电工学秦曾煌第六版上下册课后答案.......
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1 电路的基本概念与定律
电源有载工作、开路与短路
电源发出功率P E =
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。
[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出
图 2: 习题图
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 ×103 )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) ×103W = 120 ×103W (负值),故为电源;
80V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 ×1 ×103W =
80 ×103W (正值),故为电源;
30V元件U1和I1参考方向相同P= U1I1 = 30 ×3 ×103 W = 90 ×103W (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:
2 2
P R= R1I1 = 10 ×3 mW = 90mW
2 2
P R= R2I2 = 20 ×1 mW = 20mW
电源发出功率:
P E = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率:
P = U1I1 + R1 I2 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW
1 2
两者平衡
基尔霍夫定律
试求图6所示部分电路中电流I、I1和电阻R,设U ab = 0。
[解] 由基尔霍夫电流定律可知,I= 6A。
由于设U ab = 0,可得
I1= 1A
6
I2= I3 =
2
A = 3A
图 6: 习题图
并得出
I4= I1 + I3 = (1 + 3)A = 2A
I5= I I4 = (6 2)A = 4A
因
I5R = I4 ×1
得
R = I4
I5
2 ==
4
电路中电位的概念及计算
解]
在图7中,求A 点电位V A 。
图 7: 习题图
I 1 I 2 I 3 = 0
(1)
50 V A
I 1 =
(2) 10
I 2 =
V A (50) (3) 5
V A
将式(2)、(3)、(4)代入式(1),得
I 3 =
(4)
20
50 V A V A + 50 V A
10
5 20 = 0
V A =
× R R R 2 电路的分析方法
电阻串并联接的等效变换
在 图1所 示 的 电 路 中 ,E = 6V ,R 1 = 6,R 2 = 3,R 3 = 4,R 4 = 3,R 5 = 1,试求I 3 和I 4。 [解]
图 1: 习题图
本 题 通 过 电 阻 的 串 联 和 并 联 可 化 为 单 回 路 电 路 计 算 。R 1 和R 4并 联 而 后 与R 3 串联,得出的等效电阻R 1,3,4 和R 2并联,最后与电源及R 5组成单回路电路, 于
是得出电源中电流
E
I =
R 2 (R 3 +
R 1R 4 )
R 5 +
R 1 + R 4 R 1R 4
R 2 + (R 3 +
1 6
) + R 4
=
3 (
4 + 6 × 3 )
1 +
6 + 3 6 × 3
= 2A 3 + (4 + )
6 + 3
而后应用分流公式得出I 3和I 4
I 3 = R 2
R 1 R 4 I = 3
6 × 3 2
× 2A = 3 A R 2 + R 3 +
1
+ R 4
3 +
4 + 6 + 3 R 1
6 2 4 I 4 =
1 + R 4 I 3 = 6 + 3 × 3 A = 9 A
I 4的实际方向与图中的参考方向相反。
有 一 无 源 二 端 电 阻 网 络[图2(a )], 通 过 实 验 测 得 : 当U = 10V 时 ,I = 2A ;并已知该电阻网络由四个3的电阻构成,试问这四个电阻是如何连接的
[解]
图 2: 习题图 按题
意,总电阻为
U R =
= I 10 = 5 2
四个3电阻的连接方法如图2(b )所示。
在图3中,R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 300,R 5 = 600,试求开关S 断开和闭和 时a 和b 之间的等效电阻。 [解]
图 3: 习题图 当开关S 断开时,R 1与R 3串联后与
R 5 并联,R 2与R 4 串联后也与R 5并联,故