电子与电工技术苑尙尊版第1章直流电路习题解答.doc

20第1章 直流电路及其分析方法习题解答习 题1.1 题1.1图所示电路由4个元件组成，电压电流的参考方向如图中所示。已知u1= 5v，u2=15v，i1=2a，i2=3a，i3= 1a。试计算各元件的电功率，并说明哪些元件是电源？哪些元件是负载？题1.1图解：1元件：（w）是电源。2元件：（w）是负载。3元件：（w）是电源。4元件：（w）是电源。1.2 求题1.2图所示各元件的端电压或通过的电流。题1.2图解：(a)(v)(b) (a)(c) (v)1.3 有一电感元件l=0.1h，通过此电感的电流i随时间变化的波形如题1.3图所示，若电压ul与电流i的参考方向一致，试画出电压的波形。题1.3图解：t=04ms时， （v）t=46ms时， （v）1.4 有一电容元件c=10f，其端电压u的波形题1.4图所示。若电流ic与电压u的参考方向一致，试画出流过电容的电流ic的波形。题1.4图解：t=02ms时， （ma）t=24ms时， （ma）t=46ms时， （ma）t=610ms时， （ma）t=1012ms时， （ma）t=1214ms时， （ma）t=1416ms时，（ma）1.5 已知电路如题1.5图（a）和（b）所示，试计算a、b两端的电阻。解：(a)由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：则（）(b)由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：则（）1.6 在题1.6图中，r1=r2=r3=r4=300，r5=600，试求开关s断开和闭合时a、b之间的等效电阻。题1.5图 题1.6图解：s断开时的电阻联接如图所示。则 （）s闭合时的电阻联接如图所示。则 （）1.7 题1.7图所示的电路是一衰减电路，共有四挡。当输入电压u1=16v时，试计算各档输出电压u2。解：a档：u2a=u1=16vb档：由末级看，先求等效电阻r如图(c)和(b)（）同理可得5（）于是由图(a)可求u2b，即（v）c档：由图（b）可求u2c，即（v）d档：由图（c）可求u2d，即（v）1.8 题1.8图所示的电路是由电位器组成的分压电路，电位器的电阻rp=270，两边的串联电阻r1=350，r2=550。设输入电压u1=12v，试求输出电压u2的变化范围。题1.7图 题1.8图解：三个电阻中的电流为（a）当滑动触点移到下方时（v）当滑动触点移到下方时（v）因此，输出电压u2的变化范围是5.64v-8.41v。1.9 题1.9图所示电路是电源有载工作的电路。电源的电动势e=220v，内阻ro=0.2；负载电阻r1=10，r2=6.67；线路电阻rl=0.1。试求负载电阻r2并联前后：（1）电路中的电流i；（2）电源端电压u1和负载端电压u2；（3）负载功率p。解：1 负载电阻r2并联前负载电阻为：（）（1）电路中的电流为：（a）（2）电源端电压：（v） 负载端电压：（v）（3）负载功率为（w）2 负载电阻r2并联后负载电阻为：（）（1）电路中的电流为：（a）（2）电源端电压：（v） 负载端电压：（v）（3）负载功率为（kw）1.10 题1.10图所示电路中，已知i1=0.01a，i2=0.3a，i5=9.61a，试求电流 i3、i4、i6。解：由kcl： 所以：（a） （a） （a）题1.9图 题1.10图1.11 根据基尔霍夫定律求题1.11图所示电路中的电流i1和i2。 解：由kcl得：（a） （a） 题1.11图题1.12图1.12 根据基尔霍夫定律求题1.12图所示电路中的电压u1、u2和u3。解：由kvl得：（v） （v） （v）1.13 已知电路如图1.27所示，其中u1=15v，u2=65v，r1=5，r2=r3=10。试用支路电流法，求r1、r2和r3三个电阻上的电压。解：应用kcl和kvl列方程如下代入已知数据得解方程可得i1=3（a），i2= 1（a），i3=2（a）。（v）（v）（v）1.14 试用支路电流法，求题1.14图所示电路中的电流i1、i2、i3、i4和i5（只列方程，不求解）。 解：由kcl列两个方程 由kvl列三个方程（绕行方向分别按顺时针、逆时针、逆时针） 1.15 试用支路电流法，求图1.45（a）电路中的电流i3。解：由kcl和kvl得： 由于 a所以 （a） （a）1.16 在题1.16图所示的电路中，求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。题1.14图 题1.16图解：（a） （v）（v）（w）（消耗） （w）（产生）（w）（消耗） （w）（消耗）1.17 求题1.17图所示电路中的电压u、电流i。题1.17图解：(a)(v) (a)(b) (a) (v)1.18 试用电压源与电流源等效变换的方法，求题1.18图所示电路中的电流i3。 解：将电流源转换成电压源，如图所示。所以（a） （a）题1.18图 题1.19图1.19 试用电压源与电流源等效变换的方法，求题1.19图所示电路中的电流i。 解：化简步骤如下。由分流公式可得：i=5(a)1.20 运用电压源与电流源等效变换的方法，化简题1.20图所示的各电路。题1.20图解：化简步骤和结果如下。1.21 试用电压源与电流源等效变换的方法，求题1.21图所示电路中2电阻中的电流i。 解：将原图经电压源与电流源等效变换后得下图所示，由图可得（a）1.22 已知电路如题1.22图所示。试应用叠加原理计算支路电流i和电流源的电压u。题1.21图题1.22图解：电压源作用时(a) (v)电流源作用时(a) (v)所以 (a) (v)1.23 电路如题1.23图所示，试应用叠加原理，求电路中的电流i1、i2及r3(36电阻)消耗的功率p。解：90v电源作用时(a) (a) (a)60v电源作用时(a) (a) (a)所以(a)(a)(a)36电阻消耗的功率为：（w）1.24 试应用叠加原理计算题1.24图中r3支路的电流i3和电压uab。图中电源u=15v，is=10a，r1=1，r2=2，r3=3。题1.23图题1.24图解：电流源作用时(a) (v)电压源作用时(a) (v)所以 (a) (v)1.25 已知电路如题1.25图所示。试应用叠加原理计算支路电流i1和i2。解：电流源作用时(ma) (ma)电压源作用时(ma) (ma)所以 (ma) (a)1.26 欲使题1.26图所示电路中的电流i=0，us应为多少？题1.25图题1.26图解：如果i=0a，则5电阻中的电流为（a）（v）1.27 在题1.27图所示的电路中，r1=5，r2=15，us=100v，i1=5a，i2=2a。若r2电阻两端的电压u=30v，求电阻r3。解：若r2电阻两端的电压u=30v，则电流（a）（v）（）题1.27图1.28 电路如题1.19图所示，试应用戴维南定理，求图中的电流i。解：解：（1）先计算开路电压，并将12a、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由kcl和kvl得：解得：i1=8/9（a），i24/9（a），i3-4/3（a）（v）（2）再求等效电阻rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。（）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(a)1.29 电路如题1.21图所示，试应用戴维南定理，求图中的电流i。解：（1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。(a)uoc=-2+12-62/3=6(v)（2）再求等效电阻rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(a)1.30 电路如题1.23图所示，如果i3=1a，试应用戴维南定理，求图中的电阻r3。解：（1）先计算开路电压，如下图。(a)(v)（2）再求等效电阻rab将恒压源除去，得电路如图。()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。当i3=1a时，则所以 r3=80-4=76（）1.31 电路如题1.31图所示，试应用戴维南定理，求图中的1电阻中的电流。解：设1电阻中的电流方向如图所示，则根据戴维南定理，可计算开路电压：（v）（）（a）1.32 电路如题1.32图所示，试应用戴维南定理，求图中的电流i。题1.31图题1.32图解：根据戴维南定理，分别计算开路电压和等效电阻。（v）（）所以（a）1.33 试分别画出题1.33图所示电路的戴维南定理等效电路。题1.33图解：1.34 电路如题1.34图所示，已知15电阻的电压降为30v，极性如图中所示。试计算电路中r的大小和b点的电位。解：设各未知电路的电流分别为、和，电流方向如图所示。由已知得（a）（a）（a）由kvl得：（v）（）b点的电位为：35v1.35 试计算题1.35图中a点的电位：（1）开关s打开；（2）开关s闭合。题1.34图 题1.35图解： （1）当开关s打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。由kvl得（3+3.9+20）i=12+12i=0.892(ma)ua=-20i+12=-5.84(v)（2）当开关s闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（