ，电压为＋6V ，所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。直流电流源的功率为
1226=?==UI P W
直流电流源的电压与电流取非关联参考方向，计算结果P >0，说明直流电流源发出功率。
1－3 在图1－3所示电路中，试求：
(1)若元件A 吸收10W 功率，求其电压U A ； (2)若元件B 吸收－10W 功率，求其电流I B ； (3)若元件C 发出10W 功率，求其电流I C ；
(4)若元件D 发出10mW 功率，求其电流I D 。
(a)
(b)
(c)
(d)
图1－3
解 (1)元件A 的电流与电压取关联参考方向，其吸收功率为
104=?=A
A U
P W
(2) 电流I B (3) 电流I C (4)
1010=?=D D I P mW
故其电流I D 为
110
10
10
103
3
==?=
--D I mA
1－4 在图1－4所示电路中，串联电阻R 1、R 2、R 3和R 4的电压、电流额定值分别是 6.3V 、0.3A ，R 5的电压、电流额定值分别是6.3V 、0.45A 。为使上述各电阻元件均处于其额定工作状态，应当选配多大的电阻R x 和R y ？
U A 10V B
6V
C
10V D
图1－4
解 为使电阻元件R 1、R 2、R 3、R 4和R 5均处于其额定工作状态，电阻R x 的电压应为串联电阻R 1、R 2、R 3和R 4的端电压，即36.=x U V ，电阻R x 的电流应为
15.03.045.0=-=x I A （KCL ） 故
故
1－5 U ab 、U bc 、U ac 和U (1)(2)在图示电流参考方向I ＝－2A 。
图1－5
解 (1) 在图示电流I 参考方向，I ＝1A ，有 1011010=?==I U ab V
5=bc U V 由KVL ，得
15510=+=+=bc ab ac U U U V 又
1011010=?==I U cd V 3-=de U V 由KVL ，得
22)3(1015=-++=++=de cd ac ae U U U U V (2)在图示电流I 参考方向，I ＝－2A ，有
20
)2(1010-=-?==I U ab V
5=bc U V 由KVL ，得
155)20(-=+-=+=bc ab ac U U U V 又
20)2(1010-=-?==I U cd V 3-=de U V 由KVL ，得
38)3()20()15(-=-+-+-=++=de cd ac ae U U U U V
1－6 在图1－6所示电路中，已知U 1＝10 V ，U s1＝4V ，U s2＝2V ，R 1＝4Ω，R 2＝2Ω，R 3＝5Ω。试计算端子1、2开路时流过电阻R 2的电流I 2和电压U 2。
图1－6
1 2
解 端子1、2开路时流过电阻R 3和电压源U s2的电流为零，因此流过电阻R 2 、R 1和U s1的电流均为I 2。由KVL ，得
1
1212112122)(s s U U I R R U U I R I R -=+=++
16
64
2410)
(12112==
+-=
+-=
R R U U I s A
212222=?==I R U V
1－7 在图1－7所示电路中，四个电路元件的电压和回路电流的参考方向如图所示。设电压U 1＝100V ，U 2＝－40V ，U 3＝60V ，U 4＝－80V ，电流I ＝－
10A 。(1)试标出各元件电压的实际极性（正极性⊕，负极性○
－）及回路电流I 的实际方向；(2)判别哪些元件是电源，哪些元件是负载；(3)计算各元件的功率，
解
图1－8
(2)元件1和2的电压与电流实际方向相反，因此它们是电源；元件3和4的电压与电流实际方向相同，因此它们是负载。
(3)各元件的功率为
1000)10(10011-=-?==I U P W 400)10()40(22=-?-==I U P W
600
)10(6033-=-?==I U P W
800)10()80(44=-?-==I U P W
电路发出的功率为
14004001000＝＋＝发出P W 电路吸收的功率为
1400800600＝＋＝吸收P W
上述计算结果表明，电路的功率平衡。
I 2.112.0615=+=+=I I I A 通过该闭合面的电流符合KCL ，故上述计算正确。
一、填空题（每空1分，共20分） 1．在直流电路中，电感可以看作短路，电容可以看作断路。 2．我国工业交流电采用的标准频率是 50 Hz。 3．三相对称负载作三角形联接时，线电流I L与相电流I P间的关系是：I P＝3I L。 4．电阻元件是耗能元件，电容元件是储能元件。 5．已知一正弦电压u=311sin(628t-60o)V，则其最大值为311 V，频率为100 Hz，初相位为-60o。 6．在纯电阻交流电路中，已知电路端电压u=311sin(314t-60o)V，电阻R=10Ω，则电流I=22A,电压与电流的相位差φ= 0o，电阻消耗的功率P= 4840 W。 7．三角形联结的三相对称负载，若线电压为380 V，则相电压为380 V；若相电流为10 A，则线电流为17.32 A。 8．式Q C=I2X C是表示电容元件在正弦电路中的无功功率计算公式。 9．正弦交流电压的最大值U m与其有效值U之比为2。 10．电感元件是一种储能元件，可将输入的电能转化为磁场能量储存起来。 11．若三相电动势依次达到最大值的次序为e1—e2—e3，则称此种相序为正序。 12．在正弦交流电路中，电源的频率越高，电感元件的感抗越大。 13．已知正弦交流电压的有效值为200V，频率为100Hz，初相角为30o，则其瞬时值表达式u= 282.8sin（628t+30o）。 二、判断题（每题1分，共10分） 1. 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） 2. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。（错） 3．负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。（对） 4．一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。（错） 5．正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。（错） 6．电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。（对） 7．正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。（错） 8．中线不允许断开，因此不能安装保险丝和开关。（对） 9．互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。（错）
练习题解答 [解] S 闭合时， S 断开时 下一题 返回练习题集 幻灯片2 1.3.2 求图示电路中开 关S 闭合和断开两种情况下a、b、c 三点的电位。 S 2 k? a b c ＋12 V 4 k? －6 V 4 k? 2 k? 1.3.1 求图示电路中开关S 闭合和断开两种情况下a、b、c 三点的电位。 R S 3 V 6 V a b c
下一题 上一题 返回练习题集 幻灯片3 1.5.1 试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的两电路：当 R 变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）的电压和电流有无影响？R 变化时所造成的影响是什么？ [解] S 断开时， V V V 3 a 3 3 b 3 3 c 3 21012(126)V 9V (2442)10(24)1012(126)V 3V (2442)102106(126)V 3V (2442)10???=-?+=??+++??? ??+?=-?+=??+++??? ???=-+?+=-??+++???解：S 闭合时 V V V b 3 a 33 3 c 33 0V 410(12)V 8V 210410410(6)V 4V 210410=?=?=?+????=?-=-???+???
IS R 任 何 电 路 US + _ R 任 何 电 路 [解] 对电路（b ），因为凡与理想电流源串联的元件其电流均等于理想电流源的电流，故改变 R 不会影响虚线部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电压。R 的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。 IS R 任 何 电 路 （b ）
第3章单相正弦电路分析 已知正弦电压（V）、（V），则u1与u2的相位差为，是否正确？为什么？ 分析讨论相位差问题时应当注意，只有同频率正弦量才能对相位进行比较。这是因为只有同频率正弦量在任意时刻的相位差是恒定的，能够确定超前、滞后的关系，而不同频率正弦量的相位差是随时间变化的，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。 解不正确。因为u1的角频率为ω，而u2的角频率为2ω，两者的频率不同，相位差随时间变化，无法确定超前、滞后的关系，因此不能进行相位的比较。 已知某正弦电流的有效值为10 A，频率为50 Hz，初相为45°。 （1）写出该电流的正弦函数表达式，并画出波形图； （2）求该正弦电流在s时的相位和瞬时值。 解（1）由题设已知正弦电流的有效值A，频率Hz，初相。由频率f可得角频率ω为： （rad/s） 所以，该电流的正弦函数表达式为： （A） 波形图如图所示。 （2）s时的相位为： （rad） 瞬时值为： （A） 已知正弦电流（A）、（A），试求i1与i2的振幅、频率、初相、有效值和相位差，并画出其波形图。 解i1与i2的振幅分别为： （A） （A） 频率分别为： （Hz）
初相分别为： 有效值分别为： （A） （A） i1与i2的相位差为： 说明i1超前i2。波形图如图所示。 图习题解答用图图习题解答用图设，，试计算、、AB、。 分析复数可用复平面上的有向线段、代数型、三角函数型和指数型（极坐标型）等形式表示。复数的加减运算就是将实部和虚部分别进行加减，因而采用代数型比较方便。复数的乘法运算就是将模相乘而辐角相加，复数的除法运算就是将模相除而辐角相减，因而采用指数型（极坐标型）比较方便。 解 写出下列各正弦量所对应的相量，并画出其相量图。 （1）（mA）（2）（A） （3）（V）（4）（V） 分析用相量来表示正弦量，就是用一个复数来反映正弦量的振幅（或有效值）和初相，即用相量的模来代表正弦量的振幅（或有效值），用相量的辐角来代表正弦量的初相。一个正弦量可以用有效值相量来表示，也可以用振幅相量来表示。相量图就是相量在复平面上用有向线段表示所得的图形，画相量图时坐标轴可用极坐标。 解（1）（mA）
电工电子技术复习题 第一章 电路的基本概念与基本定律 1. 在交流电路中电流和电压的大小和方向都随时间做_ 变化，这样的电流、电压分别称做交变电流、交变电压，统称为__ ___。 2. 负载增加一般指负载 增大. 3. 已知图2所示电路中的U S =10 V ，I S = 13 A 。电阻R1和R2消耗的功率由( )供 给 。 A. 电压源 B. 电流源 C. 电压源和电流源 R 1 图2 4. 关于电位下列说法不正确的是( )。 A. 参考点的电位为零，某点电位为正，说明该点电位比参考点高 B. 参考点的电位为零，某点电位为负，说明该点电位比参考点低 C. 电路中两点间的电压值是固定的，与零电位参考点的选取有关 5. 电路如图所示, U S 为独立电压源, 若外电路不变, 仅电阻R 变化时, 将会引起( ) A. 端电压U 的变化 B. 输出电流I 的变化 C. 电阻R 支路电流的变化 图1 1. 在图3中，(1)试求电流I ；(2)计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用的还是发出的功率。
图3 第二章电路的分析方法 1.根据戴维宁定理，任何一个有源二端线性网络都可以用一个和 的串联组合电路来代替。 2. 3.电路如图4所示，试计算电阻R L上的电流I L；(1) 用戴维宁定理；(2) 用诺顿定理。 图4 第三章 1.电容、电感和电阻都是电路中的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上看，电容和电感是_ __元件，电阻是_ ___元件。 2.在自感应现象中，自感电动势的大小与（）成正比。 A. 通过线圈的原电流 B. 通过线圈的原电流的变化 C. 通过线圈的原电流的变化量 3.在直流稳态时，理想电感元件上（） A. 有电流，有电压 B. 有电流，无电压 C. 无电流，有电压 4.有一RC电路如图5(a)所示，其输入电压如图5(b)所示。设脉冲宽度T = RC。试求负脉
一、判断题 1. N 型半导体可通过在纯净半导体掺入五（三）价元素而获得。 (√ ) 2. P 型半导体的多数载流子是空穴，因此带正电。 ( × ) 3.二极管在反向截止区的电流大小主要与温度有关。( √ ) 4. 稳压管正常稳压时，应工作在正向导通区域。（ × ） 5 . 三极管的发射区和集电区是同类型半导体，因此，发射极和集电极是可以互换使用的。（ × ） 6. 环境温度升高时双极型三极管的I CBO ，β，U BE 都升高。( × ) 7. 集电结处于反向偏置的三极管，一定是工作在放大状态。（ × ） 8. 发射结处于正向偏置的三极管，一定是工作在放大状态。（ ×） 9. 多级阻容耦合放大电路的静态工作点互不影响。（ ×） 10. 三极管工作在放大区时，发射结反偏，集电结正偏。（ √ ） 11. 多级阻容耦合放大器各级静态工作点的计算不用考虑前后级的影响。（ × ） 12. 多级放大器中，后一级的输入电阻相当于前一级的负载。（ √ ） 13. 多级放大电路输入电阻为各级输入电阻之和。（ × ） 14. 多级放大电路总的电压放大倍数为各级电压放大倍数之和。（ × ） 15. 集成运算放大器的输出级一般采用差动放大电路。（ √ ） 16. 反相比例运算电路引入负反馈，同相比例运算电路引入正反馈。（ × ） 17. 电压负反馈使输出电阻增加，带负载能力强。（ × ） 18. 串联负反馈使放大电路的输入电阻减小。（ × ） 19. 当输入信号是一个失真信号时，加入负反馈不能使失真得到改善。（ × ） 20. 在放大电路中引入电压负反馈能稳定电路的输出电压。（ √ ） 21. 逻辑函数 1=+++=C B A C B A F 。（ √ ） 22. 逻辑函数0=++B A B A 。（ × ） 23. 逻辑函数A A =⊕1 。（ × ） 24. 一个逻辑函数式只能用唯一的逻辑电路实现。（ × ） 25. 译码电路输入是二进制代码，输出为高低电平。（ × ） 26. 组合逻辑电路的输出仅与取决于当前的输入。（ √ ） 27. D 边沿触发器在CP 作用下，若D=1，其状态保持不变。（ √ ） 28. n 个变量的逻辑函数共有2n 个最小项。（ × ） 29. 计数器属于组合逻辑电路。（ × ） 30. 由同一CP 控制各触发器的计数器称为异步计数器。( × ) 二、选择题
《电工电子技术》（第二版）节后学习检测解答 第1章节后检验题解析 第8页检验题解答： 1、电路通常由电源、负载和中间环节组成。电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换；电子技术的电路功能是实现电信号的产生、处理与传递。 2、实体电路元器件的电特性多元而复杂，电路元件是理想的，电特性单一、确切。由理想元件构成的、与实体电路相对应的电路称为电路模型。 3、电路中虽然已经定义了电量的实际方向，但对某些复杂些的直流电路和交流电路来说，某时刻电路中电量的真实方向并不能直接判断出，因此在求解电路列写方程式时，各电量前面的正、负号无法确定。只有引入了参考方向，方程式中各电量前面的的正、负取值才有意义。列写方程式时，参考方向下某电量前面取正号，即假定该电量的实际方向与参考方向一致，若参考方向下某电量前面取负号，则假定该电量的实际方向与参考方向相反；求解结果某电量为正值，说明该电量的实际方向与参考方向相同，求解结果某电量得负值，说明其实际方向与参考方向相反。电量的实际方向是按照传统规定的客观存在，参考方向则是为了求解电路方程而任意假设的。 4、原题修改为：在图1-5中，五个二端元件 分别代表电源或负载。其中的三个元件上电流和电压的 参考方向已标出，在参考方向下通过测量得到：I 1＝－ 2A ，I 2＝6A ，I 3＝4A ，U 1＝80V ，U 2＝－120V ，U 3＝ 30V 。试判断哪些元件是电源？哪些是负载？ 解析：I 1与U 1为非关联参考方向，因此P 1=－I 1×U 1=－（－2）×80=160W ，元件1获得正功率，说明元件1是负载；I 2与U 2为关联参考方向，因此P 2=I 2×U 2=6×（－120）=－720W ，元件2获得负功率，说明元件2是电源；I 3与U 3为关联参考方向，因此P 3= I 3×U 3=4×30=120W ，元件3获得正功率，说明元件3是负载。 根据并联电路端电压相同可知，元件1和4及3和5的端电压之代数和应等于元件2两端电压，因此可得：U 4=40V ，左高右低；U 5=90V ，左低右高。则元件4上电压电流非关联，P 4=－40×（－2）=80W ，元件4是负载；元件5上电压电流关联，P 5=90×4=360W ，元件5是负载。 验证：P ＋= P 1+P 3+ P 4+ P 5= 160+120+80+360=720W P －= P 2 =720W 电路中电源发出的功率等于负载上吸收的总功率，符合功率平衡。 第16页检验题解答： 1、电感元件的储能过程就是它建立磁场储存磁能的过程，由2/2L LI W =可知，其储能仅取决于通过电感元件的电流和电感量L ，与端电压无关，所以电感元件两端电压为零时，储能不一定为零。电容元件的储能过程是它充电建立极间电场的过程，由2/2C CU W =可知，电容元件的储能只取决于加在电容元件两端的电压和电容量C ，与通过电容的电流无关，所以电容元件中通过的电流为零时，其储能不一定等于零。 2、此电感元件的直流等效电路模型是一个阻值等于12/3=4Ω的电阻元件。 3、根据dt di L u =L 可知，直流电路中通过电感元件中的电流恒定不变，因此电感元件两端无自感电压，有电流无电压类似于电路短路时的情况，由此得出电感元件在直流情况下相当于短路；根据 图1-5检验题4电路图 U 3
思考与习题 1-1 1-35图中，已知电流I =-5A ，R =10Ω。试求电压U ，并标出电压的实际方向。 图1-35 题1-1图 解：a)U=-RI=50V b)U=RI=-50V 。 1-2 在1-36图所示电路中，3个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所示，通过实验测量得知：I 1=-4A ，I 2=4A ，I 3=4A ，U 1=140V ，U 2=-90V ，U 3=50V 。试求 (1)各电流的实际方向和各电压的实际极性。 (2)计算各元件的功率，判断哪些元件是电源？哪些元件是负载？ (3)效验整个电路的功率是否平衡。 图1-36 题1-2图 解：(2)P 1=U 1I 1=-560W ，为电源；P 2=-U 2I 2=360W ，为负载；P 3=U 3I 3=200Ｗ，为负载。 (3)Ｐ发出＝Ｐ吸收，功率平衡。 1-3 图1-37中，方框代表电源或负载。已知U =220V ，I = -1A ，试问哪些方框是电源，哪些是负载？ 图1-37 题1-3图 a) b) I I a) b) c) d)
解：a）P=UI =-220W，为电源；b）P=-UI=220W，为负载； c）P=-UI=220W，为负载；d）P=UI =-220W，为电源。 1-4 图1-38所示电路中，已知A、B段产生功率1500W，其余三段消耗功率分别为1000W、350W、150W，若已知电流I=20A，方向如图所示。 (1)标出各段电路两端电压的极性。 (2)求出电压U AB、U CD、U EF、U GH的值。 (3)从(2)的计算结果中，你能看出整个电路中电压有什么规律性吗？ 解：(2) U AB=-75V,U CD=50V,U EF=17.5V,U GH=7.5V (3) U AB+U CD+U EF+U GH=0. 1-5 有一220V、60W的电灯，接在220V的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V 电压下工作时的电阻。如果每晚用3h，问一个月消耗电能多少？ 解：I=P/U=0.27A，R= U 2/ P= 807Ω，W= P t=60×10-3 kW×30×3h =5.4度. 1-6 把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，这种接法会有什么后果？它们实际消耗的功率各是多少？如果是两个110V、60W的灯泡，是否可以这样使用？为什么？ 解：把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，将会使60W的灯泡烧毁。60W的灯泡实际消耗的功率是93.8W，100W 的灯泡实际消耗的功率是56W。如果是两个110V、60W的灯泡，都在额定值下工作，可以这样使用。 1-7 有一直流电源，其额定功率为150W，额定电压50V，内阻1Ω，负载电阻可以调节。试求：(1)额定状态下的电流及额定负载。(2)开路状态下的电源端电压。(3)电源短路状态下的短路电流。 解：(1)I N=150/50=3A，R N=50/3-1=15.67Ω(2)U OC=50V (3) I S=50A
1页脚内容 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 ＝0.5?， 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 负载电阻 5.124 50===N N I U R ? （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 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 该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为 可选额定值为3.7k ?,20 W 的电阻。 ，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 ?。 在图1.03(a)中，电珠和120?电阻 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120?电阻并联后再串联120?电阻。并联的120?电阻产生分流作用，使总电流大于50mA ，串联的120?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： 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 ?， R 2＝5.5?。 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 － a Ｒ0 b I ＋ U － R d c ＋ 12V － （a ） （b ） ＋ 12V － 120V 120V 120V 图1.03 习题 Ｒ1 A Ｒ2
电工电子技术题习题解析-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第1章检测题（共100分，120分钟） 一、填空题：（每空0.5分，共20分） 1、电源和负载的本质区别是：电源是把其它形式的能量转换成电能的设备，负载是把电能转换成其它形式能量的设备。 2、对电阻负载而言，当电压一定时，负载电阻越小，则负载越大，通过负载的电流和负载上消耗的功率就越大；反之，负载电阻越大，说明负载越小。 3、实际电路中的元器件，其电特性往往多元而复杂，而理想电路元件的电特性则是单一和确切的。 4、电力系统中构成的强电电路，其特点是大电流、大功率；电子技术中构成的弱电电路的特点则是小电流、小功率。 5、常见的无源电路元件有电阻元件、电感元件和电容元件；常见的有源电路元件是电压源元件和电流源元件。 6、元件上电压和电流关系成正比变化的电路称为线性电路。此类电路中各支路上的电压和电流均具有叠加性，但电路中的功率不具有叠加性。 7、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能；电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件供出电能。 8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等，这种情况称为电源与负载相匹配，此时负载上获得的最大功率为U S2/4R S。 9、电压是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位，电位具有相对性。 10、线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受欧姆定律的约束；电路中各支路电流任意时刻均遵循KCL定律；回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。这三大定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。 二、判断正误：（每小题1分，共10分） 1、电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。（错） 2、电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。（错） 3、大负载是指在一定电压下，向电源吸取电流大的设备。（对） 4、电压表和功率表都是串接在待测电路中。（错） 5、实际电压源和电流源的内阻为零时，即为理想电压源和电流源。（错） 6、电源短路时输出的电流最大，此时电源输出的功率也最大。（错） 7、线路上负载并联得越多，其等效电阻越小，因此取用的电流也越少。（对） 8、负载上获得最大功率时，电源的利用率最高。（错） 9、电路中两点的电位都很高，这两点间的电压也一定很大。（错） 10、可以把1.5V和6V的两个电池相串联后作为7.5V电源使用。（错） 三、选择题：（每小题2分，共20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，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，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。 2
第1章 电路的基本知识 1.1 电路的概念 （1）略 （2）电路通常由电源、负载和中间环节（导线和开关）等部分组成。 A ．电源的作用：将其他形式的能转换成电能。 B ．负载的作用：将电能转换成其他形式的能。 C ．中间环节的作用：传递、分配和控制电能。 1.2 电路中的主要物理量 （1）零、负电位、正电位 （2）3、1.5、3、1.5、0、3 （3）-7，-5 1.3 电阻 （1）3∶4 （2）查表1.3，知锰铜合金的电阻率?Ω?=-7 10 4.4ρm 根据S l R ρ=，得43.1104.41021.0376=???==--ρRS l m 1.4 欧姆定律 （1）电动势、内压降 （2）当R =∞ 时，电路处于开路状态，其特点是电路中电流为零，电源端电压等于电源电动势；当R =0时，电路处于短路状态，其特点是短路电流极大，电源端电压等于0。 （3）22.01000 220 === R U I A 由于22.0=I A=220mA 50>mA ，故此人有生命危险。 1.5 电功与电功率 （1）2540 1000 ===P W t h （2）略 （3）31680072002.0220=??==UIt W J 思考与练习 一、判断题 1.√ 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. × 8. √ 9. × 二、选择题 1. C 2. C 3. B 4. B 5. B 6. B 7. C 8. B 三、填空题
1．正、相反； 2．参考点； 3．负极、正极； 4．高、低、低、高； 5．材料、长度、横截面积、 S l R ρ =； 6．1800、±5％； 7．220 四、计算题 1．5510=-=-=b a ab V V U V 10)5(5=--=-=c b bc V V U V 15)5(10=--=-=c a ac V V U V 15-=-=ac ca U U V 2．2.012024===t Q I A Ω=== 202 .04I U R 3．（1）210 100220 =+=+= r R E I A （2）2001002=?==IR U V （3）20102=?==Ir U r V 4．（1）8804220=?==UI P W （2）15840001800880=?==Pt W J （3）1440018005.042 2 =??==Rt I Q J （4）1569600144001584000=-=-=Q W E J 第2章 直流电路的分析与计算 2.1 电阻的连接 （1）5.04 2 11=== R U I A 10205.022=?==IR U V 1210221=+=+=U U U V （2）由于1 2 2 212 21R R R U R U P P = = 故142820 101212=?== P R R P W
2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3Ω电阻中的电流I 。 题题2-2 解题图12(a) 解题图12(b) 解题图12(c) 解题图12(d) 解题图12(e) 解题图12(f) 解题图12(g) 解题图12(h) 解题图12(i)解题图12(j)
解：根据题目的要求，应用两种电源的等效变换法，将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序，最后化简为解题图12(j)所示的电路，电流I 为 A 2.08 22 I =+= 注意： (1) 一般情况下，与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可视为开路。故题图2-2所示电路最左边支路中的2Ω电阻可视为0； （2）在变换过程中，一定要保留待求电流I 的支路不被变换掉； （3）根据电路的结构，应按照a-b 、c-d 、e-f 的顺序化简，比较合理。 2-3 计算题图2-3中1Ω电阻上的电压U ab 。 V 题图2-3 V 解题图13(a) Ω解题图13(b) Ω 解题图13(c) Ω解题图13(d) Ω解题图13(e) 解：该题采用两种电源的等效变换法解题比较简便。按照解题图13的顺序化简，将题图2-3所示的电路最后化简为解题图13(e)所示的电路，根据电阻串联电路分压公式计算电压U ab 为 V 37.21 18.08 .2U ab =+= 2-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。 V 45题题2-5 V 45解题图15
解：首先对于题图2-5所示电路的三条支路电流分别确定参考方向，如解题图15所示。然后应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程： ?? ? ??+=++=+=++==-+3223231131321I 6I 5I 3I 6I 245I 6I 20I 10I 6I 10700I I I 解之，得 A 3I A 5I A 2I 321=== 2-6 应用支路电流法计算题图2-6所示电路中的各支路电流。 解：如题图2-6所示，电路中的四条支路均为并联，其中一条支路电流为已知，根据支路电流法可知，只需列出三个独立方程即可求解。为看图方便，将电路中4Ω电阻支路改画到解题图16所示的地方，应用基尔霍夫电流定律对结点a 列出一个电流方程，再应用基尔霍夫电压定律对电路左边回路和中间回路列出两个电压方程，即 ?? ? ??+=+==++-I 4I 4.0116I 4I 8.0120010I I I 2121 解之，得 A 13.28I A 75.8I A 38.9I 21=== 2-8 电路如题图2-8所示，试用结点电压法计算图中电阻R L 两端电压U ，并计算理想电流源的功率。 Ω 8L R A 解题图16 I 题题2-6 Ω Ω8L
电工技术习题答案 [2.1.1] 在图2.3.1所示的电路中，6=E V ，61=R Ω,32=R Ω,43=R Ω, 34=R Ω,15=R Ω,试求43I I 和。 【解】 本题通过电阻的串联和并联可化为单回路电路计算，41R R 和并联而后与3R 串联，得出的等效电阻24,3,1R R 和并联，最后与电源及5 R 组成单回路电路，于是得出电源中电流 A A R R R R R R R R R R R R R E I 2)36364(3)36364(316)()(4141324141325=+?+++?+?+=++++++= 而后应用分流公式得出43I I 和 图 2.3.1 习题2.1.1的图 A A I R R R R R R R I 3 223636433414 1322 3=?+?++=+++= A A I R R R I 9 43236634114-=?+-=+-= 4I 的实际方向与图中的参考方向相反 【2.1.2】有一无源二端电阻网络[图2.3.2(a)]，通过实验测得：当U=10V 时，I=2A ；并已知该电阻网络由四个3Ω的电阻构成，试问这四个电阻是如何连接的？ (a) （b ） 图2.3.2 习题2.1.2的图
【解】 按题意，总电阻应为 2 10==I U R Ω5=Ω 四个3Ω电阻的连接方法如图2.3.2(b)所示。 【2.1.3】 在图2.3.3中，3004321====R R R R Ω，6005=R Ω，试求开关S 断开和闭合时a 和b 之间的等效电阻. 【解】 当开关S 断开时，31R R 与串联后与2R 并联， 42R R 与串联后也与5R 并联，故有 4 231542315ab 1111 )//()//(R R R R R R R R R R R ++++=++= 3003001300300160011 ++++=Ω200=Ω 图2.3.3 习题2.1.3 的图 当S 闭合时，则有 434 32121554321ab 111 //)]//()//[(R R R R R R R R R R R R R R R ++++=+= 300300300 3001300300300300160011 +?++?+=Ω200=Ω 【2.1.5】图2.3.4（a ）所示是一衰减电路，共有四档。当输入电压161=U V 时，试计算各档输出电压2U 。
习题答案 1-1. (a) 2V ，-2V (b)-1mA (c)U AB =IR +U ，U BA =-IR -U (d)U AB =IR -U ，U BA =-IR +U 1-2. (a)100V ， -120V (b)-0.6A ， 600Ω 1-3. 2A ，0.5A ，6V 1-4. 0.9A ， 9V 1-5. (a) 2.5Ω (b) 55Ω (c) 2Ω (d) 10Ω (e) 8Ω (f) 10Ω 1-6. 3A 1-7. -0.2A 1-8. 17.89A ，19.88A ， -37.77A 1-9. 0.8A ，-0.75A ，2A ，1.55A ，-2.75A 1-10. -0.55A ，-0.35A ，0.8A ，0.15A ，0.2A 1-11. -41.08V 1-12. 10A 1-13. –1A 1-14. 3A 1-15. 5V 1-16. 2A 1-17. A 31 12 1-18. -3A 1-19. －2V －12V 1-20. 0 4V 4V 0 2-1.(1) V )70314(sin 250?+=t u (2) A )60314(sin 30?+=t i (3) V )120314(sin 127?-=t u (4) A )30314(sin 220?-=t i 2-2. (1) -90? 落后 (2) -60? 落后 (3) 60? 超前 (4) -180? 反相 2-3.周期 0.02s 频率50Hz 初相位 150? 最大值14.14V
t =0.1s 时的瞬时值 7.07A 波形图——略 2-4. (1) 17.84∠108.64? (2) 231.38∠6.25? (3) 128.08∠-132.79? (4) 142.3∠-18.43? 2-5. (1) -41.34-j3.62 (2) -8.61+j8.92 (3) 4+j3 (4) 790.68-j456.5 2-6. A )90314(sin 232.17?+=t i A )89.40314(sin 246.26?-='t i 2-7. u A +u B +u C =0 相量图——略 2-8. (1) 48.4Ω (2)4.55A A 314sin 255.4t i = (3)60度 2-9. 5.5A 0 A )120314(sin 25.5?-=t i 0.55A 2-10. 0.138A 0 A )60314(sin 2138.0?+=t i 1.38A 2-11. 16Ω 48.1mH 2-12.(1)Ω61.3164.152?∠=Z A 61.3179.0?-∠=I (2)V 49.215.391?∠=U V 61.7634.222?-∠=U V 29.5793 ?∠=U (3)W 74.80=P Var 69.49=Q VA 8.94=S 852.0cos = 2-13. (a)10V (b) 10V (c) 2V 2-14. (1)63.5V 127V (2)感性 2-15. (a)14A (b)10A (c)10A (d)2A 2-16. (1) I = 2.24A ，I 2= 1A ，U = 10V 。 (2) 感性；(3)相量图——略 2-17. (1)1.97A ；(2)50.93μF 2-18. A 1.83501?∠=I A 60402?-∠=I V 53.385.404?∠=U 2-19. V 43.1235100?∠=U 2-20. I =10A Ω15C =X Ω5.7L L ==R X 2-21. A 210=I Ω210=R Ω210=C X Ω25=L X 2-22. Z ab =5+j5 Ω 2-23. A 6.26894.01?∠=I ，A 1.8223 ?∠=I 2-24. W 689=P Var 726-=Q VA 1210=S 2-25. kW 65.1≈P kVar 44.0-≈Q kVA 71.1=S
[2.1.1] 在图所示的电路中，6=E V ，61=R Ω,32=R Ω,43=R Ω, 34=R Ω,15=R Ω,试求43I I 和。 【解】 本题通过电阻的串联和并联可化为单回路电路计算，41R R 和并联而后与3R 串联，得出的等效电阻24,3,1R R 和并联，最后与电源及5R 组成单回路电路，于是得出电源中电流 A A R R R R R R R R R R R R R E I 2) 3 63 64(3) 363 64(316 ) () (4 141324 141325=+?+++?+?+ = ++++++ = 而后应用分流公式得出43I I 和 图 2.3.1 习题的图 A A I R R R R R R R I 3 223 6364334 141322 3= ?+?+ += ++ += A A I R R R I 9 4 3236634114-=?+-=+- = 4I 的实际方向与图中的参考方向相反 【2.1.2】有一无源二端电阻网络[图，通过实验测得：当U=10V 时，I=2A ；并已知该电阻网络由四个3Ω的电阻构成，试问这四个电阻是如何连接的？ (a) （b ） 图2.3.2 习题的图 【解】 按题意，总电阻应为
2 10== I U R Ω5=Ω 四个3Ω电阻的连接方法如图2.3.2(b)所示。 【2.1.3】 在图中，3004321====R R R R Ω，6005=R Ω，试求开关S 断开和闭合时a 和b 之间的等效电阻. 【解】 当开关S 断开时，31R R 与串联后与2R 并联，42R R 与串联后也与5R 并联，故有 4 231542315ab 1 111 )//()//(R R R R R R R R R R R ++ ++= ++= 300 3001300300160011 ++ ++= Ω200=Ω 图2.3.3 习题的图 当S 闭合时，则有 4 34 321215 54321ab 111 //)]//()//[(R R R R R R R R R R R R R R R ++++ = += 300 300300 3001300300300300160011 +?+ +?+= Ω200=Ω 【2.1.5】图（a ）所示是一衰减电路，共有四档。当输入电压161=U V 时，试计算各档输出电压2U 。 5 ? 45 ?
08级机电、数控大专班电工电子技术试题库 一、填空题(共1３３题，每空一分) 1、电力系统中一般以大地为参考点,参考点的电位为 0伏电位。 ２、欧姆定律一般可分为部分电路的欧姆定律和全电路欧姆定律。 ３、部分电路的欧姆定律是用来说明电路中电压、电流和电阻三个物理量之间关系的定律。 4、全电路欧姆定律,说明了回路中电流Ⅰ与电源电动势的代数和成比，而与回路中的及 之和成反比。 5、导体电阻的单位是欧姆，简称欧,用符号表示，而电阻率则用符号表示。 6、已知电源电动势为E，电源的内阻压降为U0,则电源的端电压Ｕ＝E-ＵO。 7、有一照明线路,电源端电压为2２０伏，负载电流为１０安,线路的总阻抗为０．2欧姆，那么负载端电压为21８伏。 8、串联电路中的处处相等,总电压等于各电阻上之和。 9、一只２20伏１5瓦的灯泡与一只2２０伏10０瓦的灯泡串联后,接到22０伏电源上,则1５瓦灯泡较亮，而１00 瓦灯 泡较暗。 10、１度电就是1千瓦的功率做功１小时所消耗的电量,所以它的单位又叫千瓦时。 １１、频率是单位时间内交流电重复变化的次数。 12、某正弦交流电流，频率为５0赫,最大值为２0安,初相位为－４0°,此正弦交流电的瞬时值表达式为u=20sin(314ｔ- ４０°) ， 相量式为。 １3、如果用交流电压表测量某交流电压，其读数为３８０伏，此交流电压的最大值为5３７伏。 14、把一个1００欧的电阻元件接到频率为５0赫、电压为１０伏的正弦交流电源上，其电流为0.１A 安。 15、有一电感L为0.08亨的纯电感线圈,通过频率为５０赫的交流电流,其感抗X L= 25．12 欧。如通过电流的频率为10000赫,其感抗 X L= 50２４欧。 1６、一个１０微法的电容接在５0赫的交流电源上，其容抗X C= 318欧，如接在200０赫的交流电源上，它的容抗ＸC＝7.９５欧。 17、某正弦交流电流为ｉ=１０0sin(６28０t- π／4）毫安,它的频率f＝１0０0Ｈz ,周期T＝０.００1 秒，角频率ω＝ 62８ 0 ，最大值Ｉm= 10０ｍA，有效值Ｉ＝100/１.414 mＡ,初相位φ= π／4 。 1８、已知两交流电流分别为ｉ1＝15ｓin(３１4t+45°)安,i２=１0siｎ(3１4ｔ-３０°)安,它们的相位差为７5 °。 19、在纯电感交流电路中,电感元件两端的电压相位超前电流9０度。 20、在纯电容交流电路中，电容元件两端的电压相位滞后电流90 度。 ２1、在纯电阻交流电路中,电阻元件通过的电流与它两端的电压相位同相。 22、交流电路中的有功功率用符号P 表示，其单位是 W 。 23、交流电路中的无功功率用符号Ｑ表示，其单位是VＡR 。 24、交流电路中的视在功率用符号S 表示,其单位是VＡ。 25、三相正弦交流电的相序，就是三相交流电到达最大值的顺序。 ２6、如三相对称负载采用星形接法时,则负载的相电压等于电源的相电压，线电流等于相电流的１倍。 27、如三相对称负载采用三角形接法时，则负载的相电压等于电源的线电压，线电流等于相电流的3倍。 28、在三相对称电路中，已知线电压U、线电流I及功率因数角φ,则有功功率P＝UICOSφ ,无功功率Ｑ＝UＩSIＮφ，视在功率Ｓ＝ ＵI。 ２9、已知某电源的相电压为６千伏,如将其接成星形，它的线电压等于 63伏。 3０、当三相发电机的三相绕组联成星形时，其线电压为380伏，它的相电压为 220 伏。 ３１、有一台三相异步电动机，额定电压为３８0伏，三角形联接，若测出线电流为３0安，那么通过每相绕组的电流等于３０/3安。３２、电路主要由电源、连接导线和开关、负载三部分组成。 33、电流互感器的原绕组匝数_少___，串联于被测电路中，且副绕组注意不能开路＿＿_＿。
第1章 电路的基本概念与定律 1-3 一只额定电压为V 220，功率为100W 的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？ 解：根据功率表达式 则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为 1-5 某一直流电源，其输出额定功率P N = 200W ，额定电压U N = 50V ，内阻R 0 = 0.5Ω，负载电阻R 可以调节，其电路如图1-15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； （3）电源短路状态下的电流。 解：（1）电路如解题图3所示，当S 闭合时,根据 额定功率表达式 则 又根据额定电压表达式 那么 （2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电 动势电压，所以 （3）电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为 1-7 在题图1-7中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，通过实验测量得 知 （1）试标出各电流的实际方向和电压的实际极性； （2）判断那些元件是电源？那些是负载？ （3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？ 解：（1）各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。 （2）根据U 和I 的实际方向来判定，当U 和I 的实际方向相反时即为电源（注意，U 的实 际方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极），否则为负载。据此，元件1和元件2为电源，其余的全为负载。 （3）根据解题图4计算各元件的功率分别为 根据功率平衡的关系，带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等，即得 上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的，注意，此法也是验证解题结果正确与否的方法之一。 1-8 试求题图1-8所示电路中A 点、B 点和C 点的电位。 解：参照解题图5可知，四个电阻上的电压降均由电流I 所产生，电流的参考方向如图所示，其大小为 根据某点的电位即该点与参考点之间的电压，令参考点V D = 0 , 则电位V A 、V B 和V C 分别为 1-9 试求题图1-9所示电路中A 点的电位。 解：参照解题图6，该电路图上半部分的电路为一闭合电路，可产生电流I ，因此在1Ω和2Ω电阻上均产生电压降；而电路图下半部分的电路不闭合，故4Ω电阻上无电压降。那么，该电路中的电流和电位V A 分别为 A 12 13I =+= ， V 56I 236I 1V A =+--=+-= 1-12 计算题图1-12所示两电路中a 、b 间的等效电阻ab R 。 ) a () b (题题1-12 446354333222 题图1-12 解：图（a ）