电工技术第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答.doc

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6I2+20I3= 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20I1+6I2= U1，所以U1=98V。U1，U2都是电源。电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=984+2=394W负载吸收的功率：P吸=20+6+20=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=0.5，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。试求：额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；开路状态下的电源端电压；电源短路状态下的电流。解： 50+40.5 = 52V 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，所以阻值该电阻的瓦数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315，其额定电压为220V，如果要求励磁电流在0.350.7A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：1000 0.5A； 350 0.5A；200 1A；350 1A； 图1-41 习题1-4图解：要求励磁电流在0.350.7A的范围内变动，则应有则 取 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： (a) (b)图1-42 习题1-5图1-6有一电容元件，C=2F，电路中电压uC的波形如图1-43b所示，已知uC=20exp(-t)V，求iC，并画出其波形图。 (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=0.2，线路电阻Rl=0.32，负载为一只额定值为220V、100W的白炽灯，试求：电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流；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；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：白炽灯电阻 电路中的电流 电源端电压 电灯的实际工作电压 电灯的实际功率 电阻炉的阻值 电路中的电流 电源端电压 电灯的实际工作电压 电灯的实际功率 负载总功率 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200，求负载电阻为20时的端电压，若负载电阻为200，则端电压又为多少？解：当负载为20时的端电压U=若负载电阻为200，则端电压U=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，电压源的电流。电压源起电源作用，电流源也起电源作用。图1-44b中，电流源的电压。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= 4AI2+ I4= I6，则I2=2AI1+ I3= I， 则I3=3AI5+ 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。解： ，则I2=1A电流源两端的电压 P电流源=P电压源=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： 电流源的功率 电压源的功率 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：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。图1-49 习题1-14图解：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： 由于a、b两点等电位，所以将a、b两点直接短接，电路的工