苑尚尊電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)第2版習(xí)題參考答案第1章

1、第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答習(xí)題一1.1 題 1.1 圖所示電路由4 個(gè)元件組成， 電壓電流的參考方向如圖中所示。已知 u1= 5，v u2=15v ， i1=2a ， i2=3a ，i3= 1。a 試計(jì)算各元件的電功率，并說明哪些元件是電源？哪些元件是負(fù)載？解： 1 元件：p1 = u 1i 1= (- 5) ×2題 1.1 圖= - 10 （ w ）是電源。2 元件：p2 = u 2 i 2= 15 ×3 =40 （w）是負(fù)載。3 元件：p3 = u 2 i 3= 15×( - 1) =- 15 （w）是電源。4 元件：p4 =- ui 1 = -

2、(- 5 + 15) ×2 =- 20 （ w）是電源。1.2 求題 1.2 圖所示各元件的端電壓或通過的電流。解： (a) u= - iru= - 1 ×10 =- 5- 10(v)題 1.2 圖(b) i = r= - 15(a)(c) u= ir= (-1) ×10 = - 10(v)1.3 電路如圖 1.3 所示，已知 u=12v ， e=6v ，r0=2? ，試根據(jù)電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的正方向，分別計(jì)算圖1.3 中各電流 i。題 1.3 圖解： (a)u = e - ir0i = e - u = - 3r0(a)(b)u = e + ir0i = u -

3、e = 3 r0(a)? u = - e - ir0i =- e - ur0= - 9(a)(d)u = - e + ir0i =e +ur0= 9(a)1.4已知電路如題1.4 圖（ a） 和（ b）所示，試計(jì)算 a、b 兩端的電阻。解： (a) 由圖可知，電阻的串并聯(lián)關(guān)系可等效為下圖所示：則 rab = 2 + ( 6 / 12) + 6 / 10 = 2 +10 /10 = 7 （ ? ）(b)由圖可知，電阻的串并聯(lián)關(guān)系可等效為下圖所示：則 rab = 6 / 6 + 4 / 6 = 3 + 2.4 = 5.4（ ? ）1.5在題 1.5 圖中， r1=r2=r3 =r4 =300? ，

4、r5=600? ，試求開關(guān) s 斷開和閉合時(shí)a、b 之間的等效電阻。2第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答題 1.4 圖題 1.5 圖解： s 斷開時(shí)的電阻聯(lián)接如圖所示。則rab= r5 /( r2+ r4 ) /( r1 +r3 ) = 600 / 600 / 600 = 200 （? ）第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答3s 閉合時(shí)的電阻聯(lián)接如圖所示。則rab= r5 / r2 / r1 + r4 / r3 = 600 /(150 + 150) = 200（ ? ）1.6題 1.6 圖所示電路是電源有載工作的電路。電源的電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電阻r1=10 ? ， r2=6.67? ；線路電

5、阻rl =0.1? 。試求負(fù)載電阻e=220v ，內(nèi)阻 ro=0.2 ? ；r2 并聯(lián)前后：（ 1）電路中的電流 i ；（2）電源端電壓 u1 和負(fù)載端電壓u 2；（ 3）負(fù)載功率 p。解： 1負(fù)載電阻 r2 并聯(lián)前負(fù)載電阻為：r = r1 = 10 （ ? ）（ 1）電路中的電流為：i =er0 + 2rl + r=2200.2 + 2 ×0.1+10= 21.15 （ a ）（ 2）電源端電壓：u1 = e - ir0 = 220 - 21.15×0.2 = 215.77（ v ）負(fù)載端電壓： u 2 = ir = 21.15×10 = 211.5 （ v ）

6、（ 3）負(fù)載功率為2負(fù)載電阻p = i 2r = 21.152 ×10 = 4622.5（ w）r2 并聯(lián)后負(fù)載電阻為：r =r1r2= 10 ×6.67 = 4 （ ? ）r1 + r210 + 6.67e220（ 1）電路中的電流為：i = 50 （ a ）r0 + 2rl + r0.2 + 2 ×0.1+ 4（ 2）電源端電壓：u1 = e -ir0= 220 -50 ×0.2 = 210 （ v ）負(fù)載端電壓： u 2 = ir = 50×4 = 200 （ v ）（ 3）負(fù)載功率為p = i 2r = 502 ×4 = 10

7、 （ kw ）1.7題 1.7 圖所示電路中，已知i 1=0.01a ，i 2=0.3a ， i 5=9.61a ，試求電流i3、i4、 i6。題 1.6 圖題 1.7 圖解：由 kcl ： i 1 + i 2 = i 3i 3 + i 4 = i 5i 6 = i 4 + i 2所以： i 3 = i1 + i 2= 0.01+ 0.3 = 0.31 （ a ）i 4 = i 5 - i 3 = 9.61- 0.31 = 9.3 （ a ）i 6 = i 4 + i 2 = 9.3 + 0.3 = 9.6 （a ）1.8題 1.8圖示電路中， u1=10v， 1=4v， 2=2v， 1=4，

8、 2=2， 3=5，當(dāng) 1、2兩點(diǎn)處于斷開狀態(tài)時(shí)，試求電路的開路電壓u2。解： 設(shè)通過 1 的電流 1 的正方向如圖所示，則i1= u 1 - e1 = 10 - 4 = 1r1 + r24 + 2（ a）由于 1、2兩點(diǎn)間開路，所以i 3=0根據(jù)基爾霍夫定律2=1+i 1r1+3 3- 2=41×4+0×5-2 6（v）4第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答1.9 題 1.9 圖所示電路中， 1=2， 2=4， 3=8， 4=12 ， 1=8v，要使 2 中的電流1 為 0，求 2 為多大？解：若使 1 中的電流 1 為 0，則有 1、2、1 構(gòu)成回路，且 3 的電壓

9、降等于 18v，則 e1=r3 r3 + r4×e 2故e 2 =r3 + r4r3×e 3 =8 + 128×8 = 20 （ v）此題還可用支路電流法求解。1.10根據(jù)基爾霍夫定律求題1.10 圖所示電路中的電流i1 和 i2。解：由 kcl 得： i1 = 3 + 5 = 8 （ a）i 2 = 2 - 8 = - 6 （a ）第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答5題 1.10 圖題 1.11 圖1.11根據(jù)基爾霍夫定律求題1.11 圖所示電路中的電壓u1、u2 和 u3。解：由 kvl 得： u 1= - 5 + 2 -4 = -7 （ v）u 2 =

10、- 5 + 2 = -3 （ v ）u 3 = - 10 + 4 -5 + 2 = -9 （v ）1.12已知電路如圖 1.27 所示，其中e1=15v ， e2=65v ， r1=5? ， r2=r3=10 ? 。試用支路電流法，求 r1 、r2 和 r3 三個(gè)電阻上的電壓。解：應(yīng)用 kcl 和 kvl列方程如下i1 + i 2 = i3i1r1 +i 3r3= e1代入已知數(shù)據(jù)得i 2 r2+ i 3 r3= e2i1 + i 2 - i 3 = 06i 1 + 36i 3= 90解方程可得12 i 2+ 36i 3= 60i 1=3（ a ）， i2 = （1a ）， i 3=2（ a）

11、。u r1= ir1 =3 ×6 = 18 （ v ）u r2= i 2r2= - 1×12 = -12 （ v ）u r3= i 3r3= 2 ×36 = 72 （ v ）1.13試用支路電流法，求題1.13 圖所示電路中的電流i 1、i 2、i3、i4 和 i5（只列方程， 不求解）。解：由 kcl 列兩個(gè)方程i1 + i 5= i 3i 2 + i 4= i 5由 kvl 列三個(gè)方程（繞行方向分別按順時(shí)針、逆時(shí)針、逆時(shí)針）6第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答i1r1 + i 3r3 = u1i 2r2 + i 4r4 = u 2i 3r3 - i 4r

12、4 + i 5r5 = 01.14試用支路電流法，求圖1.44（ a）電路中的電流 i3 。解：由 kcl 和 kvl得： i1 + i 2 = i 312i 3 + 6i1 = 24i1 = - 2 （ a ）由于i 2 = 5 a所以1.15i 3 = 3 （ a）在題 1.15 圖所示的電路中，求各理想電流源的端電壓、功率及各電阻上消耗的功率。題 1.14 圖題 1.15 圖解： i 3 = i 2 - i1 = 2 - 1 =1 （ a ）u 1 = i 3r3 = 1×20 = 20 （ v ）u 2 = i 3 r1 + i 2r2 = 1×20 + 2

13、5;10 = 40（ v ）p1 = i 1u 1 = 1×20 = 20 （ w ）（消耗）p2 = i 2u 2 = 2 ×40 = 80 （ w ）（產(chǎn)生）p= i r = 1 ×22r13120 = 20（ w ）（消耗）p= i r = 2 ×22r 22210 = 40（ w ）（消耗）1.16求題 1.16 圖所示電路中的電壓u、電流 i。題 1.16 圖解： (a) u = 10 (v)i = u = 10 = 5 (a)r2(b)i = 5 (a)u = ir =5 ×10= 50 (v)1.17 運(yùn)用電壓源與電流源等效變換的

14、方法，化簡(jiǎn)題1.17 圖所示的各電路。第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答7題 1.20 圖解：化簡(jiǎn)步驟和結(jié)果如下。1.18 試用電壓源與電流源等效變換的方法，求題 1.18 圖所示電路中2? 電阻中的電流 i。題 1.18 圖題 1.19 圖解：將原圖經(jīng)電壓源與電流源等效變換后得下圖所示，由圖可得i =8 - 2= 1 （a ）2 + 2 + 28第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答1.19 已知電路如題 1.19 圖所示。試應(yīng)用疊加原理計(jì)算支路電流i 和電流源的電壓 u 。解：電壓源作用時(shí)題 1.18 圖題 1.19 圖電流源作用時(shí)i =18 = 6 (a)2 +1u =6

15、5;1 =6 (v)i = -12 +1×6 = -2 (a)u =63 + 6×6×3 -2 ×( - 2)= 16 (v)所以i= i +i = 6 -2 = 4 (a)u = u + u =6 + 16 =22 (v)1.20 電路如題 1.20 圖所示，試應(yīng)用疊加原理，求電路中的電流i 1、i2 及 36?電阻消耗的功率 p。解： 90v 電源作用時(shí)i =90= 6 (a)i =i × 36= 4.5 (a)i =i × 12= 1.5 (a)2131112 ×366 +12 + 3612 + 3612 +36第 1

16、 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答9123260v 電源作用時(shí)i =60= 3.5 (a)i = i × 36= 3(a)i = i × 6= 0.5 (a)212 +所以6 ×366 + 366 + 366 + 36i1 =i 1-i 1= 6 -3 = 3 (a)i 2 = -i 2+ i 2= -4.5 + 3.5 = -1 (a)i 3 = i 3+ i3= 1.5+ 0.5 = 2 (a)2236? 電阻消耗的功率為：i 3 ×36 = 2×36 = 144（ w）1.21 試應(yīng)用疊加原理計(jì)算題1.21 圖中 r3 支路的電流i 3

17、和電壓 u ab。圖中電源 u=15v ， is=10a ， r1=1 ? ， r2=2? ， r3=3? 。題 1.20 圖題 1.24 圖解：電流源作用時(shí)3i =2×10 = 4 (a)u = i r= 4×3 = 12(v)電壓源作用時(shí)2 + 3ab33i =15= 3(a)u = i r= 3×3 = 9 (v)32+ 3ab33所以i 3 =i 3+ i 3= 4 + 3 = 7 (a)u ab= u ab + u ab= 12+ 9 = 21(v)1.22 已知電路如題 1.22 圖所示。試應(yīng)用疊加原理計(jì)算支路電流i 1 和 i2。解：電流源作用時(shí)10

18、第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答i 1= -電壓源作用時(shí)64 + 6×10 = -6 (ma)i 2= -44 + 6×10 = -4 (ma)i 1= -104+ 6= - 1(ma)i =10= 1 (ma)4 + 6所以i 1 =i 1+i1= - 6 -1 = -7 (ma)i 2 =i 2 + i 2= -4 + 1 = -3 (a)1.23 欲使題 1.23 圖所示電路中的電流i=0， e 應(yīng)為多少？題 1.22 圖題 1.23 圖解：如果 i=0a ，則 5? 電阻中的電流為415+ 5= 0.2 （ a ）e = 0.2 ×5 = 10 （

19、v ）1.24 在題 1.24 圖所示的電路中，一個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)1 110v，內(nèi)阻 r1 10 ,另一個(gè)電動(dòng)勢(shì) 2110v，內(nèi)阻 r25，負(fù)載兩端電壓表讀數(shù)為90v，求： 電流 1， 2 。 負(fù)載電阻 3。 （設(shè)電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大）題 1.24 圖解: 求電流 1 和2：1=( 1-90)/r1=2a ,2 =( 2-90)/r2=4a負(fù)載電阻 3=90/( 1+2)=15 。1.25 電路如題 125 圖所示 , 試應(yīng)用戴維南定理求圖中的電流。題 1.25 圖解：用戴維南定理求解（1）將 1.2 電阻斷開 , 求開路電壓 oc,uoc=44 + 6×20 -64 + 6×

20、10 = 2 v（2）等效電阻為o= 4 6+46=4.8 （3）用等效電路求電流 oc（ o ）=2/(4.8+1.2)=1/3a1.26 電路如題 1.18 圖所示，試應(yīng)用戴維南定理求圖中的電流i 。解：（1）先計(jì)算開路電壓，并將12a、6電流源化成電壓源，如下圖。由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計(jì)算方法計(jì)算，現(xiàn)用支路電流法進(jìn)行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由 kcl 和 kvl得：i1 + i 2 + i 3 = 03 i1 - 6 i 2 = 12 - 12 = 06i 2 - 4i 3 = 12 - 4 = 8解得： i 1=8/9 （a）， i 24/9 （a）， i 3 -4/3 （a）uoc420= 4 - 2i= 4 - 2 ×(-) =（v）333（2）再求等效電阻rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。rab= ( 3 ×6 + 2) 2 = 4 （）3 + 63第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答11（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個(gè)電壓源，如圖。12第 1 章 直流電路及其分析方法習(xí)題解答20i =3= 20 = 2.86 (a)4 + 1731.27 電路如題 1.27 圖所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的1? 電阻中的電流。解：設(shè) 1? 電阻中的電流方向如圖