最新《电工电子技术》课本习题答案

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思考与习题

1-1 1-35图中,已知电流I =-5A ,R =10Ω。试求电压U ,并标出电压的实际方向。

图1-35 题1-1图

解:a)U=-RI=50V b)U=RI=-50V 。

1-2 在1-36图所示电路中,3个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所示,通过实验测量得知:I 1=-4A ,I 2=4A ,I 3=4A ,U 1=140V ,U 2=-90V ,U 3=50V 。试求

(1)各电流的实际方向和各电压的实际极性。

(2)计算各元件的功率,判断哪些元件是电源?哪些元件是负载? (3)效验整个电路的功率是否平衡。

图1-36 题1-2图

解:(2)P 1=U 1I 1=-560W ,为电源;P 2=-U 2I 2=360W ,为负载;P 3=U 3I 3=200W,为负载。

(3)P发出=P吸收,功率平衡。

1-3 图1-37中,方框代表电源或负载。已知U =220V ,I = -1A ,试问哪些方框是电源,哪些是负载?

图1-37 题1-3图

a) b)

I

I

a) b) c) d)

解:a)P=UI =-220W,为电源;b)P=-UI=220W,为负载;

c)P=-UI=220W,为负载;d)P=UI =-220W,为电源。

1-4 图1-38所示电路中,已知A、B段产生功率1500W,其余三段消耗功率分别为1000W、350W、150W,若已知电流I=20A,方向如图所示。

(1)标出各段电路两端电压的极性。

(2)求出电压U AB、U CD、U EF、U GH的值。

(3)从(2)的计算结果中,你能看出整个电路中电压有什么规律性吗?

解:(2) U AB=-75V,U CD=50V,U EF=17.5V,U GH=7.5V

(3) U AB+U CD+U EF+U GH=0.

1-5 有一220V、60W的电灯,接在220V的电源上,试求通过电灯的电流和电灯在220V 电压下工作时的电阻。如果每晚用3h,问一个月消耗电能多少?

解:I=P/U=0.27A,R= U 2/ P= 807Ω,W= P t=60×10-3 kW×30×3h =5.4度.

1-6 把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡,串联在端电压为220V的电源上使用,这种接法会有什么后果?它们实际消耗的功率各是多少?如果是两个110V、60W的灯泡,是否可以这样使用?为什么?

解:把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡,串联在端电压为220V的电源上使用,将会使60W的灯泡烧毁。60W的灯泡实际消耗的功率是93.8W,100W 的灯泡实际消耗的功率是56W。如果是两个110V、60W的灯泡,都在额定值下工作,可以这样使用。

1-7 有一直流电源,其额定功率为150W,额定电压50V,内阻1Ω,负载电阻可以调节。试求:(1)额定状态下的电流及额定负载。(2)开路状态下的电源端电压。(3)电源短路状态下的短路电流。

解:(1)I N=150/50=3A,R N=50/3-1=15.67Ω(2)U OC=50V (3) I S=50A

1-8 图1-39所示电路可以用来测试电源的电动势和内阻。已知R 1=2Ω,R 2=4.5Ω。当只有开关S 1闭合时,安培表读数为2A ;当只有S 2闭合时,安培表读数为1A 。试求电源的E 和R S 。

图1-39 题1-8图

解:由E/(R S + R 1)=2,E/(R S + R 2)=1得E=5V ,R S =0.5Ω。

1-9 图1-40所示电路中,已知E =100V ,R 1=2k Ω,R 2=8k Ω。试在(1) R 3=8k Ω;(2) R 3=

∞(即R 3 处断开);(3) R 3=0(即R 3 处短接)三种情况下,分别求电压U 2和电流I 2、I 3。

图1-40 题1-9图

解:(1)I 1 = E/(R 1+ R 2// R 3)=16.7 mA ,U 2= I 1 (R 2// R 3)=66.7V ,I 2=I 3= I 1/2=8.35mA ;

(2)I 1= E/(R 1+ R 2) =10mA ,U 2= I 1 R 2=80V ,I 2= I 1= 10mA ,I 3=0A ; (3)I 2=0A ,U 2=0V ,I 3= I 1= E/R 1 =50mA 。

1-10 试等效简化图1-41所示网络。

图1-41 题1-10图

解:将3A 电流源变为电压源与3V 电压源串联得到12V 电压串6Ω电阻,再将其变为

2A 电流源并6Ω电阻与2A 电流源并联,得到4A 电流源并6Ω电阻①, 将6V 电压串3Ω电阻变为2A 电流源并3Ω电阻②

并联①②得I S =6A ,R=2Ω

,电路如图所示:

1-11 求1-42图中的电流I 。

图1-42 题1-11图

解:将6V 电压源变为电流源与6A 电流源并联,得到9A 电流源并1Ω电阻,再将其变

为9V 电压串1Ω电阻,与2A 电流源变为的4V 电压串2Ω电阻串联,即

I =(9-4)/(1+2+7)=0.5A 1-12 图1-43所示电路中,试求:

(1)开关S 断开时A 点的电位。 (2)开关S 闭合时A 点的电位。

(3)开关S 闭合时A 、B 两点电压U AB 。 图1-43 题1-12图

解:(1) I=(7+8)/(3+1+1)=3 mA ,U A =8- I R 3=5V

(2) 开关S 闭合时B 点的电位为6V ,I=(8-6)/(1+1)=1mA ,U A =8- I R 3=7V (3)U AB =7-6=1V

1-13 指出图1-44所示电路中A 、B 、C 点的电位

图1-44 题1-13图

解:(a) U C =0V ,U A =6V ,U B =3V

(b) U B =0V ,U A =4V , U C =-2V (c) U C =0V ,U A =12V ,U B =8V (d) U A =6V ,U B =-2V ,U C =-6V

1-14 图1-45所示电路中,已知U S =16V ,I S =2A ,R 1=12Ω,R 2=1Ω。求开关S 断开时开关两端的电压U 和开关S 闭合时通过开关的电流I 。

图1-45 题1-14图

解:开关断开R 2= 1Ω电阻上流过的电流即电流源电流2A ,开关两端电压U 为电压源电

压与R 2两端电压之和U=16-2×1=14V ,

开关闭合,R 2= 1Ω电阻上流过的电流I 2= U S / R 2=16A ,I= I 2- I S = 14A

1-15 在1-46图中,已知I 1=0.1A ,I 2=3A ,I 5=9.6A ,试求电流I 3、I 4和I 6。

图1-46 题1-15图

解: I 3= I 1+ I 2=3.1A ,I 4= I 5- I 3=6.5A ,I 6= I 4+ I 2=9.5A

1-16 求1-47图中的电流I 。

a) b) c) d)

12V

图1-47 习题1-16图

解: I=0A

1-17 在图1-48中,已知U 1=3V ,R 1=10Ω,R 2=5Ω,R 3=4Ω,其他各电流如图所示。试求电路中电流I X 和电压U 。

图1-48 题1-17图

解: I 1 +2+4=0,I 1 =-6 A ,

I 2= I 1 +4=-2 A ,

I X + I 2=5A ,I X =7A , U=- U 1+ I 1 R 1+ I 2R 2 =-73V

1-18 求1-49图中各电流源上的电压。

图1-49 题1-18图

解:各支路电流参考方向如图所示:

I 1=-2A ,I 2=3A,I 3=7A,I 4=-2A ,I 5=-5A

U 1=10I 1+5I 2=-5V ,U 2=10I 1+2I 5-5I 3=-65V ,U 3=5I 3-4I 4=43V ,U 4=-5I 2+2I 5-4I 4=-17V

思考与习题

2-1 求图2-19所示电路A 、B 两端的等效电阻。

a) b)

c)

A

B

Ω

Ω

d)

e )

f )

图2-19 题2-1图

2-1解:a) R AB =[ (6// 6)+7]// 10=5Ω b) R AB =[ (4// 4+1)// 6+(2//2) ] //3=1.5Ω c) R AB =[(R 1// R 2)+ R 3]// R 4// R 5=0.75Ω d) R AB =4//6=2.4Ω

e) R AB =[ (8// 8)+4]// 12+(20// 5) =8.8Ω f) R AB =(24// 24)+ (12//12)=18Ω

2-2 试求图2-20所示电路5Ω电阻上的电压U 。

图2-20 题2-2图

解:电路如图2-20所示:

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