第1章电路基本概念与电路定律习题与答案
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第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 题 1-1 图所示电路,求各段电路的电压U ab 及各元件的功率,并说明元件是消耗功率还是对外提供功率2Ab 1Ab a-8Aba- a+6V+-8V-+-10V -(a)(b)(c)-2Aba-1Aa-2Aa+ -b-+ b--6V+-8V 16V (d)(e)(f)题 1-1 图解 根据功率计算公式及题给条件,得( a ) U =6V, P =6×2= 12W消耗功率ab( b ) U ab =-8V , P =1×(-8)=-8W 提供功率( c ) U ab =-10V, P =-(-8) (-10)=-80W提供功率( d ) U =-8V, P =-(-2)(-8)=-16W提供功率ab( e ) ab =-(-6)=6V,=-(-1)(-6)=-6W提供功率UP( f ) U ab =-16V, P =(-2)16=-32W提供功率1-2 在题 1-2 图所示各元件中, 已知:元件 A 吸收 66W 功率,元件 B 发出 25W 功率; 元件 C 吸收负 68W 功率,求 i 、 u 和 i 。
ABCi A-5Ai CA--B++C-+u B-4V6V题 1-2 图解 根据题意,对元件A ,有A=6 A =66,i A==11APi对元件 B ,有B=-5 B =-25,B==5VP uu对元件 C ,有P C =-4 i C =-68, i C ==17A1-3 题 1-3 图所示电路中, 5 个元件代表电源或负载。
通过实验测量得知: I 1=-2A ,I 2=3A , I 3=5A , U =70V ,U =-45V , U =30V , U =-40V , U =-15V 。
1 2 3 45(1)试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性 (2)判断那些元件是电源;那些元件是负载(3)计算各元件的功率,验证功率平衡U 4U 5I 1+-4+-I3-+5+-I 2++++-+U1 1U 33U2 2----+ -题1-3 图解( 1)图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。
(请注意:为节省版面,排版比较紧凑,问答、计算题部分可在背面作答也可另加附页)第1章 电路的基本概念与基本定律1、设电路的电压与电流的参考方向如图1所示,已知0,0><I U ,则电压与电流的实际方向为( )。
A. a 点为高电位,电流由a 至bB. a 点为高电位,电流由b 至aC. b 点为高电位,电流由a 至bD. b 点为高电位,电流由b 至a图1 图2 2、电路如图2所示,ab 端电压=U ( )。
A. 15V B. 4V C. 5V D. 10V3、电路如图3所示,若0,0,>>>R Is IsR Us ,则( )。
A. 电阻吸收功率,电压源与电流源发出功率B. 电阻与电压源吸收功率,电流源发出功率C. 电阻与电流源吸收功率,电压源发出功率D. 此电路不满足功率平衡图3 图44、电路如图4所示,2A 电流源发出的功率为( )。
A. 8W ; B.-8W ; C. 2W ; D. -4W 。
5、电路如图5所示,电压与电流的关系式为( )。
A.IR E U -=B. IR E U +=C. IR E U +-=D. IR E U --=图5 图66、电路如图6所示,则b 、c 两点间的电压bc U 为( )。
A . 0V B. 2V C. 8V D. -2V图7 图87、电路如图7所示,已知图中4=Us V ,Ω=101R ,Ω=302R ,Ω=603R ,Ω=204R ,则端电压=U ( )。
A .-10V B. -20V C.10V D. -2V8、电路如图8所示,3A 电流源发出的功率为( )。
A. -21W B. 21W C. -18W D. 18W9、图9所示电路端口电压电流关系为( )。
A. I U +=25B. I U -=25C. I U --=25D. I U +-=25图9 图1010、电路如图10所示,若将AB 两点短路,则( )。
第一章电路的基本概念和基本定律习题填空1、电场强度是,即有又有。
2、电路中有A、B两点,其电位分别为V A和V B。
则两点之间的电压为:。
3、物体按照导电能力的不同,可以将分为:、、。
4、物体阻值大小与、、和有关。
5、当负载可变化时,负载获得最大功率的条件是:,负载获得最大功率为.1.电路就是______通过的路径,它由______、_______、_______和________ 等组成的闭合电路。
2.电路有_______、_______ 和________ 三种状态。
3.负载就是用电设备,如电动机把______能转换为________的装置。
4.最常用的导线有_______ 和_______等,是用来____________ 电能的。
5电路中_________的定向移动形成电流,电流的大小是指单位_________内通过导体横截面的__________________。
6.形成电流必须具备的两个基本条件是⑴_______________________________ ⑵___________________________________。
7.通过一个电阻的电流是2A,经过1min,通过这个电阻横截面的电荷量是______C。
8. 500mA=________A, 2.5A=_________mA。
μ; 1×10 4mA=____________A。
0.05mA=___________A9.习惯上规定______定向移动的方向为电流方向。
金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向是________的。
10.电压表征电场力把单位正电荷从电源_____极,经过电源外部移到电源______极所做的功。
11. 7.5kV=_______V, 950mV=_________V;6.2V=_______mV=_______kV。
12.电阻是表示物体对电流起________作用的物理量。
13.在保持温度(20℃)不变条件下,导体的电阻与导体的长度成___-比,与导体的横截面积成____比。
第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础,介绍了电路的基本概念和基本定律:主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。
主要内容: 1.电路的基本概念(1)电路:电流流通的路径,是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。
(2)电路的组成:电源、中间环节、负载。
(3)电路的作用:①电能的传输及转换;②信号的传递及处理。
2.电路元件及电路模型(1)电路元件:分为独立电源和受控电源两类。
①无源元件:电阻、电感、电容元件。
②有源元件:分为独立电源和受控电源两类。
(2)电路模型:由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。
它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。
采用电路模型来分析电路,不仅使计算过程大为简化,而且能更清晰地反映该电路的物理本质。
(3)电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路,两种电源之间的等效变换条件为:0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后,除电源本身之外的其它外电路,其电压和电流均保持及变换前完全相同,功率也保持不变。
3.电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 (1)电路的基本物理量包括:电流、电压、电位以及电功率等。
(2)电流和电压的参考方向:为了进行电路分析和计算,引入参考方向的概念。
电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。
当按参考方向来分析电路时,得出的电流、电压值可能为正,也可能为负。
正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致,负值则表示两者相反。
当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时,称它们为关联参考方向。
一般来说,参考方向的假设完全可以是任意的。
但应注意:一个电路一旦假设了参考方向,在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。
(3)参考电位:人为规定的电路种的零电位点。
第1章 电路的基本概念和定律习题参考解答1-1 由4个元件构成的电路如图1-32所示。
已知元件1是电源,产生功率600W ;元件2、3和4是消耗电能的负载,元件3和4的功率分别为400W 和150W ,电流I =2A 。
(1)求元件2的功率;(2)求各元件上的电压,并标出电压的真实极性;(3)用电源符号和电阻符号画出电路模型,并求出各电阻值。
R 3图1-32习题1-1图 解题1-1图(a ) 解题1-1图(b )解:(1)求元件2的功率13412342134600W,400W,150W60040015050WP P P P P P P P P P P =-==+++=⇒=---=--=(2)求各元件上的电压①元件1产生功率,设其电压极性为上正下负, 此时电压和电流为非关联方向,所以1111600300V 2P P U I U I -=-⇒=-=-= 电压值为正,故所设极性即为真实极性;②元件2消耗功率,设其电压极性为左正右负,此时电压和电流为关联方向,所以22225025V 2P P U I U I =⇒===,电压值为正,故所设极性即为真实极性; ③元件3消耗功率,设其电压极性为上正下负,此时电压和电流为关联方向,所以3333400200V 2P P U I U I =⇒===,电压值为正,故所设极性即为真实极性; ④元件4消耗功率,设其电压极性为右正左负,此时电压和电流为关联方向,所以444415075V 2P P U I U I =⇒===,电压值为正,故所设极性即为真实极性; 电压的真实极性见解题1-1图(a )所示。
(3)画电路模型元件2,元件3,元件4为电阻,且电压和电流方向为关联方向,所以有:32424252007512.510037.5222U U U R R R I I I ===Ω===Ω===Ω3,, 元件1为电源,电路模型见解题1-1图(b )所示。
1-2 在图1-33所示电路中,已知U S1=30V ,U S2=6V ,U S3=12V ,R 1=2.5Ω,R 2=2Ω,R 3=0.5Ω,R 4=7Ω,电流参考方向如图中所标,以n 点为参考点,求各点电位和电压U AB 、U BC 、U DA 。
电工学少学时1-4章课后习题答案第一章电路的基本概念与基本定律11 电路和电路模型1、(1)实际电路是由各种电气器件按照一定的方式连接而成的,用于实现电能的传输、分配和转换,以及信号的传递、处理和控制等功能。
(2)电路模型是对实际电路的理想化和简化,它由理想电路元件组成,如电阻、电感、电容、电源等,用特定的符号表示,以便于对电路进行分析和计算。
2、常见的理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、电压源和电流源。
电阻元件表示消耗电能并将电能转化为热能的元件;电感元件表示储存磁场能量的元件;电容元件表示储存电场能量的元件;电压源提供恒定的电压;电流源提供恒定的电流。
12 电流和电压的参考方向1、电流的参考方向是人为假定的电流流动的方向,若实际电流方向与参考方向相同,电流为正值;若实际电流方向与参考方向相反,电流为负值。
2、电压的参考方向也是人为假定的,通常从高电位指向低电位。
当实际电压方向与参考方向相同时,电压为正值;反之,电压为负值。
13 电功率和电能1、电功率是电路中单位时间内消耗或产生的电能,P = UI。
当 P> 0 时,元件吸收功率;当 P < 0 时,元件发出功率。
2、电能是电功率在一段时间内的积累,W = Pt。
电能的单位通常是焦耳(J)。
14 电路元件1、电阻元件的伏安特性是一条通过原点的直线,其电阻值是常数。
2、电感元件的电压与电流的关系为:$u = L\frac{di}{dt}$。
3、电容元件的电流与电压的关系为:$i = C\frac{du}{dt}$。
15 电源元件1、理想电压源的端电压恒定不变,与通过它的电流无关。
2、理想电流源的输出电流恒定不变,其两端电压由外电路决定。
16 基尔霍夫定律1、基尔霍夫电流定律(KCL):在任一时刻,流入一个节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
2、基尔霍夫电压定律(KVL):在任一时刻,沿任一闭合回路,各段电压的代数和恒等于零。
第二章电路的分析方法21 电阻串并联连接的等效变换1、电阻串联时,等效电阻等于各个电阻之和,即$R_{eq} = R_1 + R_2 +\cdots + R_n$。
《电工基础》试题库说明:『1』本试题库使用专业:机电系大专专业『2』课程考核要求与知识点第一章电路的基本概念和基本定律1、识记:基本概念基本定律2、理解:(1)电位、电功率、电能的概念。
(2)电压、电流及它们的参考方向。
(3)电阻元件电压与电流关系,欧姆定律。
(4)电压源和电流源的电压与电流关系(5)基尔霍夫电流定律和电压定律。
3、运用:(1)参考方向的应用;(2)应用KCL、KVL求未知电流和电压第二章电路的分析方法1、识记:(1)电阻并、串联特性;(2)电阻星、三角连接的等效互换公式(3)两种电源模型的等效互换条件;(4) 戴维宁定理的条件和内容2、理解:(1)等效变换的概念。
(2)两种电源模型的等效互换条件;(3)戴维宁定理的条件和内容(4)叠加定理的条件和内容3、运用:(1)电阻串联、并联、混联的连接方式和等效电阻、电压、电流、功率的计算,电路中各点电位的计算。
(2)支路电流法、网孔法、节点法求解电路的方法(3)应用戴维宁定理确定负载获得最大功率的条件(4)运用叠加定理分析含有两个直流电源的电路。
第三章正弦交流电路1、识记:(1)正弦量的频率、角频率、周期的关系;(2)正弦量有效值、最大值、平均值的关系;(3)正弦量的相量表示法;(4)各种元件的复阻抗;(5)R、L、C元件电压与电流关系,感抗、容抗,平均功率(有功功率)、无功功率。
2、理解:(1)正弦交流电路量的特点;(2)R、L、C元件在正弦交流电路中电压和电流的各种关系;(3)串、并联谐振;3、运用:(1)RL、RC串、并联电路的分析(2)RLC串、并联电路的分析(3)有功功率、无功功率、视在功率、功率因数的计算第四章三相正弦交流电路1、识记:(1)对称三相正弦量(2)星形、三角形两种联结方式下线电压、相电压的关系,线电流、相电流、中性线电流的关系(3)对称三相电路的功率2、理解:(1)对称三相电路的分析方法(2)不对称三相电路的分析方法及中线的作用3、运用:(1)对称三相电路的分析计算(2)不对称三相电路的分析计算第五章磁路与变压器1、识记:(1)磁路的基本概念和定律;(2)变压器的特性参数2、理解:(1)铁磁性物质的磁化性能与磁化曲线和磁路的欧姆定律(2)交流铁心线圈电路磁通与外加电压的关系(3)变压器的结构和工作原理(4)特殊变压器的使用第六章供电与安全用电1、识记:安全用电和节约用电常识2、理解:发电、输电及工企供电配电第七章电工测量1、识记:(1)电工仪表与测量的基本常识;(2)万用表的使用方法2、理解:万用表的的结构3、运用:电压、电流的测量;电阻的测量;电功率的测量;电能的测量『3』考试命题内容具体分配情况(1)试题对不同能力层次要求的比例为:识记约占15%,理解约占45%,运用占40%;(2)试卷中不同难易度试题的比例为:较易占20%,中等占70%,较难占10%;(3)期末试题从本试题库中抽取。
第1章 习题与解答1-1 2C 的电荷由a 点移到b 点,能量的改变为20J ,若(1)电荷为正且失去能量;(2)电荷为正且获得能量;求ab u 。
解:(1)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ∆=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且失去能量,2W OJ ∆=,ab u 为正且 2102ab W OJu V q C∆===∆ (2)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ∆=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且获得能量,2W OJ ∆=,ab u 为负且 2102ab W OJu V q C∆-===∆ 所以10ab u V =-1-2 在题1-2图中,试问对于A N 与B N ,u i 、的参考方向是否关联?此时下列各组乘积u i ⨯对A N 与B N 分别意味着什么功率?并说明功率是从A N 流向B N 还是相反。
(a )15,20i A u V == (b) 5,100i A u V =-= 题1-2图 (c) 4,50i A u V ==- (d) 16,25i A u V =-=- 解:(a )15,20i A u V == ,此时A N 非关联,3000P ui W ==>,发出功率B N 关联,3000P ui W ==>,吸收功率。
功率从A N 流向B N 。
(b) 5,100i A u V =-= ,此时A N 非关联,5000P ui W ==-<,吸收功率B N 关联,5000P ui W ==-<,发出功率。
功率从B N 流向AN 。
(c) 4,50i A u V ==- ,此时A N 非关联,2000P ui W ==-<,吸收功率B N 关联,2000P ui W ==-<,发出功率。
功率从B N 流向AN 。
(d) 16,25i A u V =-=- ,此时A N 非关联,4000P ui W ==>,发出功率B N 关联,4000P ui W ==>,吸收功率。
第1章电路的基本概念与基本定律一、填空题:1. 下图所示电路中,元件消耗功率200WP=,U=20V,则电流I为 10 A。
2. 如果把一个24伏的电源正极作为零参考电位点,负极的电位是_-24___V。
3.下图电路中,U = 2 V,I = 1A3 A,P2V=2W3 W ,P1A = 2 W,P3Ω=4W3 W,其中电流源(填电流源或电压源)在发出功率,电压源(填电流源或电压源)在吸收功率。
U4. 下图所示中,电流源两端的电压U= -6 V,电压源是在发出功率5.下图所示电路中,电流I= 5 A ,电阻R= 10 Ω。
B C6.下图所示电路U=___-35 ________V。
7.下图所示电路,I=__2 __A,电流源发出功率为_78 ___ W,电压源吸收功率20W。
8. 20.下图所示电路中,根据KVL、KCL可得U=2V,I1=1 A,I2= 4 A ;电流源的功率为 6 W;是吸收还是发出功率发出。
2V电压源的功率为 8 W,是吸收还是发出功率吸收。
9.下图所示的电路中,I2= 3 A,U AB= 13 V。
10.电路某元件上U = -11 V,I = -2 A,且U 、I取非关联参考方向,则其吸收的功率是22 W。
11. 下图所示的电路中,I1= 3 A,I2= 3 A,U AB= 4 V。
12.下图所示的电路中,I= 1 A ;电压源和电流源中,属于负载的是电压源 。
13. 下图所示的电路中,I=-3A ;电压源和电流源中,属于电源的是电流源 。
14.下图所示的电路,a 图中U AB 与I 之间的关系表达式为155AB U I =+ ;b 图中U AB 与I 之间的关系表达式为 510AB U I =- 。
a 图b 图15. 下图所示的电路中,1、2、3分别表示三个元件,则U = 4V ;1、2、3这三个元件中,属于电源的是 2 ,其输出功率为 24W 。
16.下图所示的电路中,电流I= 6 A ,电流源功率大小为 24 W ,是在 发出 (“吸收”,“发出”)功率。
第一章 电路的基本概念和基本定律 1.1指出图(a )、(b )两电路各有几个节点?几条支路?几个回路?几个网孔?(a) (b) 习题1.1电路 解:(a )节点数:2;支路数:4;回路数:4;网孔数:3。
(b )节点数:3;支路数:5;回路数:6;网孔数:3。
1.2标出图示电路中,电流、电动势和电压的实际方向,并判断A 、B 、C 三点电位的高低。
解:电流、电动势和电压的实际方向如图所示:A 、B 、C 三点电位的比较:C B A V V V >>1.3如图所示电路,根据以下各种情况,判断A 、C 两点电位的高低。
解:(1)C A V V > (2)C A V V > (3)无法判断1.4有人说,“电路中,没有电压的地方就没有电流,没有电流的地方也就没有电压”。
这句话对吗?为什么?解:不对。
因为电压为零时电路相当于短路状态,可以有短路电流;电流为零时电路相当于开路状态,可以有开路电压, 1.5求图示电路中,A 点的电位。
(a ) (b ) 习题1.5电路 解:(a )等效电路如下图所示:(b )等效电路如下图所示:1.6如图所示电路,求开关闭合前、后,AB U 和CD U 的大小。
1.7求图示电路中,开关闭合前、后A 点的电位。
解:开关闭合时,等效电路如图所示:开关打开时,等效电路如图所示:1.8如图所示电路,求开关闭合前及闭合后的AB U 、电流1I 、2I 和3I 的大小。
1.9如图所示电路,电流和电压参考方向如图所示。
求下列各种情况下的功率,并说明功率的流向。
(1)V 100A,2==u i ,(2)V 120A,5=-=u i , (3)V 80A,3-==u i ,(4)V 60A,10-=-=u i解:(1)A :)(200提供功率W ui p -=-=; B :)(200吸收功率W ui p == (2)A :)(600吸收功率W ui p =-=; B :)(600提供功率W ui p -== (3)A :)(240吸收功率W ui p =-=; B :)(240提供功率W ui p -==(4)A :)(600提供功率W ui p -=-=; B :)(600吸收功率W ui p ==1.10一盏220V/40W 的日光灯,每天点亮5小时,问每月(按30天计算)消耗多少度电?若每度电费为0.45元,问每月需付电费多少元?解:(度)630510403=⨯⨯⨯=-W ;每月需要的费用:(元)7.245.06=⨯1.11求如图所示电路中,A 、B 、C 、D 元件的功率。
第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答(6)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 UI I R P 2L ==则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A 45.0220100U P I ===Ω===48445.0100I P R 22L1-5 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N N N I U P = 则A 450200U P I N N N === 又根据额定电压表达式N N N I R U = 那么Ω===5.12450I U R N N N(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V 5245.050I R U E U N 0N 0=⨯+=+== (3)电源电路短路时负载电阻为零,则短路电流为A 1045.052R E I 0S ===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V30U V 80U V 60U V 90U V 140U A10I A 6I A 4I 54321321=-==-====-=(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?E 解题图3题题1-721U U U21U 题题题4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。
《电路与磁路》第一章电路的基本概念和定律一、填空题1. 图1电路中,____端电位高于____端电位,电流的实际方向是由____端流向____端。
图12. 电路由____________、____________和____________三个部分组成。
3. 电荷的_______移动形成电流,电流的实际方向为________运动的方向。
4. 图2电路中,U ab=________V;U cd=________V;U ef=________V。
图25. 一个电源可以用________或________的形式来表示,二者间可等效互换。
6. 电压源与电流源进行等效变换时,对________等效,对________不等效。
7. 将图3电路等效为电流源时,其电流源电流I S=_ __,内阻R i=_____。
图38. 将图4电路等效为电压源时,其电压源电压U S=______,内阻R i=____。
图49.节点是指汇聚__________或__________以上导线的点。
10.两节点之间不分叉的一条电路,称为一个_ __;电路中任何一个闭合路径称为一个_ _。
11.基尔霍夫第一定律也称__________定律,其数学表达式为__________。
12.基尔霍夫夫第二定律也称__________定律,其数学表达式为__________。
13.用基尔霍夫定律求解电路时,必须预先标定各条支路的_____方向和回路的____方向。
14. 图5为某电路的一部分,已知I1=-1A,I S=2A,则I2=____,U ab=___。
图515. 图6电路中,电流I1=________,I2=________。
图6二、判断题1. 在电路中,电源是指提供能源的设备,它把非电能转换为电能。
()2. 在电路中,负载的作用是把电能转换成其它形式的能量。
()3. 电路中的导线起着传输能量的作用,所以在电路分析中,不论电路如何,均可把连接导线的电阻视为零。
第1章 习题与解答1-1 2C 的电荷由a 点移到b 点,能量的改变为20J ,若(1)电荷为正且失去能量;(2)电荷为正且获得能量;求ab u 。
解:(1)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ∆=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且失去能量,2W OJ ∆=,ab u 为正且 2102ab W OJu V q C∆===∆ (2)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ∆=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且获得能量,2W OJ ∆=,ab u 为负且 2102ab W OJu V q C∆-===∆ 所以10ab u V =-1-2 在题1-2图中,试问对于A N 与B N ,u i 、的参考方向是否关联此时下列各组乘积u i ⨯对A N 与B N 分别意味着什么功率并说明功率是从A N 流向B N 还是相反。
(a )15,20i A u V == (b) 5,100i A u V =-= 题1-2图 (c) 4,50i A u V ==- (d) 16,25i A u V =-=- 解:(a )15,20i A u V == ,此时A N 非关联,3000P ui W ==>,发出功率B N 关联,3000P ui W ==>,吸收功率。
功率从A N 流向B N 。
(b) 5,100i A u V =-= ,此时A N 非关联,5000P ui W ==-<,吸收功率B N 关联,5000P ui W ==-<,发出功率。
功率从B N 流向AN 。
(c) 4,50i A u V ==- ,此时A N 非关联,2000P ui W ==-<,吸收功率B N 关联,2000P ui W ==-<,发出功率。
功率从B N 流向AN 。
(d) 16,25i A u V =-=- ,此时A N 非关联,4000P ui W ==>,发出功率B N 关联,4000P ui W ==>,吸收功率。
功率从A N 流向B N 。
1-3 题1-3图所示电路由5个元件组成,其中12349,5,4,6,u V u V u V u V ===-=512310,1,2,1u V i A i A i A ====-。
试求:(1) 各元件的功率;(2) 全电路吸收功率及发出功率各为多少说明了什么规律u -+题1-3图解:(1)元件1:919P ui W ==⨯=,电压与电流为关联方向,故吸收功率。
元件2:515P ui W ==⨯=,电压与电流为非关联方向,故发出功率。
元件3:428P ui W ==-⨯=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。
元件4:6(1)6P ui W ==⨯-=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。
元件5:10(1)10P ui W ==⨯-=-,电压与电流为非关联方向,故吸收功率。
(2)全电路发出功率19W ,吸收功率19W ,说明功率守衡。
1-4 在假定的电压、电流参考方向下,写出题1-4图所示各元件的性能方程。
在假定的电压、电流参考方向下,写出题1-4图所示各元件的性能方程。
题1-4图解:(a )10u i = (b )20u i =- (c )10u V = (d )5u V =- (e )10i A = (f )5i A =-1-5 求题1-5图所示各电源的功率,并指明它们是吸收功率还是发出功率。
3V =23V +-23V +-23U V -=+2(a) (b) (c) (d) 题1-5图解:(a )236P ui W ==⨯= 吸收功率 (b )236P ui W ==⨯= 发出功率 (c )236P ui W ==⨯= 发出功率 (d )236P ui W ==⨯= 吸收功率 1-6 在题1-6图所示电路中,一个3A 的电流源分别与三种不同的外电路相接,求三种情况下3A 电流源的功率,并指明是吸收功率还是发出功率。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a) (b) (c)题1-6图解:(a)3618P ui W==⨯=电流源发出功率(b)3515P ui W==⨯=电流源发出功率(c)31030P ui W==⨯=电流源吸收功率1-7 试求题1-7图所示电路中电压源及电流源的功率,并指明它们是吸收功率还是发出功率。
(a) (b) (c)题1-7图解:(a)电流源两端电压为2V,212siP ui W==⨯=(非关联,发出功率)因为3Ω电阻上流过的电流为2/3A,所以流过电压源的电流为1/3A,2(1/3)2/3suP W=⨯=(关联,吸收功率)(b)电流源两端电压为5V,515siP ui W==⨯=(非关联,发出功率)流过电压源的电流为1A,212suP W=⨯=(关联,吸收功率)(c)电流源两端电压为5V,515siP ui W==⨯=(非关联,发出功率)因为1Ω电阻上流过的电流为2A,所以流过电压源的电流为1A,212suP W=⨯=(非关联,发出功率)1-8 试求:(1)题1-8(a)图所示电路中受控电压源的端电压和它的功率;(2)题1-8(b)图所示电路中受控电流源的电流和它的功率。
1U5+-2I(a) (b) 题1-8图解:(1)受控电压源的端电压为1221224U V =⨯= 功率为24372P W =⨯= (发出功率)(2)受控电流源的电流为1661/23I A =⨯= 功率为5315P W =⨯= (吸收功率)1-9 试求题1-9图所示电路中各电源的功率,并说明它们是吸收功率还是发出功率。
+-115S U V= 题1-9图解:由图可得+-115S U V=215550I -++= 即 22I A = 所以 11I A =所以15V 电压源的功率为15115P W =⨯= (非关联,发出功率) 5V 电压源的功率为5210P W =⨯= (关联,吸收功率)1A 电流源的功率为15115P W =⨯= (非关联,发出功率)1-10 试求题1-10图所示电路中的电流I 、电压源电压S U 及电压ab U 。
5Ω题1-10图解:由KVL 560I -= 所以 6/5 1.2I A ==由KVL (213)20s U ++-= 所以 12s U V =21561ab U V =⨯+-=1-11 题1-11图表示某电路中的部分电路,各已知的电流及电阻元件值已标示在图中,试求S I U R 、、。
题1-11图解:如图所示根据KCL节点a: 126ab I += 节点b: 15ab bd I I =+ 节点c: 15cd I I =+ 节点d: 125bd cd I I +=+ 联立求解得18ab I A = 3bd I A = 14cd I A = 1I A = 根据KVL回路abda: 3120ab bd s I I U ++= 90s U V = 回路bcdb: 115120cd bd RI I ⨯+-= 1.5R =Ω 1-12 试求题1-12图所示电路中的电流i 。
题1-12图解:根据KVL(84)8620i i +--+= 1i A =1-13 试求题1-13图所示电路中的电流ab cd I I 、及I 。
bd题1-13图解:根据KVL回路abca: 2100bc I -= 得 5bc I A =回路acda: 10150da I +⨯-= 得 5da I =- 回路bcdb: 2320bc db I I ++= 得 4db I A =- 由KCL0ab db bc I I I +-= 得 9ab I A = 0cd da bd I I I --= 得 9cd I A =- bc cd I I I =- 得 14ab I A =1-14 试求题1-14图所示电路中的1AB U I 、及2I 。
1V I题1-14图解:如图所示1V II根据KVL回路bBcb: 473100I +-= 得 41I A = 回路aBca: 13210I +-⨯= 得 15I A = 回路aBba: 342570I I +-= 得 31I A = 所以,根据KCL2311I I I +=+ 得 25I A = 根据KVL322AB U I =+ 得 4AB U V = 1-15 试求题1-15图所示电路中各支路电压及电流。
5Ω题1-15图解:I 5Ω2根据KVL回路bcdb: 22310I ⨯+-= 得 21I A =- 回路acda: 32350I +-= 得 31I A =回路abca: 121220I I ⨯+⨯-= 得 14I A =所以412415A I I I =-=+= 513415A I I I =+=+= 634516A I I I =+=+=各支路电压为1U 14ab I V =⨯= 2U 22bc I V =⨯=- U 3cd V =3U 55ad I V =⨯= U 2ac V = U 1bd V =1-16 试求题1-16图所示电路中的电流I 。
1Ω题1-16图解:由KVL11(1)10I I ⨯+⨯+-= 得0I =1-17 试求题1-17图所示电路中受控电流源的功率。
12+-1i题1-17图解:如图所示12+-1i由KVL1111232(0.5)0i i i -++⨯+= 得12i =112(0.5)6ab u i i V =⨯+=所以 1(0.5)6ab P u i W =⨯=(发出功率)1-18 试求:(1) 题1-18图(a )所示电路中的电流2I ; (2) 题1-18图(b )所示电路中的电压ab u 。
9+-16I -+1u 2(a) (b)题1-18图解:(1)由KVL12196()30I I I -+⨯++= 11360I I += 得10I = 2 1.5I A = (2)已知110u V = 1200.05313ab u u V =-⨯-=-1-19 电路如题1-19图所示。
(1) 题1-19图(a )中,已知12S u V =,求电压ab u ; (2) 题1-19图(b )中,已知3R =Ω,求电压ab u 。
u +-1uRab 1(a) (b)题1-19图解:(1)由题知 1115(0.5)2s u u u u -=⨯- 得15u V = 所以 1140.55ab u u u V =-⨯=- (2) 由题知1112012ab abu u Ri u i --+=⎧⎪⎨=+⎪⎩ 得 123u V = 23abi A = 所以 32ab ab u i V ==1-20 试求题1-20图所示电路中各元件的功率,并验算功率是否平衡。
2V +-题1-20图解:如图所示2Ω2V +-b2U +-2由KVL322110I --+⨯+= 得33I A = 32120I I -⨯+= 得0.5I A =由KCL132I I I I +=+ 得1 2.5I A = 32I I I += 得2 3.5I A =计算电路中各元件的功率左边2V 电压源:1125P I W ==(非关联,发出功率) 受控电流源:222ab P IU W ==(非关联,发出功率) 中间2V 电压源:3326P I W ==(非关联,发出功率) 右边1V 电压源:421 3.5P I W =⨯=(关联,吸收功率) 1Ω电阻:25319P I W =⨯=(关联,吸收功率) 2Ω电阻:2620.5P I W =⨯=(关联,吸收功率)由上可知 1234560P P P P P P +++++=,电路功率平衡。