电工学1答案(1)

8 第一章 电路的基本概念和基本定律 习题解答 1-1 在图1-39所示的电路中，若I1=4A，I2=5A，请计算I3、U2的值；若I1=4A，I2=3A，请计算I3、U2、U1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。 解：对节点a应用KCL得 I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A 在右边的回路中，应用KVL得6I2+20I3= U2，所以U2=50V 同理，若I1=4A，I2=3A，利用KCL和KVL得I3= -1A，U2= -2V 在左边的回路中，应用KVL得20I1+6I2= U1，所以U1=98V。 U1，U2都是电源。 电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=984+2=394W 负载吸收的功率：P吸=2021I+622I+2023I=394W 二者相等，整个电路功率平衡。 1-2 有一直流电压源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V，内阻Ro=0.5Ω，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。

解：⑴AUPINNN450200 5.12450NNLIUR ⑵ 0RIUUUNNSOC50+40.5 = 52V ⑶ ARUISSC1045.0520

图1-39 习题1-1图 图1-40 习题1-2图 1-3 一只110V、8W的指示灯，现在要接在220V的电源上，问要串多大阻值的 9

电阻？该电阻的瓦数为多大？ 解：若串联一个电阻R后，指示灯仍工作在额定状态，电阻R应分去110V的电

压，所以阻值5.151281102R

该电阻的瓦数WRPR81102 1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。设电机励磁绕组的电阻为315Ω，其额定电压为220V，如果要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻器：⑴1000Ω 0.5A； ⑵350Ω 0.5A；⑶200Ω 1A；⑷350Ω 1A； 图1-41 习题1-4图

解：要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，则应有

7.031522035.0PR

则 714.06.313PR 取 0314PR 同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A 综上所以选择第四个变阻器。 1-5有一电感元件，L=2H，电压u的波形如图1-42b所示，已知i(0)=0，求t在0到3秒期间的电流i，并画出波形图。 解：

ueL

iL t/su/V-120123

(a) (b) 图1-42 习题1-5图

1-6有一电容元件，C=2µF，电路中电压uC的波形如图1-43b所示，已知 10

uC=20exp(-t)V，求iC，并画出其波形图。 uC

iC

C

t/suC/V200135 (a) (b) 图1-43 习题1-6图

1-7 某照明电路中已知电源的电动势E=220V，内阻R=0.2Ω，线路电阻Rl=0.3×2Ω，负载为一只额定值为220V、100W的白炽灯，试求： ⑴电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流； ⑵若将电灯两端再并联接上一只额定值为220V、2kW的电阻炉时，求此时的电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流； ⑶负载总功率P。当负载增大时，总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端及负载端的电压如何变化？

解：⑴白炽灯电阻 4841002202LR 电路中的电流 AI45.04846.02.0220 电源端电压 VIU07.218)4846.0( 电灯的实际工作电压 VIU8.217484灯 电灯的实际功率 WIP01.984842灯

⑵电阻炉的阻值 2.24200022021R 电路中的电流 AI22.92.24//4846.02.0220 电源端电压 VIU05.218)2.24//4846.0( 电灯的实际工作电压 VIU52.2122.24//484灯

电灯的实际功率 WRUPL31.932灯灯 11

⑶负载总功率 WP062.19592.2452.21231.932 当负载增大时，线路中电流、负载功率变大；总的负载电阻变小；电源端及负载端的电压基本不变。 1-8某电流源的电激流IS=10A，内阻为200Ω，求负载电阻为20Ω时的端电压，若负载电阻为200Ω，则端电压又为多少？ 解：当负载为20Ω时的端电压U=V8.181102020020200 若负载电阻为200Ω，则端电压U=V100010100 1-9 求图1-44所示电路中电阻的电流及其两端的电压，并求图1-44a中电压源的电流及图1-44 b中电流源的电压，判断两图中的电压源和电流源分别起电源作用还是负载作用。 解：图1-44a中，AIR2，VUR2，电压源的电流AI2。电压源起电源作用，电流源也起电源作用。 图1-44b中，AIR1，VUR1，电流源的电压VU1。电压源起负载作用，电流源起电源作用。 1-10 图1-45中，已知I= 4A，I1=1A，I4=2A，试求电流I2，I3，I5和I6。 解：由KCL得，I6 = I= 4A I2+ I4= I6，则I2=2A I1+ I3= I， 则I3=3A I5+ I2= I1，则I5= -1A

(a) (b) 图1-44 习题1-9图 图1-45 习题1-10图 1-11 求图1-46所示电路中通过电压源的电流I2、电流源两端的电压及电压源和电流源的功率。 12

解： 62102I，则I2=1A 电流源两端的电压 VU341046 P电流源=W204346 P电压源=W10110 1-12 图1-47所示电路中，求U1、U2及电流源、电压源各自的功率。 解： VU62)23(2321 VU10252)23(22 电流源的功率 WUPA20222 WUPA18313 电压源的功率 WPV2)23(22

2Ω4Ω10V6AI2

U1

U2

2Ω5Ω2Ω2V3A

2A 图1-46 习题1-11图 图1-47 习题1-12图 1-13 用等效变换法求图1-48的等效电源。

（a） (b) (c) 图1-48 习题1-13图 解：根据等效变换的方法可求出上面电路的等效电源见下图： 13

1-14 电路如图1-49所示，试用电压源和电流源等效变换的方法计算电流I。 I+_

_+

2Ω2Ω1Ω2Ω

2Ω10V

6V7A

图1-49 习题1-14图 解：VI6.3

1-15 在图1-50所示的电路中，求a、b两点的电位。如果将a、b两点直接短接，

则电路的工作状态是否改变？ 解：VVa33//32

VVb3261 由于a、b两点等电位，所以将a、b两点直接短接，电路的工作状态不会改变。

6V2Ω2Ω1Ω3Ω3Ω

2Aab

U1

U

2

R3

R1R2

a

b 图1-50 习题1-15图 图1-51 习题1-16图

1-16 图1-51所示的电路中，已知U1=U2=12V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=10Ω。以b点为电位参考点，画出其简化电路并求a点电位Va。 解： 2 14

第二章 电路的分析方法 习题解答 2-1 在图2-24中，求各支路电流。

3Ω6Ω3Ω2Ω2Ω

3A

3VI1

I2

I3

图2-24 习题2-1图 图2-25 习题2-2图 解：0334033633431431IIIIIII 解得AIAIAI349798321

2-2 列出图2-25中的支路电流方程。 解：321iii

134268ii

2233326iii 2-3 求图2-26中的电压NNU'。

图2-26 习题2-3图

解： 111221221221222202222022220'NNU132V 15

图2-27 习题2-4图 2-4 求如图2-27电路中A点的电位。

解：VVA5612131663128 2-5求如图2-28电路中各结点的电位。 解：VVA2

VVVUABBA4.041142133 VVB6.1

图2-28 习题2-5图