电工学_电工技术(艾永乐)课后答案第二章

b）图，3Ω 电阻被短路，如题解 2-2 图 b)
Rab 2 // 2 // 1 2 2.5 Ω
2.5Ω a 5Ω b 8Ω 4Ω 4Ω 5Ω a)
题解 2-3 图
2Ω a 2Ω b 2Ω 1Ω 2Ω b)
2-4 已知某线性无源网络，测得其电压为 5V 时，电流为 5mA，试画出其 最简等效电路。 解：等效为一个 100Ω 的电阻，图略。 2－5 在图 2－53 中，已知电压源 Us＝27V，电阻 R1＝R2＝6Ω，R3＝R4＝ R5＝2Ω，R6＝R7＝6Ω。试求支路电流 I1、I2 和 I3。
+
_
b
a) a 5A 2A 5Ω b 7A 5Ω b a 或 a 5Ω 35V b
+ _
b) a 4A 2A 12Ω 2A 3A b 6Ω b 4Ω b a 4Ω 或 8V
_
I3
15Ω C 2Ω 6Ω 3Ω 6Ω
c)
a 或 b d)
a 6 Ω _ 24V
4A
+
b
题解 2-9 图 2－10 电路如题 2－10 图所示，试用电源等效变换法求电流 I。
选网孔列写 KVL
10I1 10I 2 40 20
10I 2 20I 3 20
联立，解得
I1 1.6A ， I 2 0.4A ， I 3 1.2A
a）该电路三条支路，按理需 3 个方程，但观察电路发现有一条无伴电流 源支路，因此支路电流方程已知，只需列写两个方程。 对结点①列写 KCL
I1 2 I 3 0
选大回路列写 KVL
8
3I1 6I 3 24
联立，解得
I1 1.33A ， I 3 3.33A
2－13 在题 2－13 图中，已知电压源 Us＝20V，电流源 Is1=2A，Is2=3A， 电阻 R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝1Ω，R4＝4Ω。试求各支路电流及各元件的功率， 并验证电路的功率是否平衡。
本章习题解析
2-1 求习题 2-1 所示电路的等效电阻，并求电流 I5。
a
2Ω 2Ω 6 Ω I5 1Ω
b
题 2-1 图
+
3V 3Ω
a
2Ω
+
4Ω 4Ω 3V 3Ω
2Ω 6Ω I 5 1Ω
题解 2-1 图
2Ω
-
-
解：电路可等效为题解 2-1 图 由题解 2-1 图，应用串并联等效变换得
Rab 3 //( 2 // 2 (2 1) // 6) 1.5 Ω
题解 2-7 图
10V
9
i/A
-
a）
解：由题图给出的直线，建立其方程 u i 10 容易知，其开路电压 Uoc=10V，等效电阻 Req=1Ω 可画出其等效电压源模型如题解 2-7 图 a）所示结果，再由电源的等效变换 可到 b）图所示的等效电流源模型。 2-8 试将图 2－8 中电压源模型等效变换成电流源模型，电流源模型等效变 换成电压源模型。
I1 6mA ， I 2
A
R1 R2
A
I1
Is
R1 R3 R2
I2
+ U S1 _
_
U S2
+ _
_
Is
R3
U S2
+
+
题解 2-15 图
题 2-15 图 解 指定支路电流，如题解 2-15 图所示，采用结点电压法解本题。列结点 电压方程为
1 1 1 U s1 U s 2 R R R U A I s R R 2 3 1 2 1
a 6Ω 12V 3Ω 5A 5Ω +
10V
a
+ _
+ 9V _
a）
b
b) a
b
a 18Ω 8A 4A 9Ω b d)
4A
12Ω
12V
6Ω
+ c)
b
题 2-9 图 解： 将原电路逐步等效变换，最终化简成最简电路，化简过程如图所示。
a 2A 3A 6Ω 3Ω b
5
a 5A 2Ω b 或 2Ω 10V
a
由分流公式 I 5
3 2 1 3 1 A 3 3 2 1 6 Rab 3
2-2 题 2-2 图所示的为变阻器调节分压电路。 电源电压 U 220 V， RL 50 Ω ， 中间环节是变阻器。变阻器的规格是 100Ω 3A。今把它平分为 4 段，在图
1
上用 a、b、c、d、e 等点标出。试求滑动触点分别在 a、b、c、d 四点是，负 载和变阻器所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的电流与其额定电流 比较来说明使用时的安全问题。
2Ω 3Ω
-
9V
+
5A Ω
6Ω
4A Ω
I
1Ω
题 2-10 图
解 首先利用电源的等效变换求出 1 电阻以左部分的最简等效电路，逐步 等效化简过程如题解 2－10 图所示。
6
2Ω a 3Ω 5A 3A b 6Ω 4A Ω b 2A
2Ω a 2Ω 4A b 15Ω C 2Ω 6Ω 3Ω 4Ω
4
a
+
4V
I sc
24 48A 0.5
2) 当外接负载电阻为 11.5Ω 时，电路如题解 2-11b）所示
+
24V
I
11.5Ω
0.5Ω
题解 2-11 图
7
易得
I
24 2A 0.5 11.5
负载电阻的功率 PR 11.5 2 2 46W 2-12 支路电流求题 2-12 图所示电路的支路电流。
第二章
电阻电路的分析
本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法， 并运用这些方法分析计算 各种电阻电路中的电流、电压和功率。
本章基本要求
1．正确理解等效电路的概念，并利用等效变换化简电路。 2．掌握电阻串、并联等效变换、电源的等效变换。 3．电阻电路的分压公式和分流公式的应用。 4．运用支路电流法和结点电压法分析计算电路。 5．运用叠加定理分析计算电路。 6．熟练应用戴维宁定理分析计算电路。 7．应用戴维宁定理求解电路中负载电阻获得的最大功率。 8．学会含有受控源电路的分析计算。 9．了解非线性电阻电路的分析方法。
U L 73.5 V
3) d 点 ： Req 55 Ω
I ed U 220 4A Req 55
I L 2.4 A
I da 1.6 A
U L 120 V
4) e 点：
I ea U 220 2.2 A Rea 100
IL 220 4.4 A 50
U L 220 V
0.5Ω 12A 0.5Ω
题解 2-6 图
+
6V
-
b）
开路电压 Uoc=6V 即为理想电压源的电压， 短路电流 Isc=12A 为理想电流源的 电流。 2-7 一个电源的外特性如图 2－47 所示，试求其电压源模型和电流源模
型（标出参考方向和计算参数） 。
u/V
9
1Ω
+
1 O 1
题 2-7 图
10A 1Ω b）
代入数据，解之，得
U A 12V
由结点电压和支路电压的关系可求得各支路电流为
10
I1
U A U s1 12 9 1A R1 3 U A U s 2 12 4 8A R2 2
I2
9V 电压源吸收功率 4V 电压源发出功率 11A 电流源发出功率
P U s1 U s1I1 9 1 9W P U s 2 U s 2 I 2 4 8 32W PI s U A I s 12 11 132W
12V
I1 I
A 5kΩ
+
II
+
8V
-
解 题 2-14 图为电子电路中常见的简化画法， 将其改画为题解 2-14 图。 指定电流的参考方向。 对结点 1 列写 KCL
I1 I 2 I 3 0
对网孔列写 KVL
2I1 12
(1 5) I 3 8
联立，解得
14 4 mA ， I 3 mA 3 3 2-15 在题 2－15 图所示电路中，Us1＝9V，Us2＝4V，Is=11A，R1＝3Ω， R2＝2Ω，R3＝6Ω。试求 A 点的电位和各电源的功率，并指出是发出功率还是吸 收功率。
4
2Ω
8V
+
3Ω 6A b） 6V
2Ω 3Ω 8A c） d）
+
a）
-
题 2-8 图 解：由电源的等效变换可将 4 个图分别化为题解 2-8 图
3Ω 2Ω 4V a）
18V
+
6V
+
b）
c）
8A d）
题解 2-8 图 注意 c、d 图中的电阻不起作用。 2－9 试用电源的等效变换法将图 2－56 所示的各电路化简。
+
40V
I1
+
20V
I2
I3
+
24V
2A
10Ω
10Ω a)
20Ω
6Ω b)
6Ω
3Ω
题 2-12 图
解：a）该电路三条支路，需 3 个方程
①
① I3 20Ω II
+
40V
I1 I
+
20V
I2
+
24V
I1
2A
I3 6Ω
10Ω
10Ω ② a)
I 6Ω b) ②
3Ω