苑尚尊电工与电子技术基础第2版习题参考答案第1章

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第1章 直流电路及其分析方法习题解答 习 题 一 1.1 题1.1图所示电路由4个元件组成,电压电流的参考方向如图中所示。已知U1= –5V,U2=15V,I1=2A,I2=3A,I3= –1A。试计算各元件的电功率,并说明哪些元件是电源?哪些元

件是负载?

题1.1图 解:1元件:102)5(111−=×−==IUP(W)是电源。 2元件:40315222=×==IUP

(W)是负载。

3元件:15)1(15323−=−×==IUP

(W)是电源。

4元件:202)155(14−=×+−−=−=UIP

(W)是电源。

1.2 求题1.2图所示各元件的端电压或通过的电流。

题1.2图 解:(a)10101−=×−=−=IRU(V) (b)15

5−=−==RUI (A)

(c)1010)1(−=×−==IRU (V) 1.3 电路如图1.3所示,已知U=12V,E=6V,R0=2Ω,试根据电流、电压和电动势的正方向,分别计算图1.3中各电流I。

题1.3图 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 2

解:(a) 0UEIR=− 03 (A)EUIR−==− (b) 0UEIR=+

03 (A)

UEIR−==

©0UEIR=−−

09 (A)

EUI

R

−−==−

(d) 0UEIR=−+ 09 (A)EUIR+==

1.4 已知电路如题1.4图(a)和(b)所示,试计算a、b两端的电阻。

解:(a)由图可知,电阻的串并联关系可等效为下图所示:

则710//10210//]6)12//6[(2=+=++=abR(Ω) (b)由图可知,电阻的串并联关系可等效为下图所示:

则4.54.236//46//6=+=+=abR(Ω) 1.5 在题1.5图中,R1=R2=R3=R4=300Ω,R5=600Ω,试求开关S断开和闭合时a、b之间的等效电阻。

题1.4图 题1.5图 解:S断开时的电阻联接如图所示。 则 200600//600//600)//()//(31425==++=RRRRRRab(Ω) 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 3

S闭合时的电阻联接如图所示。 则 200)150150//(600]//////[34125=+=+=RRRRRRab(Ω)

1.6 题1.6图所示电路是电源有载工作的电路。电源的电动势E=220V,内阻Ro=0.2Ω;

负载电阻R1=10Ω,R2=6.67Ω;线路电阻RL=0.1Ω。试求负载电阻R2并联前后:(1)电路中的电流I;(2)电源端电压U1和负载端电压U2;(3)负载功率P。 解:[1] 负载电阻R2并联前 负载电阻为:1

10RR==(Ω)

(1)电路中的电流为:022021.1520.220.110LEIRRR===+++×+(A) (2)电源端电压:10

22021.150.2215.77UEIR=−=−×=(V)

负载端电压:221.1510211.5UIR==×=(V) (3)负载功率为 2221.15104622.5PIR==×=

(W)

[2] 负载电阻R2并联后

负载电阻为:467.61067.6102121=+×=+=RRRRR(Ω)

(1)电路中的电流为:02205020.220.14LEIRRR===+++×+(A) (2)电源端电压:10

220500.2210UEIR=−=−×=(V) 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 4

负载端电压:2504200UIR==×=(V) (3)负载功率为 2250410PIR==×=

(KW)

1.7 题1.7图所示电路中,已知I1=0.01A,I2=0.3A,I5=9.61A,试求电流 I3、I4、I6。

题1.6图 题1.7图 解:由KCL:321III=+ 543III=+ 246III+= 所以:31.03.001.0213=+=+=III(A) 3.931.061.9354=−=−=III

(A)

6.93.03.9246=+=+=III

(A)

1.8题1.8图示电路中,U1=10V,E1=4V,E2=2V,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,当1、2两点处于断开状态时,试求电路的开路电压U2。 解: 设通过R1的电流I1的正方向如图所示,则

12441021111=+−=+−=RREUI (A)

由于1、2两点间开路,所以I3=0 根据基尔霍夫定律 U2=E1+I1R1+I3R3-E2=4+1×4+0×5-2=6(V)

1.9题1.9图所示电路中,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=8Ω,R4=12Ω,E1=8V,要使R2中的电流I1为0,求E2为多大? 解:若使R1中的电流I1为0,则有R1、R2、E1构成回路,且R3的电压降等于E1=8V,

则24331ERRRE×+= 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 5

故 208812833432=×+=×+=ERRRE(V) 此题还可用支路电流法求解。 1.10 根据基尔霍夫定律求题1.10图所示电路中的电流I1和I2。

解:由KCL得:8531=+=I(A) 6822−=−=I

(A)

题1.10图 题1.11图 1.11 根据基尔霍夫定律求题1.11图所示电路中的电压U1、U2和U3。

解:由KVL得:74251−=−+−=U(V) 3252−=+−=U

(V)

9254103−=+−+−=U

(V)

1.12 已知电路如图1.27所示,其中E1=15V,E2=65V,R1=5Ω,R2=R3=10Ω。试用支路电流法,求R1、R2和R3三个电阻上的电压。 解:应用KCL和KVL列方程如下

123III+=

11331+=IRIRE

22332+=IRIRE 代入已知数据得 1230+−=III

1363690+=II

23123660+=II 解方程可得 I1=3(A),I2= –1(A),I3=2(A)。

186311=×==IRU

R(V)

12121222−=×−==RIU

R(V)

72362333=×==RIU

R(V)

1.13 试用支路电流法,求题1.13图所示电路中的电流I

1、I2、I3、I4和I5(只列方程,

不求解)。 解:由KCL列两个方程

351III=+ 542III=+

由KVL列三个方程(绕行方向分别按顺时针、逆时针、逆时针) 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 6

13311URIRI=+ 24422URIRI=+ 0554433=+−RIRIRI

1.14 试用支路电流法,求图1.44(a)电路中的电流I3。

解:由KCL和KVL得:321III=+ 2461213=+II 由于 52=IA

所以 33=I(A) 21−=I(A) 1.15 在题1.15图所示的电路中,求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。

题1.14图 题1.15图 解:112123=−=−=III(A) 20201331=×==RIU(V) 4010220122132=×+×=+=RIRIU

(V)

20201111=×==UIP(W)(消耗) 80402222=×==UIP

(W)(产生)

2020121231=×==RIPR(W)(消耗) 4010222222=×==RIP

R(W)(消耗)

1.16 求题1.16图所示电路中的电压U、电流I。

题1.16图 解:(a)10=U(V) 5210===RUI(A) (b) 5=I(A) 50105=×==IRU(V)

1.17 运用电压源与电流源等效变换的方法,化简题1.17图所示的各电路。 第1章 直流电路及其分析方法习题解答 7

题1.20图 解:化简步骤和结果如下。

1.18 试用电压源与电流源等效变换的方法,求题1.18图所示电路中2Ω电阻中的电流I。 题1.18图 题1.19图 解:将原图经电压源与电流源等效变换后得下图所示,由图可得 1222

28=++−=I(A)