电工学(少学时)(第三)学习辅导与习题全解(唐介)剖析
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
电路中电能消耗的元件 R 是参数元件
线性元件
图 1.5.1 电阻
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
i ＋
R = u/i
u
R 在直流电路中，R = U/I
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第1章 直流电路
1.2 电路的状态
（一）通路
电路的状态——通路 电源的状态——有载 电源产生的电功率为 EI
SI
+
+
E
U_ S
U_L
电源输出的电功率为 US I 负载取用的电功率为 UL I
图 1.2.1 通路
电气设备工作时，其电压、电流和功率均有一定限 额，这些限额表示了电气设备的正常工作条件和工作能 力，称为电气设备的额定值。
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
3．理想电感元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
理想电压源
本身功耗忽略不计， 只起产生电能的作用
理想电流源
理想电源元件的两种工作状态
进入理想无源元件
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（三）短路
Байду номын сангаас电源短路
S1
Ⅰ
S2
Ⅱ
短路的特点:
有 I 视电路而定
源
U ＝0
电
路
图 1.2.4 短路
当某部分电路的两端用电阻 可以忽略不计的导线或开关连接 起来，使得该部分电路中的电流 全部被导线或开关所旁路，这部 分电路的状态称为短路。
图 1.2.5 短路的特点
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第1章 直流电路
第1章 直流电路
（二）理想电源元件
1.理想电压源（恒压源）
特点
返回理想电源元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
1.理想电压源（恒压源）
特点
输出电压Ｕ
是由它本身确定 的定值，与输出 电流和外电路情 况无关。
输出电流Ｉ
不是定值，与输 出电流和外电路 情况有关。
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
理想电阻元件 （电阻）
理想电容元件 （电容）
理想电感元件 （电感）
进入理想电源元件
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
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第1章 直流电路
1.1 电路的作用和组成
电路——电流流通的路径。
电源 ＋
US －
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电路的作用
第1章 直流电路
3
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电路的组成
第1章 直流电路
电源：将非电形态的能量转化为
电能的供电设备。 E
负载：将电能转化为非电形态的
能量的用电设备。
图 1.1.1 简单照明电路
连结导线： 沟通电路、输送电能。
－
R 的单位为欧［姆］（Ω）
图 1.5.1 电阻 p = UI = U2/R = RI2
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量 关系
C 实物
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第1章 直流电路
（一）理想无源元件
２.理想电容元件
返回理想电源元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
3．理想电源元件的两种工作状态
19
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第1章 直流电路
实际电源的模型
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第1章 直流电路
[例 1.5.1 ] 图示直流电路已知理想电压源的电压 US＝3 V，理想电流源的电流 IS = 3 A，电阻 R = 3 Ω。 求（1）理想电压源的电压和理想电流源的电流； （2）讨论电路的功率平衡关系。
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
２.理想电流源（恒流源）
特点
返回理想电源元件
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第1章 直流电路
（二）理想电源元件
２.理想电流源（恒流源）
特点
输出电流Ｉ
是由它本身确定 的定值，与输出 电压和外电路情 况无关。
输出电压Ｕ
不是定值，与输 出电压和外电路 情况有关。
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第1章 直流电路
1.6 基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是分析计算电路的基本定律，又分为： 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电压定律
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I
＋
E
U
—
I
＋
U
—
图 1.4.1 关联参考方向
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第1章 直流电路
1.5 理想电路元件
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用表征其 物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组成的电路称为电路实体的电路 模型。
理想无源元件
理想电源元件
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1.3 电路中的参考点
270 k
aa
＋UCC
RRBB
2 k
BB CC
RIRICCCC1 mA
＋
U6 CVC
IIBB0.02 mAEE IIEE
－
Ve=0
将电路中的某一点选作 参考点，并规定其电位 为零。
电路中其它任何一点 与参考点之间的电压 便是该点的电位。
图 图1.31.1.3.1电路电中路的中参的考参点考点
第1章 直流电路
第1章 直 流 电 路
1.1 电路的作用和组成 1.2 电路的状态 1.3 电路中的参考点 1.4 电路中的参考方向
1.5 理想电路元件
1.6 基尔霍夫定律
1.7 支路电流法
1.8 叠加原理
1.9 等效电源定理
1.10 非线性电阻电路
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教学基本要求
分析与思考题
练习题
第1章 直流电路
Va=UCC=6 V Vb=UCC－RBIB=0.6 V Vc=UCC－RCIC=4 V
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化简电路
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第1章 直流电路
1.4 电路中的参考方向
+
I
US_
IS R2
R1
在复杂的直流电路中，电压和电 流的实际方向往往是无法预知的， 且可能是待求的；而在交流电路中， 电压和电流的实际方向是随时间不 断变化的。这时只能给它们假定一 个方向作为电路分析和计算时的参 考，这些假定的方向称为参考方向 或正方向。
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第1章 直流电路
（二）开路
S1
S2
Ⅰ
Ⅱ
图 1.2.2 开路
当某部分电路与电源断 开，该部分电路中没有电流， 亦无能量的输送和转换，这 部分电路的状态称为开路。
开路的特点:
有
I＝0
源
电
路
U视电 路而定
图 1.2.3 开路的特点
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第1章 直流电路
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电工学(少学时)课后答案全
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*第一章习题1－1 指出图1－1所示电路中A 、B 、C 三点的电位。
图1－1 题 1－1 的电路解：图（a ）中，电流 mA I 51226.=+=, 各点电位 V C = 0 V B = 2×1.5 = 3V V A = (2+2)×1.5 = 6V图（b ）中，电流mA I 1246=+=， 各点电位 V B = 0 V A = 4×1 = 4VV C =－ 2×1 = －2V图（c ）中，因S 断开，电流I = 0， 各点电位 V A = 6V V B = 6VV C = 0图（d ）中，电流mA I 24212=+=， 各点电位 V A = 2×(4+2) =12VV B = 2×2 = 4V V C = 0图（e ）的电路按一般电路画法如图，电流mA I 12466=++=， 各点电位 V A = E 1 = 6VV B = (－1×4)+6 = 2V V C = －6V1－2 图1－2所示电路元件P 产生功率为10W ，则电流I 应为多少? 解：由图1－2可知电压U 和电流I 参考方向不一致，P = －10W ＝UI 因为U ＝10V , 所以电流I ＝－1A图 1－2 题 1－2 的电路1－3 额定值为1W 、10Ω的电阻器，使用时通过电流的限额是多少？ 解：根据功率P = I 2 R A R P I 3160101.===1－4 在图1－3所示三个电路中，已知电珠EL 的额定值都是6V 、50mA ，试问哪个电珠能正常发光？图 1－3 题 1－4 的电路解：图（a ）电路，恒压源输出的12V 电压加在电珠EL 两端，其值超过电珠额定值，不能正常发光。
图（b ）电路电珠的电阻Ω=Ω==120120506K R .，其值与120Ω电阻相同，因此电珠EL 的电压为6V ，可以正常工作。
电工学少学时第三版_张南主编_课后练习答案_第一章（末）
电工学少学时第三版_张南主编_课后练习答案_第一章（末）上篇: 电工技术第一章: 电路分析基础1.1: 电路的基本概念、定律、分析方法(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。
(2) 在正确理解电位意义的基础上，求解电路各点电位。
(3) 加强电压源的概念，建立电流源的概念。
(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态，强化额定值概念。
(5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。
(6) 学会分析、计算电路的基本方法基本内容1 电压、电流的正方向在分析计算电路之前，首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向（这些假设的方向，又名参考方向），如图1-1-1所示。
图1-1-1根据这些正方向，应用电路的定理、定律列写方程（方程组），求解后若为正值．．，说明假设的方向与实际的方向相同；求解后若为负值．．，说明假设的方向与实际方向相反。
对于电路中的某个（些）已知的方向，有两种可能，其一是实际的方向，其二也是正方向，这要看题目本身的说明。
2 电路中的电位计算求解电路某点的电位，必须首先确定参考点，令该点电位为零，记为“⊥”，电路其余各点与之比较，高者为正（电位），低者为负（电位），如图1-1-2所示：图 1-1-2设C为参考点，则：c点的电位：V C=0(V)a点的电位：V a= +6 (V)b点的电位：V b =-9 (V)ab两点间的电压：U ab = V a- V b = (+6)-(-9) =15(V)注·电位具有单值性（参考点一旦设定，某点的电位是唯一的）。
·电位具有相对性（参考点选择不同，某点的电位也不同）。
·任意两点间的电位差叫电压，例如U ab = V a- V b，显然电压具有单值性和绝对性（与参考点选择无关）1 欧姆定律(1)一段无源支路（元件）的欧姆定律。
在图1-1-3中，U ab= R·I（取关联正方向）。
(2)一段有源支路（元件）的欧姆定律，实际上是电压降准则，如图1-1-4所示。
唐介_电工学_少学时_答案
S 闭合时， I ＝3.5 A
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5
1.6.3 求图示电路中通过恒压 源的电流 I1、I2 及其功率，并说明 是起电源作用还是起负载作用。 [解]
I1 + I3 40 V 2 _
I2 + 10 V _
设 2 电阻上电流为 I3， 如图。
该电阻与 10 V恒压源并联，故其上电压为10 V，所以 I3 = (10／2) A = 5 A 。 右回路： 5I1＋2I3－40 = 0，则 I1= 6 A 或外回路：5I1＋10－40 = 0，有 I1= 6 A 再用 KCL 求得 I2= I1－I3= 1 A， 左恒压源的功率 P1＝240 W，由于其电压和电流的实际方 向符合电源关联参考方向，故起电源作用； 右恒压源的功率P2＝10 W，由于其电压和电流的实际方向 符合负载关联参考方向，故起负载作用。
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1.6.6 图示电路已知 US＝4 V ， R1 IS1＝1 A ， R1＝2 ， R2＝5 , R3 ＝2 ， R4＝4 。试根据题 1.5.1 I S1 总结出的规律将电路简化后求出 I4； 根据题 1.6.5 总结出的规律，分析 IS2 输出和取用电功率的条件。
1V R (a) 1A
+ _
1V
R
1A (b)
[解] (a)当 R＝1 时理想电压源既不取用也不输出电功率;R <1 时，理想电压源输出电功率; R >1 时,理想电压源取用电功率。而 理想电流源始终起电源作用。 (b)当 R＝1 时理想电流源既不取用也不输出电功率;R >1 时, 理想电流源输出电功率; R <1 时,理想电流源取用电功率。而理想电 压源始终起电源作用。
电工学(少学时)唐介 第3章习题解答第1部分(PPT格式 )
A B 8 j 6 5 . 66 j 5 . 66
13 . 66 j 0 . 34
13 . 66 1 . 43
A B 8 j 6 ( 5 . 66 j 5 . 66 )
2 . 34 j 11 . 66
11 . 89 78 . 65
200 A
Q C 100 200 var 20 000 var , P 0
返 回
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第 3 章
交 流 电 路
3.4.1 在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同， R X C X L ,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电 源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？ 【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、 L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是 熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不 同。 照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的 大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯 相同，即它们的电阻 R' 相同，功率 P R'I 2 ， 因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们 的亮度。
3
6 000 6 k
由阻抗三角形求得
R | Z | cos 30 6 0 . 866 k 5 . 2 k
X C | Z | sin 30 6 0 . 5 k 3 k
C 1 2 fX
C
0 . 053 μ F
返 回
上一题
L
8
53 . 1
arctan
8 6
u 超前于 i ，电感性
电工学 少学时 第3章改附习题解
交流：f
XL
电感L具有通直阻交的作用
第3章 交流电路
XL ω L2 π f L
感抗XL是频率的函数
根据： i 2I sinωt
I , XL
I U
2fL X L
O
f
u 2I ωLsin (ωt 90 )
可得相量式：
I U
I U
0 90 Iω L
90
则：
U I
U I
90 jL
U jI ω L I (jXL )
(2) 有功（平均）功率
1T
P
T
o
p dt
1T
T
o
UI si n (2ωt )dt 0
L是非耗
能元件
第3章 交流电路
分析：瞬时功率 ：p i u UI si n2 ω t
u i
结论：
o
ωt 纯电感不消 耗能量，只和
i
+
u
i u
i u
i u+
- ++-
p
可逆的能量 转换过程
+ p <0 + p <0
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第3章 交流电路
▲复数的表示方法和计算方法：
+j
b
A
1. 复数的表示方法 模
A= a +j b
辐角
ψ
代数式 O
a +1
= c (cosψ +j sinψ ) 三角式
= c e jψ
指数式
图 3.2.1 复数
= c∠ψ
极坐标式
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电工学唐介课后答案习题课件
电工学唐介课后答 案习题课件
contents
目录
• 电工学基础知识 • 直流电路分析 • 交流电路分析 • 电机与变压器 • 电工测量与安全用电
01
CATALOGUE
电工学基础知识
电荷与电场
电荷的性质
电荷是物质的一种基本属性，分 为正电荷和负电荷两种。电荷具 有守恒性，即在一个封闭系统中 ，正负电荷的代数和保持不变。
安全用电常识
总结词
了解触电的危害和原因，掌握触电的预防和急救方法。
详细描述
触电是电气工程中常见的危害之一，它会对人体造成严重的伤害甚至危及生命。为了减 少触电事故的发生，需要采取一系列的预防措施，如不接触带电体、使用绝缘材料等。 同时，还需要掌握触电的急救方法，如切断电源、进行人工呼吸等。在触电事故发生时
有功功率和无功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于做功；无功功率是指 电路中交换的功率，用于维持电路中的磁场和电场。
功率因数
功率因数是衡量交流电路效率的一个重要参数，表示有功功率与视 在功率的比值。
效率
效率是指电路中输出功率与输入功率的比值，用于衡量电路的性能 和能源利用效率。
04
CATALOGUE
变压器的原理与特性
变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。当变压器一次侧绕组通电后，产生磁场，该磁场在二次侧 绕组中产生感应电动势，从而实现电压的变换。
变压器的特性
变压器的特性主要包括电压变换特性、电流变换特性和阻抗变换特性。电压变换特性描述了变压器输出电压与输 入电压之间的关系；电流变换特性描述了变压器输出电流与输入电流之间的关系；阻抗变换特性则描述了变压器 输入阻抗和输出阻抗之间的关系。
contents
目录
• 电工学基础知识 • 直流电路分析 • 交流电路分析 • 电机与变压器 • 电工测量与安全用电
01
CATALOGUE
电工学基础知识
电荷与电场
电荷的性质
电荷是物质的一种基本属性，分 为正电荷和负电荷两种。电荷具 有守恒性，即在一个封闭系统中 ，正负电荷的代数和保持不变。
安全用电常识
总结词
了解触电的危害和原因，掌握触电的预防和急救方法。
详细描述
触电是电气工程中常见的危害之一，它会对人体造成严重的伤害甚至危及生命。为了减 少触电事故的发生，需要采取一系列的预防措施，如不接触带电体、使用绝缘材料等。 同时，还需要掌握触电的急救方法，如切断电源、进行人工呼吸等。在触电事故发生时
有功功率和无功功率
有功功率是指电路中实际消耗的功率，用于做功；无功功率是指 电路中交换的功率，用于维持电路中的磁场和电场。
功率因数
功率因数是衡量交流电路效率的一个重要参数，表示有功功率与视 在功率的比值。
效率
效率是指电路中输出功率与输入功率的比值，用于衡量电路的性能 和能源利用效率。
04
CATALOGUE
变压器的原理与特性
变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。当变压器一次侧绕组通电后，产生磁场，该磁场在二次侧 绕组中产生感应电动势，从而实现电压的变换。
变压器的特性
变压器的特性主要包括电压变换特性、电流变换特性和阻抗变换特性。电压变换特性描述了变压器输出电压与输 入电压之间的关系；电流变换特性描述了变压器输出电流与输入电流之间的关系；阻抗变换特性则描述了变压器 输入阻抗和输出阻抗之间的关系。
唐介~电工学少学时答案
R1
R3
R2
R4
有源二端网络 的除源等效电 阻 RO为 0.667 。
+ UeS_
R0
_
+ UI
IS
用等效电压源 代替有源二端 网络， UI 为 1V。
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1.9.3 用戴维宁定理
求图示电路中的电流I2 。
[解]
+
IS 5 A 10 V
U_ S
I2
R2 3 R1 2
+
IS
U_ S +
6V
R1 I1 a R3 I3 b
2
+
U_ S R2
I2
1
2 R4 1
I4
IS 3 A
[解] 各支路和结点标于图中。
结点a: I1－ I2 － I3 ＝0 结点b: I3－ I4 － IS ＝0
回路 : R1 I1＋ R2 I2 － US ＝0
回路 : － R2 I2 ＋ R3 I3 ＋ R4 I4 ＝0
唐介~电工学少学时答案
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学习完毕请自觉删除 谢谢
1.3.2 求图示电路中开 关 S 闭合和断开两种情况 下a、b、c 三点的电位。
a 4 k b 4 k
2 k
S
c
2 k
＋12 V
－6 V
解[解：]SS闭断合开时时，
VaVb
120V
故 i 10s in6(2t8180)A10s in6(2t8180)A 1s0i6 n2 tA 8
I • 7 .0 7 1A 8 7 .0 1 7 A 8 7 0 .0 A 7
唐介_电工学_少学时_答案
1.7.2 用支路电流法求图 中各支路电流。
6V
R1 I1 a R3 I3 b
2 1
2 R
4
+ US R2 _ I2
1
I4
IS
3A
[解] 各支路和结点标于图中。 结点a: I1－ I2 － I3 ＝0 结点b: I3－ I4 － IS ＝0 回路 : R1 I1＋ R2 I2 － US ＝0 回路 : － R2 I2 ＋ R3 I3 ＋ R4 I4 ＝0 （注意选取回路时避开理想电流源所在支路） 联立方程，解得： I1＝2.5 A I2＝0.5 A I3＝2 A I4＝－1 A
R2 I I S 5A R2 R3
' 3
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1.9.1 用戴维宁定理求图 示电路中通过理想电压源的 电流。图中 US＝10 V， IS1 ＝3 A， IS2＝5 A，R1＝2 ， R2＝3 ，R3＝4
IS1
R1
R3 R2
IS2
+
_
US
IS1 R1
R3
R2
IS2
1V R (a) 1A
+ _
1V
R
1A (b)
[解] (a)当 R＝1 时理想电压源既不取用也不输出电功率;R <1 时，理想电压源输出电功率; R >1 时,理想电压源取用电功率。而 理想电流源始终起电源作用。 (b)当 R＝1 时理想电流源既不取用也不输出电功率;R >1 时, 理想电流源输出电功率; R <1 时,理想电流源取用电功率。而理想电 压源始终起电源作用。
+ IS1 US _ R2
+ US _
电工学(少学时)唐介习题答案知识讲解
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1.6.1 图示电路中，已知 US ＝6 V，IS＝2 A ，R1＝2 ，R2 ＝1 。求开关 S 断开时开关两 端的电压 U 和开关 S 闭合时通过 R1
开关的电流 I（不必用支路电流
法）。
R2 I2 +
_US
IS
S+ U
I_
[解] 设通过 R2 的电流为 I2 。
左恒流源的功率 P1＝40 W，起电源作用； 右恒流源的功率 P2＝3 W，起负载作用。
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1.6.5 试分析图示两电路中：(1) 图(a)中的理想电压源在 R 为何值时既不取用也不输出电功率？在 R 为何范围时输出 电功率？在 R 为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何 种状态？ (2) 图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不 输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在 R 为何范围时取 用电功率？而理想电压源处于何种状态？
【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。
∵ A 8 j6 1036.87
B 8 45 5 .6 6 j5 .66
A B 8 j6 5.66 j5.66
1.366j0.34 1.3 6 61.43
A B 8 j6 (5 .6 6 j5 .6)6 2.34j1.166 1.1 8 97.8 6 5
•
I 7 .0 7 1 A 8 7 .0 1 7 A 8 7 0 .0 A 7
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3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， B 。8求（41） 5A＋B ;（2）
A－B；（3）
AB；（4）
电工学(少学时)(第三版)学习辅导与习题全解(唐介)第2章.ppt
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解零状态响应如图 (d) ，电容无初始储能，换路后利用 戴维宁定理电路可简化为图 (e),其中
2 3 6 3 R C 10 3 10 s 2 10 s 时间常数 3 t
则
2 R R // R Ω 0 . 667 Ω 1 2 k 3
例如图 (a) 所示电路，换路前电路已稳定，t＝0 时将开 关由 a 端换接到 b 端，已知 US1 = 3 V, US2 = 15 V, R1 = 1 kΩ， R2 = 2 kΩ，C = 3 μF ,求 uC。
a
U
S1
S
b
U
S 2
R1
uC
C
R2
R 2 u ( 0 ) U 2 V C S 1 R R 1 2
u ( 0 ) U R I ( 6 5 ) V 30 V C 0 2 S
换路后电容经 R3 及 R1 与 R2 的并联电阻放电，响应为零输入 响应。电路可简化为图所示，其中等效电阻设 3 6 R ( R // R ) R ( 8 ) Ω 10 Ω 1 2 3 3 6 6 4 电路的时间常数 iC RC 10 10 10 s 10 s 所以
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2.2 (2) 【答
可否由换路前的电路求 iC(0) 和 uL(0)? 不可以。
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2.3 (1) 如果换路前电容 C 处于零状态，则 t = 0 时， uC(0) = 0，而 t 时， iC() = 0，可否认为 t = 0 时，电容 相当于短路， t 时，电容相当于开路？如果换路前 C 不 是处于零状态，上述结论是否成立？ 答 换路前若电容 C 处于零状态，则 t = 0 时， uC(0) = 0 ，又 t 时， iC() = 0 ，故可认为 t = 0 时电容相 当于短路， t 时电容相当于开路。而若换路前电容未处 于零状态，则 uC(0) 0 ，电容不可视为短路，但 t 时仍 有 iC() = 0 ，电容仍可相当于开路。