电工与-电子技术第二版陶桓齐课后习题答案内容.pdf
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1、 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220 V,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 P RLI2 UI 贝毗时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为 P 100 0.45A U 220 1-5 某一直流电源,其输出额定功率 PN=200W,额定电压 UN=50V,内阻 R0=0.5Q,负载电阻 R 又根据额定电压表达式 UN 那么 题题题 4RL P 100 孑 0.45 484 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
2、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 PN U N IN 贝 U PN UN 200 4A 50 UN 50 4 12.5(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 U0 E UN R0IN 50 0.5 4 52V 电源电路短路时负载电阻为零,则短路电流为 E 52 S 104A R0 0.5 1-7 在题图 1-7 中,五个元件代表电源或负载。知 电流和电压的参考方向如图中所示,通过实验测量得 I1 4 A I2 6 A I3 10A U1 140V U2 90 V U3 60 V u4 80 V u5 30 V (1)试
3、标出各电流的实际方向和电压的实际极性;U4 4 U5 U1 1 I1 U33 I3 U22 I?41 IJ U1 1 I1 U33 u22 I 题题 1-7 解题图 3(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?3 I 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。据此,元件 1 和元件 2 为电源,其余的全为负载。(3)根据解题图 4 计算各元件的功率
4、分别为 P 140 4 560W P2 U2I2 90 6 540W R U3I3 60 10 600W P4 U4I1 80 4 320W F5 U5I2 30 6 180W 根据功率平衡的关系,带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等,即得 560 540 600 320 180 1100W 上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的,注意,此法也是验证解题结果正确与否 的方法之一。1-8 试求题图 1-8 所示电路中 A 点、B 点和 C 点的电位。1-9 试求题图 1-9 所示电路中 A 点的电位。亠 O打()6V 3V 4 X 解题图 6 解:参照解题图 6,该电路图上半部分
5、的电路为一闭合电路,可产生电流 I,因此在 1Q和 2Q 电阻上均产生电压降;而电路图下半部分的电路不闭合,故 4Q电阻上无电压降。那么,该电路中 的电流和电位 VA分别为 解:参照解题图 5 可知,四个电阻上的电压降均由电流 其大小为 I 所产生,电流的参考方向如图所示,50 20 10 20 10 20 30 60 0.5A 根据某点的电位即该点与参考点之间的电压,令参考点 VA VA VD 10I 50 10 0.5 50 VB VB VD 20I 10I 50 10I 20 Vc Vc VD 20I 10V VD=0,则电位 VA、VB和 Vc分别为 45V 20I 35V 1A,VA
6、 1I 6 3 2I 6 5V 题题 1-8 解题图 5 题题 1-9 4 4 6 3 Rab 4/(4/4 6/3)4/()4/(2 2)4/4 2 4 4 6 3 注:上式中的符号“/”表示电阻并联,符号“+”表示电阻串联,在计算串、并联等效电阻时 应遵循先并联、后串联、括号运算优先的原则。图(b)Rab 2/(2/2 3/3/3)2/2 1题图 1-12 2 2 b 间的等效电阻Rab。2(b)第 2 章电路的分析方法练习题解答(8)解:根据题目的要求,应用两种电源的等效变换法,将题图 2-2 所示电路按照解题图 12 所示的 变换顺序,最后化简为解题图 12(j)所示的电路,电流 I
7、为 I-0.2A 2 8 注意:(1)一般情况下,与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可 视为开路。故题图 2-2 所示电路最左边支路中的 2Q电阻可视为 0;(2)在变换过程中,一定要保留待求电流 I 的支路不被变换掉;(3)根据电路的结构,应按照 a-b、c-d、e-f 的顺序化简,比较合理。2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图 2-2 中 3 Q电阻中的电流 I。解题图 12(a)Q2 4 fl Ol2V20vO 4;I 3 b O12V20VO 解题图 12(b)解题图12(C)CM 4 eH 解题图 12(e)解题图 12(f)2-4 试用电压源与电
8、流源等效变换的方法计算题图 2-4 中 2Q电阻中的电流 I 题题 2-2 nJ I d I 解题图 12(g)解题图 12(h)解题图 12(i)1 16 4 4 111 解:8 2 I 1 2-5 应用支路电流法计算题图 2-5 所示电路中的各支路电流。解:首先对于题图 2-5 所示电路的三条支路电流分别确定参考方向,如解题图 15 所示。然后应 用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程:丨1 I2 1 Is 0 70 10I1 6I3 10I1 20I1 6I3 45 212 6I3 3I2 5I2 6I3 解之,得 I1 2代 12 5A,I3 3A 2-8 电路如题图
9、 2-8 所示,试用结点电压法计算图中电阻 RL两端电压 U,并计算理想电流源的功率。题题 2-8 解题图 17 解:由于计算负载电阻 RL的电压 U,与理想电流源串联的 4 Q电阻和与理想电压源并联的 8 Q 电阻的存在与否无关,因此,这两个电阻的作用可被忽略,如解题图 17 所示,那么 12.8V2A ta o te 2A 4A b 解题图 14(b)10()70V a Is 2 O 3 4-1 45V 解题图 15 2A a 2 题题 2-4 解题图 14(a)解题图 14(c)题题 2-5 题题 2-12 等效电源的内阻(即有源二端网络的除源内阻)R0可由解题图 21(d)所示的电路求
10、得。对于 b 两端而言,两个 16 Q的电阻已被短接,只剩 8 Q电阻作用,因此 8 a、I 一E一 兰 0.5A 1 r 16-T L 32V 16 T 7 24 一口 然而,在计算理想电流源的功率时,理想电流源两端的电压值是由与之并联的外电路所确定,因此,与理想电流源串联的 4Q电阻的作用就不能被忽略。此时,必须根据题图 2-8 所示电路解题才 正确,理想电流源两端的电压应用电路最外围大回路计算比较方便,其功率为 P 4(4 4 12.8)4 28.8 115.2W 2-10 应用叠加定理计算题图 2-10 所示电路中的电流 I。I I I 依据解题图 19(a),应用分流公式可得 I 3
11、0 10 30 15 10 20 1A 10 10/(5 10/10)10(5 10/10)依据解题图 19(b),应用分流公式可得 1 90 10 90 10 1 6 3A 2 I 10 10/5(10/10)10(5 10/10)15 20 于是 I I I 1 3 2A 电路如题图 2-12 所示,分别用戴维宁定理计算 24 Q电阻中的电流 I。解:应用戴维宁定理,题图 2-12 所示的电路可化为解题图 21(e)所示的等效电路。等效电源的 电动势E 可由解题图21(a)、(b)和(c)所示的电路,利用叠加定理求得 E U。U。U。依据解题图 21(b),可求得U0:再依据解题图 21(
12、c),可求得U0:于是 E U0 U0 U0 U0 32 Ucb 32V U0 Ucb 2 8 16V 32 16 16V 10 5 10 10 5 10 10 5 10 最后依据解题图 21(e)求出:R R0 24 8 解题图 21 解题图26(a)Q 丿3 EU O T 3 n f T _ RU (b)(c)2-15 在题图 2-15 中,已知 I=1 A,应用戴维宁定理求电阻 R。解:应用戴维宁定理,题图 2-15 所示的电路可化为解题图 24(c)所示的等效电路。因此 根据题目的要求,可将上式改写成 E RoI I 依据解题图 24(a)所示的电路,可求得等效电源的电动势 E 为 E
13、 Uo Va Vb 10 4 10 10 40V 依据解题图 24(b)所示的电路,可求得等效电源的内阻 R0为 R。10 于是 2-17 电路如题图 2-17 所示,应用戴维宁定理计算图中电流 解:应用戴维宁定理,题图 2-17 所示的电路可化为解题 依据解题图 26(a)所示的电路求得 E U0 3 5 3 2 9V 等效电源的内阻 R0依据解题图 26(b)所示的电路求得,由于求解 a、b 间无源二端网络的等效电阻 时两理想电流源开路,因此 R。3 0.75A E Rl 40 10 1 30(c)I。26(c)所示的电路。等效电源的电动势 E 题图 24(a)0 第 3 章正弦交流电路练
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