《电工电子技术(第版)》课后习题一答案
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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.a) b)Ia) b) c) d)(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。
第一章1-1 填空题1.实际电气设备包括电工设备、联接设备两个部分。
电工设备通过联接设备相互联接,形成一个电流通路便构成一个实际电路。
具体分析实际电路时,总是将实际元件理想化,在一定条件下突出其主要电磁性质,忽略其次要性质,这样的元件所组成的电路称为实际电路的电路模型,简称电路。
2.关于电流的方向,有实际方向和参考方向之分,应加以区别。
带电粒子规则运动形成的电流是客观存在的物理现象,这种客观存在的电流方向便是电流的实际方向。
习惯上规定:正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的实际方向。
3.对于电压的方向,应区分端电压、电动势两种情况。
端电压的方向规定为高电位端(即“+”极)指向低电位端(即“-”极),即为电位降低的方向。
电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位端(“-”极)指向高电位端(“+”极),即为电位升高的方向。
4.在分析计算电路时,常可任意选定某一方向作为其参考方向。
不加说明,电路图中所标的电压、电流、电动势的方向均为参考方向。
选定电压电流的参考方向是电路分析的第一步,只有参考方向选定以后,电压电流之值才有正负。
当实际方向与参考方向一致时为正,反之,为负。
5.若某个元件对外只有两个联接端钮,这样的元件称为二端元件。
若某个电路单元对外只有两个联接端钮,这个电路单元整体称为二端网络。
6.对二端网络的外部电路而言,如果两个二端网络的伏安关系相同,那么,它们对二端网络的外部电路的作用也就相同,也就是说,这两个二端网络等效。
7.回路是一个闭合的电路。
从回路任一点出发,沿回路循行一周(回到原出发点),则在这个方向上的电位降之和等于电位升之和。
8.电路中的每一分支称为支路,一条支路流过同一个电流,称为支路电流。
电路中3条或3条以上的支路相联接的点称为结点。
在任一瞬时,流向某一结点的电流之和应该等于由该结点流出的电流之和。
9.电阻元件联接方式主要有:串联联接、并联联接、三角形联接、星形联接、桥式联接等。
r 1写出题1・1图中有源支路的电压、电流关系式。
-U.-22 2(71 =2/=-2(V) 〃3=2/=-2(V) S = 2/=-2(V)几=S —t/ + t/3 + t/4 = —8(V)2V2VO0 -----b (a)O ---b (b)(C )(d)解: (a) (b) (c)(d) 1,2 U=2l +2 Lb-21 -2U=2 U=-2 在® 1.2 图中己知“2 =2 V - (1)求 I , Uu U, LU 比较a. br Ct d. e各点电位的高低・ + LA2Q解:(1)(2)a, b,c,d・e各点电位自低至高依次排列。
〃讪=2+2-4 = 0少) 求题1.4图所示电路LLbo2/+ 2/+6 + 2/+ 2/+ 2/+ 2/= 12 /=0.5(A) 5 = 2/+6 + 2/+2/ + 3 = 12(V)1,5多虽程直流电流表如题1・5图所示.计算0-1. 0—2及0-3各端点间的等效电阻• 即各档的电流表内阻。
已知表头等效电阻R.=1.5kQ.各分流电阻R=100Q.B=400Q,Ffe=500 Qo1.3 求题1.3图所示电路中LU 。
Qa(a)2QTvoa3V2Q4V 2Q(a)ObOb题1.3解:题1.4图(b)1.4O()题L5图解:/?,.= & 〃(心 + D = 100X200十400十500)=小 ' N - 100+1500+400 + 500他日&+“/(*&)/亦4°°)300 + 500)“oog) 山'•" 100+1500+400 + 500C C C 门、1500x(100 + 400 + 500) …“心=R A〃(R + /t) + R J = ------------------ = 600(£1)'A ' - ' 100+1500+400 + 5001.6两只额定值是110V, 40W的白炽灯能否串联后接到22()V的电源上使用?如果两只白炽灯额定电压相同,都是1WV,而额定功率一个是40W另一个是100W问能否把这两只白炽灯串联后接到220V的电源上使用,为什么?答:由于两只白炽灯完全相同,串联后接入220V.每只灯分得电压为220/2=110V.因此可以接。
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)IIa) 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。
第1章 电路的基本概念和基本分析方法求图所示各电路中的电压。
答案:(a )U=6V;(b)U=8V;(C)U=-8V求图所示各电路中的电流。
答案:(a)I=3A;(b)I=-2.5A(c)I=-2A如图所示,当取c 点为参考点时(0c =V ),V 15a =V ,V 8b =V ,V 5d -=V 。
求:(1)?ad =U ,?db =U ; (2)若改取b 为参考点,a V 、c V 、d V 各变为多少伏此时ad U 、db U 又是多少伏答案:(1)C 点为参考点时:Uad=20V,Udb=-13V;(2)b 点为参考点时:Va=7V,Vc=-8V,Vd=-13V,Uad=20V,Udb=-13V如图所示,试比较a 、c 两点电位的高低。
(1)b 、c 两点用导线连接; (2)b 、d 两点接地;答案:(1) a 点比c 点电位高5V ; (2)a 点比c 点电位低3V ; (3)无法确定如图所示,计算各元件的功率,并说明各元件是吸收还是发出功率。
答案:(a )P=15W,发出功率;(b )P=8W ,发出功率;(c )P=32W,吸收功率如图所示,计算各段电路的功率,并说明各段电路是吸收还是发出功率。
答案:(a )P=2W,吸收功率; (b )P=280W ,吸收功率;(c )P=120W,发出功率; (d )P=80W,发出功率;有一个电阻为20Ω的电炉,接在220V 的电源上,连续使用4小时后,问它消耗了几度电W=度有一2k Ω的电阻器,允许通过的最大电流为50mA ,求电阻器两端允许加的最大电压,此时消耗的功率为多少答案:U=100V ;P=5W如图所示,已知1R 消耗的功率40W ,求2R 两端的电压及消耗的功率。
答案:U2=30V ;P=60W如图所示,已知开关S 断开时,V 10ab =U ,开关S 闭合时,V 9ab =U ,求内阻S R 。
答案:Rs=Ω如图所示,求各支路电流。
电工电子技术 作业及习题解答【例】在下图所示的各段电路中,已知U ab =10V , E =5V ,R =5Ω,,试求I 的表达式极其数值。
解: 串联各电压相加等于两端总电压,或由基尔霍夫电压定律,可列出以上各图电压方程,求出相应的电流I ;注意,端电压U ab 参考方向由a 到b ,电阻R 和电动势E 上电压参考方向与之相反时要取负号。
(a) )(E IR U ab -+= A R E U I ab 35510=+=+= (b) E IR U ab += A R E U I ab 15510=-=-=(c) )(E IR U ab -+-= A R E U I ab 35510-=--=--= (d) E IR U ab +-= A R E U I ab 15510-=+-=+-= 教材P33-34页【1.5.2题】在图1.04所示直流电路中,已知U S = 3V ,I S = 3A ,R=1Ω,求 a 、b 、c 三点的电位。
解:某点电位为此点到参考点(即接地点、零电位点)间的电压;a 点点位:V U V S a 3==b 点电位:V V U RI V S S b =+⨯=+=)331(c 点为参考点点位为:0=c V【1.6.3题】求图1.07示电路中通过恒压源的电流 I 1、I 2 及其功率,并说明是起电源作用还是起负载作用。
解: 设 2 Ω 电阻上电流为 I 3, 如右图。
该电阻与 10 V 恒压源并联,故其上电压为10 V , 所以:I 3 = (10/2) A = 5 A 。
据KVL 定律,左回路:5I 1+2I 3-40 = 0,则 I 1= 6 A 或外回路:5I 1+10-40 = 0,有 I 1= 6 A 再用 KCL 定律,求得 I 2= I 1-I 3= 1 A图1.07左恒压源的功率 P 1=240 W ,由于其电压和电流的实际方向从正极流出,故起电源作用; 右恒压源的功率P 2=10 W ,由于其电压和电流的实际方向从负极流出,故起负载作用。
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 V10-=-=-=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 V5-=-=ab ba U U V1-2 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)(sin )sin()sin(t t t ui p ωωω255=⨯==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。
电⼯电⼦技术课后习题答案第⼀章在图1-18中,五个元件代表电源或负载。
电压和电流的参考⽅向如图所标,现通过实验测得 I 1 =-4A I 2 =6A I 3 =10A U 1 =140V U 2 =-90V U 3= 60V U 4=-80V U 5=30V ,(1)试标出各电流的实际⽅向和各电压的实际极性(可另画⼀图);(2)判断哪些元件是电源、哪些元件是负载(3)计算各元件的功率,电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡U 2U 1U 2U 1题1-18图题1.1改画图解:(1)将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际⽅向和电压的实际极性如改画图所⽰:(2)根据电源和负载的定义及电路图可知:元件3、4、5是电源,元件1、2是负载。
(3)电源发出的功率554433I U I U I U P s ++=W 11006304801060=?+?+?= 负载消耗的功率 2211I U I U P R +=W 11006904140=?+?= R s P P =,电路的功率守恒。
1.2 在图1-19中,已知 I 1 = -3mA ,I 2 = 1mA 。
试确定电路元件3中的电流I 3和其⼆端电压U 3,并说明它是电源还是负载,并验证整个电路的功率是否平衡。
解对A 点写KCL 有: mA I I I 213213-=+-=+=对第⼀个回路写KVL 有: 301031=+U IU 1U 2即: V I U 60)3(1030103013=-?-=-= 根据计算结果可知,元件3是电源。
这样,V 80的电源的元件3是电路中的电源,其余元件为负载。
电源提供的功率: W I U I U P s 2002601803322=?+?=+=负载消耗的功率: W I I I U P 200120310330201022222111=?+?+?=++= 这说明电路的功率平衡。
1.3 ⼀只110V 8W 的指⽰灯,现要接在380V 的电源上,问要串联多⼤阻值的电阻该电阻应选⽤多⼤功率的电阻解根据题意,电阻上的电压为V 270,则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流,即: A U P i 07.01108≈==电阻消耗的功率为: W P R 2007.0270≈?= 电阻的阻值为:Ω≈==k i U R R 7.307.02701.4 如图1-20所⽰,试求电路中每个元件的功率,并分析电路的功率是否守衡,说明哪个电源发出功率,哪个电源吸收功率。