《电工电子技术》课本习题答案.docx
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《电工电子技术》课本习题答案
思考与习题
1-11-35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。
IUI
RRU
a)b)
图1-35题1-1图
解:
a)U=-RI=50Vb)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:
I1=-4A,I2=4A,I3=4A,U1=140V,U2=-90V,U3=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。
I2
U2
I1
P2
I3
U1
P1
U3
P3
图1-36题1-2图
解:
(2)P1=U1I1=-560W,为电源;P2=-U2I2=360W,为负载;P3=U3I3=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?
IIII
UUUU
a)b)c)d)
图1-37题1-3图
..
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UAB、UCD、UEF、UGH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?
1000W
C
D
E
B
I
1500W
350W
F
A
G
H
150W
图1-38题1-4图
解:
(2)UAB=-75V,UCD=50V,UEF=17.5V,UGH=7.5V
(3)UAB+UCD+UEF+UGH=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=U2/P=807Ω,W=
=60×10-3kW×30×3h=5.4
度.
Pt
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)IN=150/50=3A,RN=50/3-1=15.67Ω
(2)UOC=50V(3)IS=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
R1=2Ω,R2=4.5Ω。
当
只有开关S闭合时,安培表读数为
2A;当只有S闭合时,安培表读数为
1A。
试求电源的E
1
2
和RS。
A
RS
R1
R2
E
S1
S2
图1-39题1-8图
解:
由E/(RS+R1)=2,E/(RS+R2)=1得E=5V,RS=0.5Ω。
1-9图1-40所示电路中,已知E=100V,R1=2kΩ,R2=8kΩ。
试在
(1)R3=8kΩ;
(2)R3=
∞(即R3处断开);(3)R3=0(即R3处短接)三种情况下,分别求电压U2和电流I2、I3。
I1
I2
I3
R1
U2
R2
R3
E
图1-40题1-9图
解:
=E/(
R1+R2//
R3)=16.7mA
,U2=I1(R2//
R3)=66.7V,I2=I3=I1/2=8.35mA;
(1)I1
(2)I1=E/(R1+R2)=10mA,U2=I1R2=80V,I2=I1=10mA,I3=0A;
(3)I2=0A,U2=0V,I3=I1=E/R1=50mA。
1-10
试等效简化图1-41所示网络。
A
3A
5Ω
6V
2A
3V
3Ω
1Ω
B
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
..
IS
R
并联①②得IS=6A,R=2Ω,电路如图所示:
1-11求1-42图中的电流I。
2A
6V
6A
I
2Ω
2Ω
7Ω
2Ω
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
4V
2ΩI
9V
7Ω
1Ω
I=(9-4)/(1+2+7)=0.5A
3kΩB1kΩ
A
1-12
图1-43所示电路中,试求:
R1
R2
R3
7V
S
1kΩ
I
(1)
开关S断开时A点的电位。
6V
8V
(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。
图1-43题1-12图
AB
解:
(1)
I=(7+8)/(3+1+1)=3mA
,UA=8-I
R3=5V
(2)
开关S闭合时B点的电位为
6V,I=(8-6)/(1+1)=1mA
,UA=8-I
R3=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
..
A
A
A
A
6V
12V
2kΩ
4kΩ
4kΩ
4kΩ
B
6V
B
6V
B
B
2kΩ
2kΩ
2kΩ
2kΩ
C
C
C
C
-6V
a)
b)
c)
d)
图1-44
题1-13图
解:
(a)UC=0V,UA=6V,UB=3V
(b)UB=0V,UA=4V,UC=-2V
(c)UC=0V,UA=12V,UB=8V
(d)UA=6V,UB=-2V,UC=-6V
1-14图1-45所示电路中,已知US=16V,IS=2A,R1=12Ω,R2=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。
R
2
R1
US
S
U
ISI
图1-45题1-14图
解:
开关断开R2=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R2两端电压之和U=16-2×1=14V,
开关闭合,R2=1Ω电阻上流过的电流
2US/R2=16A,I=
I
2
-
IS=14A
I=
1-15在1-46图中,已知I1=0.1A,I2=3A,I5=9.6A,试求电流I3、I4和I6。
I6
I2I4
I1I3I5
图1-46题1-15图
解:
I3=I1+I2=3.1A,I4=I5-I3=6.5A,I6=I4+I2=9.5A
1-16求1-47图中的电流I。
..
2Ω
I
6V12V
5Ω5Ω
1Ω1Ω
图1-47习题1-16图
解:
I=0A
1-17在图1-48中,已知U1=3V,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=4Ω,其他各电流如图所示。
试求
电路中电流IX和电压U。
2A4A5A
R1
2
R
R
3
U1
I1
I2
4A
U
IX
图1-48
题1-17
图
解:
I1+2+4=0,I1=-6A,
I2=I1+4=-2A,
IX+I2=5A,IX=7A,
U=-U1+I1R1+I2R2=-73V
1-18
求1-49
图中各电流源上的电压。
3A
3A
1A
10Ω
U2
5Ω
4A
1A
10ΩU2
5Ω
4A
I5
I3
U1
U3
I1
U1
U3
2Ω
I4
2Ω
I2
5Ω
4Ω
5Ω
4Ω
2A
U4
2A
4
U
图1-49
题1-18图
解:
各支路电流参考方向如图所示:
I1=-2A,I2=3A,I3=7A,I4=-2A,I5=-5A
U1=10I1+5I2=-5V,U2=10I1+2I5-5I3=-65V,U3=5I3-4I4=43V,U4=-5I2+2I5-4I4=-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
A
A
2Ω
6Ω
6Ω
2Ω
R2
R1
Ω
4Ω
3Ω
4Ω
6Ω
R4
10Ω
7Ω
R3
Ω
1Ω
R5
B
B
B
a)
b)
c)
5ΩA20Ω
A
2Ω2Ω
4Ω6Ω
B
24Ω
12Ω
12Ω
4Ω
24Ω
8Ω8ΩB
12Ω
AB
d)e)f)
图2-19题2-1图
2-1解:
a)RAB=[(6//6)+7]//10=5Ω
b)RAB=[(4//4+1)//6+(2//2)]//3=1.5Ω
c)RAB=[(R1//R2)+R3]//R4//R5=0.75Ω
d)RAB=4//6=2.4Ω
e)RAB=[(8//8)+4]//12+(20//5)=8.8Ω
f)RAB=(24//24)+(12//12)=18Ω
2-2试求图2-20所示电路5Ω电阻上的电压U。
3ΩI
1
2Ω
3A
5Ω2Ω
图2-20题2-2图
解:
电路如图2-20所示:
..
并联分流:
I1=
4
3=1A,U=5I1=5V
8
4
2-3在图2-21
中,R1=R2=R3=R4=30Ω,R5=60Ω,试求开关
S断开和闭合时A和B
之间的等效电阻。
R1
A
R2
R5
S
R3
R4
B
图2-21
题2-3图
解:
S断开,RAB=(R1+R2)//(R3+R4)//R5=20Ω
S闭合,RAB=(R1//R3+R2//R4)//R5=20Ω
2-4电路如图
2-22所示,已知外加电压
U为200V,电路总消耗功率为
400W,求R及
各支路电流。
IR
50ΩI2
U
25Ω
50Ω
50Ω
I1
I3I4
图2-22题2-4图
解:
电路如图2-22所示:
P
50
50//50
2=I-I
1=0.5A,I3=I4=I2/2=0.25A
I=
2A,I1=
(50
I=1.5A,I
U
25
50//50)
R=(U-25I1)/I=81.25
Ω
2-5
图2-23
为万用表的直流毫安挡电路。
表头内阻
g=280Ω,满标值电流
I
g=0.6mA。
R
要使其量程扩大为
1mA、10mA、100mA,试求分流电阻
R、R及R。
1
2
3
g
Ig
R
R1
R2
R3
100mA10mA1mA
图2-23题2-5图
..
解:
(R1+R2+R3)0.4=280×0.6
(R+R)(10-0.6)=(280+R
)×0.6
1
2
3
(280+R2+R3)0.6=(100-0.6)R1
联立解得R1=4.2Ω,R2=37.8Ω,R3=378Ω
2-6用支路电流法求图2-24所示电路中各支路电流。
I1
I
2
5A
I3
I2
15Ω
40Ω
10Ω
3A
I14ΩI32A
1Ω2Ω
3A
100V
a)b)
图2-24题2-6图
解:
电路如图2-24所示:
a)I1=3A
I=I
+I
=3+I
2
(1)
3
1
2
10I3+100+40I2=0
(2)
解得I2=-2.6A
,I3=0.4A
b)电路如上图所示:
I1+I2=3+5=8
(1)
I2+2=I
3+5
(2)
4I2+2I
3-I1=0(3)
解得I1=6A,I2=2A,I3=-1A
2-7列写出图
2-25
中各电路用支路电流法求解时所需要的独立方程。
I
6
R6
I3R3
I4
R
I5
R5
I2
4
I1
R1
I1
R2
IS=I5R4
R1
I3
R
I
R2
2
US1
3
R5
I4
US1
US3
US2
a)
I6
R6
US2
b)
图2-25
题2-7
图
解:
电路如图2-25所示:
a)I3+I4+I5=0
I1=I4+I6
I6=I2+I5
..
R1I1+R4I4-R3I3-US1+US3=0
-US3+R3I3-R5I5+R2I2+US2=0
R6I6+R5I5-R4I4=0
b)I2=I6+I5
I1=I2+I3
I4=I3+I5
R1I1+R2I2-US1=0
R3I3+R4I4-US2-R6I6-R2I2=0
2-8用叠加原理求图2-26所示电路的电压U。
60VU3Ω
60Ω
40Ω
27V60Ω
图2-26题2-8图
解:
两个电源单独作用时的电路如图所示:
I
、
/、
U//3Ω
60V
U3Ω
60Ω
I
60Ω
40Ω
40Ω
27V
60V
单独作用时:
I=60/(3//60+40)=1.4A
/
,U=(3//60)I=4V
27V
单独作用时:
I=27/(40//60+3)=1A
,U//
=-3I=-3V
U=U/+U//=1V
2-9
用叠加原理求图2-27所示电路的电流
I
3。
已知S1=9V,S2=-9V,
S=9A,1=
2=
3
U
U
I
R
R
R
=1Ω。
R1R2
IS
US1I3R3US2
图2-27题2-9图
..
R
I
R
R
RI//
R
R
1
2
1
2
1
IS
2
US1
I3
/
I3
//
US2
I3
///
R3
R3
R3
解:
电源单独作用时的电路如图所示:
I=
S1
1
2
3
)=6A
,I
3
/
=I/2=3A
U/(
R
+R//
R
I//=US2/(
R2+R1//
R3)=-6A
,I3
//=I///2=-3A
///
=3A
I3
I3
/
//
///
=I3+I3
+I3=3A
2-10
用叠加原理求图2-28
所示电路中电流
I。
已知US=9V,IS=2A,R1=3Ω,R2=3Ω,R3
=1.5Ω,
R4=6Ω,
R5=5Ω。
I
R2
5
R3
R
IS
R1
R4
US
图2-28
题2-10图
解:
电源单独作用时的电路如图所示:
I/
I//
R2
R3
R2
R5
R3
IS
R1
R4
R1
R4
I1
US
1
S
1
4
)//(
2
3
/
=I
1
(
1
4
)/(
142
3
I=U
/[(
R
+R
R
+R)]=3A
,I
R
+R
R+R+R
+R)=2A
I//
=I
SR2/(
R2+R3)=1.33A
I=I/+I//=3.33A
2-11用叠加原理和戴维南定律求图2-29中流经电阻R3的电流I3。
已知U=10V,IS=1A,
R1=10Ω,R2=5Ω,R3=8Ω,R4=12Ω,R5=1Ω。
..
R1
I3
R3
U
R2
IS
R5
R4
图2-29题2-11图
解:
叠加原理电源单独作用时的电路如图所示:
I3
/
R1
R3
R1
U
R2
R4
IS
R2
I
3
/
=
U/(
4