目录
第1章电路的基本概念与定律3
第1.5节电源有载工作、开路与短路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.1题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.3题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
第1.5.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
第1.5.6题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
第1.5.8题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
第1.5.11题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
第1.5.12题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
第1.6节基尔霍夫定律. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第1.6.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第1.7节电路中电位的概念及计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
第1.7.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
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List of Figures
1 习题1.5.1图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 习题1.5.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 习题1.5.8图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4 习题1.5.11图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 习题1.5.12图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
6 习题1.6.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
7 习题1.7.4图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
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1 电路的基本概念与定律
1.5 电源有载工作、开路与短路
1.5.1
在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知
图1: 习题1.5.1图
I1 = ¡4A I2 = 6A I3 = 10A
U1 = 140V U2 = ¡90V U3 = 60V
U4 = ¡80V U5 = 30V
1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。
2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？
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]:
2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。
3 P1 = U1I1 = 140 £(¡4)W = ¡560W
P2 = U2I2 = (¡90) £6W = ¡540W
P3 = U3I3 = 60 £10W = 600W
P4 = U4I1 = (¡80) £(¡4)W = 320W
P5 = U5I2 = 30 £6W = 180W
电源发出功率P E =
P1 + P2 = 1100W
负载取用功率P = P3 + P4 + P5 = 1100W
两者平衡
1.5.2
在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。3
[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出
图2: 习题1.5.2图
¡I1 + I2 ¡ I3 = 0
¡3 + 1 ¡ I3 = 0
可求得I3 = ¡2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。
根据基尔霍夫电流定律可得
U3 = (30 + 10 £103 £3 £10¡3)V = 60V
其次确定电源还是负载：
1 从电压和电流的实际方向判定：
电路元件3
80V元件
30V元件
电流I3从\+"端流出,故为电源;
电流I2从\+"端流出，故为电源；
电流I1从\+"端流出，故为负载。
2 从电压和电流的参考方向判别：
电路元件3 U3和I3的参考方向相同P = U3I3 = 60 £(¡2) £10¡3W =
¡120 £10¡3W（负值），故为电源；
80V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 £1 £10¡3W =
80 £10¡3W（正值），故为电源；
30V元件U1和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 £3 £10¡3W = 90 £
10¡3W（正值），故为负载。
两者结果一致。
最后校验功率平衡：
电阻消耗功率:
P R1 = R1I2
1 = 10 £32mW = 90mW
P R2 = R2I2
2 = 20 £12mW = 20mW
4
电源发出功率:
P E = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW
