电工学第2章习题答案
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2-1. 列出以下节点的电流方程式,并求出x I 。
解:(a) 由KCL 得:1234()()()0x I I I I I +-+-+-+= ∴2341x I I I I I =++-;(b) 由KCL 得:39(5)()0x I ++-+-= ∴7x I A =(c) 由KCL 之推广得:69()0x I ++-= ∴15x I A =(d) 由KCL 得:1(2)(3)40x I +-++-+= ∴0x I =2-2. 列出以下回路的电压方程式,并标出回路循环方向,求出U 。
解:(a) 回路循环方向与I 方向相同,由KVL 得:U+(2S U -)+I R ⋅=0 ∴U = 2S U -I R ⋅(b) 回路循环方向与3I 、4I 方向相同,由KVL 得:44I R ⋅+33I R ⋅+(U -)=0 ∴U = 44I R ⋅+33I R ⋅(c) 回路循环方向为逆时针方向,由KVL 得:U+(9-)+7=0 ∴U = 2V(d) 设回路电流大小为I ,方向为逆时针方向,由KVL 得:2S U +I ⋅4+I ⋅6+(1S U -)+I ⋅3+I ⋅7=0 ∴I = 0.3A因此,U=2S U +I ⋅4 =2-3. 求出下列电路中的电流I 。
解:(a) 由KCL ,流过2Ω电阻的电流大小为(9+I),对2Ω电阻与10V 电压源构成的回路,由KVL ,得:(9)I +⋅2+(10-) =0, 因此,I =-4A ;(b) (2)I -⋅3+6=0; ∴I = 4A;(c) 流过3Ω电阻的电流 1I =93÷=3A流过6Ω电阻的电流 2I =(6+9) ÷6=2.5 A(d) 由KCL ,I + 3-3=0 ∴I =0;2-4. 求出下列电路中的电压U 。
解:(a) (U/10 + U/10) ⨯5 + U = (4-U/10-U/10) ⨯10 ∴U=10V ;(b) 10⨯2 + 10 + U =0 ∴U=-30V(c) 1I =10⨯(64)(46)(64)++++=5A; 2I =10⨯(46)(46)(64)++++=5A; 4⨯1I + U + 6⨯(-2I )=0; ∴U = 10V(d) U + 18⨯393+-=0; ∴U = 02-5. 有50个彩色白炽灯接在24V 的交流电源上,每个白炽灯为60W ,求每个白炽灯的电流及总电流,另外消耗的总功率为多少 答:每个白炽灯上消耗的功率为2U P UI R==,而U =24V ,P =60W , 因此每个白炽灯的电流为P I U ==2.5A ,总电流为I 总=I ⨯ 50=125A 消耗的总功率为P 总=P ⨯ 50=3000W2-6. 在220V 单相交流电源上,接有两台电阻热水器,一台为,一台为3kW ,分别求这两台电热器的电阻。
《电工学》作业答案第二章 2-9解:变换过程如图所示,解得I 4 = 2A 。
2-10解:对结点a 列KCL 方程1230I I I对左、右边的网孔列KVL 方程1122S1S20R I R I U U 2233S2S30R I R I U U将数据代入上述方程,联立求解方程组12312230124243204432120I I I I I I I解得1231A 5A 6A I I I ,, 2-11解:对结点a 和b 列KCL 方程13S1S223S2S300I I I I I I I I对回路abca 列KVL 方程22S 11330R I U R I R I将数据代入上述方程,联立求解方程组132321362023022420I I I I I I I解得1232A 1A 2A I I I ,,2-12 解:根据两个结点电路中结点电压方程的一般形式得S1S2S3123a 12312612346V 6V 111111346U U U R R R U R R R 电流I 3可用欧姆定律求得a S333612A 3A 6U U I R2-14解:(a)电路图; (b)电压源U S 单独作用的电路; (c)电流源I S 单独作用的电路电压源U S1单独作用时,将U S2短路,电路如 (b)所示S1123123321232312318A 3.6A 6336333.6A 1.2A 6363.6A 2.4A63U I R R R R R R I I R R R I I R R电压源U S2单独作用时,将U S1短路,电路如图 (c)所示S2213213312131321315A 2A 3362332A 1A3332A 1A33U I R R R R R R I I R R R I I R RU S 和I S 共同作用时111222333 3.61A 2.6A 1.22A 0.8A 2.41A 3.4A I I I I I I I I I 2-16解:(a)I S1单独作用的电路; (b)I S2单独作用的电路; (c)U S 单独作用的电路电流源I S1单独作用时,电路如 (a)所示2S12333A 1.8A 32R I I R R电流源I S2单独作用时,电路如 (b)所示3S22325A 2A 32R I I R R电压源U S2单独作用时,电路如 (c)所示S 2315A 3A 32U I R RI S1、I S1和U S 共同作用时1.823A 6.8A I I I I2-19 解:(a) 求开路电压的电路; (b)求除源电阻的电路; (c) 戴维南等效电路求开路电压的等效电路如 (a)所示。
一、选择题1、如图所示,其节点数、支路数、回路数及网孔数分别为(C )。
A、2、5、3、3B、3、6、4、6C、2、4、6、32、如图所示,I=(B )A。
A、2B、7C、5D、63、如图所示,E=(B )V。
A、3B、4C、—4D、—3/4、如图所示电路中,I1和I2的关系为(C )。
A、I1<I2B、I1>I2C、I1=I2D、不确定5、如图所示,求I1和I2的大小。
解:对于左边节点:I1=10+3+5=18A对于右边节点:I2=10+2-5=7A6、基尔霍夫第一定律的依据是(D )A.欧姆定律B.全电流定律C.法拉第定律D.电荷守恒定¥7、理想电压源和理想电流源间(C )A.有等效变换关系B.没有等效变换关系C.有条件下的等效关系D.无法判定8、下列说法错误的是(D )A.在电路节点处,各支路电流参考方向可以任意设定。
B.基尔霍夫电流定律可以扩展应用于任意假定的封闭面。
C.基尔霍夫电压定律应用于任意闭合路径。
D.∑I=0式中各电流的正负号与事先任意假定的各支路电流方向无关9、实际电压源和电流源模型中,其内阻与理想电压源和电流源之间的正确连接关系是(C)A.理想电压源与内阻串联,理想电流源与内阻串联"B.理想电压源与内阻并联,理想电流源与内阻串联C.理想电压源与内阻串联,理想电流源与内阻并联D.理想电压源与内阻并联,理想电流源与内阻并联10、79.下面的叙述正确的是(B )。
A.理想电压源和理想电流源是不能等效变换的B.理想电压源和理想电流源等效变换后内部是不等效的C.理想电压源和理想电流源等效变换后外部是不等效的D.以上说法都不正确二、填空题1、不能用电阻串、并联化简的电路称为__复杂电路_______。
;2、电路中的_____每一分支_______称为支路,____3条或3条以上支路___所汇成的交点称为节点,电路中__________闭合的电路______________都称为回路。
电工学第二章习题一、填空题1. 两个均为40F μ的电容串联后总电容为 80 F μ,它们并联后的总电容为 20 F μ。
2. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率ω ;表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。
三者称为正弦量的 三要素 。
3. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ;电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtdiLu =L ;电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtduCi =C 。
由上述三个关系式可得, 电阻 元件为即时元件; 电感 和 电容 元件为动态元件。
4. 在RLC 串联电路中,已知电流为5A ,电阻为30Ω,感抗为40Ω,容抗为80Ω,那么电路的阻抗为 50Ω ,该电路为 容 性电路。
电路中吸收的有功功率为 750W ,吸收的无功功率又为 1000var 。
二、选择题1. 某正弦电压有效值为380V ,频率为50Hz ,计时始数值等于380V ,其瞬时值表达式为( B ) A 、t u 314sin 380=V ;B 、)45314sin(537︒+=t u V ;C 、)90314sin(380︒+=t u V 。
2. 一个电热器,接在10V 的直流电源上,产生的功率为P 。
把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为( D ) "A 、;B 、5V ;C 、14V ;D 、10V 。
3. 提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是( D )A 、减少了用电设备中无用的无功功率;B 、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;C 、可以节省电能;D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。
4. 已知)90314sin(101︒+=t i A ,︒+=30628sin(102t i )A ,则( C )A 、i1超前i260°;B 、i1滞后i260°;C 、相位差无法判断。
第二章 电路的分析方法2.1.1 在图2.01的电路中,V 6=E ,Ω=61R ,Ω=32R ,Ω=43R ,Ω=34R ,Ω=15R 。
试求3I 和4I 。
4I ↓图2.01解:图2.01电路可依次等效为图(a )和图(b )。
R 3R 1R(b)Ω=+×=+×=23636414114R R R R R Ω=+++×=+++×=2243)24(3)(14321432R R R R R R R A 22165=+=+=R R E IA 322363)(214323=×+=++=I R R R R IA 943263631414−=×+−=+−=I R R R I2.3.3 计算图2.12中的电流3I 。
Ω=1R A2S =图2.12解:根据电压源与电流源的等效变换,图2.12所示电路可依次等效为图(a )和图(b ),由图(b )可求得A 2.15.023=+=I由图(a )可求得:A 6.02.121213=×==I IΩ=1R V22=Ω=14R(b)Ω=12R2.6.1 在图2.19中,(1)当将开关S 合在a 点时,求电流1I ,2I 和3I ;(2)当将开关S 合在b 点时,利用(1)的结果,用叠加定理计算电流321,I I I 和 。
I图2.19I (a)I (b)解:(1)当将开关S 合在a 点时,图2.19所示电路即为图(a ),用支路电流法可得:=+=+=+12042130423231321I I I I I I I 解得:===A 25A 10A 15321I I I(2)开关S 合在b 点时,利用叠加原理图2.19所示电路可等效为图(a )和图(b ),其中图(a )电路中130V 和120V 两个电压源共同作用时所产生的电流已在(1)中求得,即:A 151=,I A 102=,I A 253=,I由图3(b )可求得:A 642422202=+×+=,,I A 464241−=×+−=,,IA26422=×+=则:A 11415111=−=+=,,,I I IA 16610,222=+=+=,,I I IA 27225333=+=+=,,,I I I2.6.2 电路如图2.20(a )所示,V 10ab ,,V 124321=====U R R R R E 。
基础课程教学资料第二章习题2-1 图2-1所示的电路中,U S=1V,R1=1Ω,I S=2A.,电阻R消耗的功率为2W。
试求R的阻值。
2-2 试用支路电流法求图2-2所示网络中通过电阻R3支路的电流I3及理想电流源两端的电压U。
图中I S=2A,U S=2V,R1=3Ω,R2=R3=2Ω。
2-3 试用叠加原理重解题2-2.2-4再用戴维宁定理求题2-2中I3。
2-5 图2-3所示电路中,已知U S1=6V,R1=2Ω,I S=5A,U S2=5V,R2=1Ω,求电流I。
2-6 图2-4所示电路中,U S1=30V,U S2=10V,U S3=20V,R1=5kΩ,R2=2kΩ,R3=10kΩ,I S=5mA。
求开关S在位置1和位置2两种情况下,电流I分别为多少?2-7 图2-5所示电路中,已知U AB=0,试用叠加原理求U S的值。
2-8 电路如图2-6所示,试用叠加原理求电流I。
2-9 电路如图2-7所示,试用叠加原理求电阻R4上电压U的表达式。
2-10电路如图2-8所示,已知R1=Ω,R2=R3=2Ω,U S=1V,欲使I=0,试用叠加原理确定电流源I S的值。
2-11 画出图2-9所示电路的戴维宁等效电路。
2-12 图2-10所示的电路接线性负载时,U 的最大值和I的最大值分别是多少?2-13 电路如图2-11所示,假定电压表的内阻无穷大,电流表的内阻为零。
当开关S处于位置1时,电压表的读数为10V,当S处于位置2时,电流表的读数为5mA。
试问当S处于位置3SHI 4,电压表和电流表的读数各为多少?2-14 图2-12所示电路中,各电源的大小和方向均未知,只知每个电阻均为6Ω,又知当R=6Ω时,电流I=5A。
今欲使R支路电流I=3A,则R应该多大?2-15 图2-13所示电路中,N为线性有源二端网络,测得AB之间电压为9V,见图(a);若连接如图(b)所示,可测得电流I=1A。
现连接如图(c)所示形式,问电流I为多少?2-16 电路如图2-14所示,已知R1=5Ω时获得的功率最大,试问电阻R是多大?本章小结1、支路电流法是分析和计算电路的基本方法,适用于任何电路。