《电工学》秦曾煌第六版上下册课后答案

1、一电路的基本概念和规律1.5电源有负载工作、开路和短路1.5.1在图1中，五个元素表示电源和负载。 电流和电压的基准方向如图所示。 现在，通过实验测定明确了图1:练习问题1.5.1图i1=4au1=140vuu4=80vI2=6AU2=90V U5=30VI3=10A U3=60V1试着表示各电流的实际方向和各电压的实际极性。2确定哪个组件是电源的负载是什么？3 .计算各元件的功率，电源的功率和负载的功率是否平衡？解:2元件1、2的电源3、4、5是负载。3 p1=u1I1=140 (4) w=560 WP2=u2I2=(90 )6w=540 WP3=u3I3=60w=600 wp4=u4I1=

2、(80 ) (4) w=320 WP5=u5I2=30 w=180 wP1 P2=1100W负载取入用电力P=P3 P4 P5=1100W保持着两者的平衡电源输出PE=1.5.2在图2中，已知I1=3mA、I2=1mA。 调查电路元件3的电流I3及其两端电压U3，说明是电源还是负载。 检查电路整体的功率平衡。解首先根据基尔霍夫电流定律列举图2:练习问题1.5.2图I1 I2 I3=03 1 I3=0I3=2mA、I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律u3=(3010103103103)v=60v然后，判断是电源还是负载从1电压和电流的实际方向判定：电路元件380V元件30V

3、元件电流I3从“”侧流过，因此成为电源由于电流I2从“”端流过，成为电源的电流I1从“”侧流过，成为负载。根据2电压和电流的基准方向判别：电路元件3U3和I3的基准方向相同，P=U3 I3=60 (2) 103W=因为是120 103W (负值)，所以电源80V元件U2和I2的参照方向相反，P=U2I2=80 1 103W=因为是80 103W (正值)，所以电源30V元件U1和I1参照方向相同的P=U1I1=30 3 103 W=90因为是103W (正值)，所以是负载。两者的结果一致。 最后验证功率平衡：电阻功耗：2 2PR1=R1I1=10 3 mW=90mW2 2pr2=r2I2=20

4、 1毫瓦=20mw电源输出：PE=u2I2u3I3=(80 120 )毫瓦=200毫瓦负载消除用和电阻损耗功率：p=u1I1I2r2I2=(90 90 20 )毫瓦=200毫瓦1 2保持着两者的平衡1.5.3有额定功率PN=200W、额定电压UN=50V的直流电源。 内部电阻R0=0.5、负载电阻r可以调节。 其电路如图1.5.1所示求出1额定工作状态下的电流及负载电阻2开路状态下的电源端子电压3电源短路状态的电流。解PS(1)额定电流IN=UN200=50A=4A，负载电阻R=UNPS50=12.54(2)电源开路电压u0=e=un0=(5040.5)v=52ve(3)电源短路电流IS=R0

5、52=0.5A=104A1.5.4有直流稳压电源，其额定输出电压为30V，额定输出电流为2A，从无负载到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一(即U=U0 UNUN=0.1% )，试着求出该电源的内部电阻。解电源无负载电压U0是其电动势e，因此可以首先求出U0，根据u=re0I求出内部电阻R0。由此而得。U0 UNUNU0 3030=u=0.1 %U0=E=30.03V再由U=E R0I30=30.03 R0 2出来R0=0.0151.5.6110V、8W的灯现在连接380V的电源，需要多少电阻值的电阻？这个电阻应该选择多少瓦数？解根据灯的额定值求出额定状态下的电流IN和电阻RNu型nI=PN

6、 N8UN=A=0.073A RN=110合110=15070.073即使是380V电源，灯也保持110V的额定电压，具有串联电阻其额定功率R=U UNPS=380 1100.073=3700nPS=PS 2=3700 (0.073)2W=19.6W可以选择额定为3.7K 、20W的电阻。1.5.8图3显示了用可变电阻r调整直流电机的励磁电流If的电路。 电机励磁线圈的电阻为315，其额定电压为220V，想使励磁电流在0.35 0.7A的范围内变动时，请从以下3个变阻器中选择适当的：(1) 1000、0.5A (2) 200、1A (3) 350、1A。解R=0时I=0.35A时220I=31

7、5=0.7AR 315=2200.35=630R=(630 315)=315因此，只能选定350、1A的变阻器。图3:练习题1.5.8图1.5.11图4显示的是用电阻应变计测量桥的原理电路。 Rx是电阻应变片，附着在被测量部件上。 零件变形(伸长或收缩)时，Rx的电阻值发生变化，反映在输出信号Uo中。 测量前各电阻为Rx=100，R1=R2=PS200、R3=100，此时满足R3当检测到：时=R1R2的桥接平衡条件，Uo=0。 正在测定中(1)试着计算uo=1mv (2) uo=1mv两种情况下的rx。 Uo极性的变化反映了什么？ 电源电压u为直流3V。解(1) Uo= 1mV图43360练习

8、问题1.5.11应用图基尔霍夫电压定律，可以列举出：Uab Ubd Uda=0Uab Uo Uad=0或者u型Rx R3u型Rx Uo 2=03rxxRx 1000.001 1.5=0解的得分Rx=99.867 由于部件变短，Rx的电阻值变小，即(2) Uo=1mV同路同路rx=(99.867100)=0.1333rxxRx 100 0.001 1.5=0Rx=100.133 由于部件伸长，Rx的电阻值变大，即rx=(100.133100)=0.133Uo极性的变化反映了零件的伸长和收缩。1.5.12图5是电源具有负载操作的电路。 电源电动势E=220V、内部电阻R0=0.2； 负载电阻R1=

9、10，R2=6.67； 线路电阻Rl=0.1。 尝试负载电阻R2并联化前后： (1)电路中的电流I； (2)电源端子电压U1和负载端子电压U2 (3)负载电力p。 负载增加时，总负载电阻、线路电流、负载功率、电源端子和负载端子的电压会有什么变化？解R2并联前，电路总电阻图5:练习问题1.5.12图r=r02rlr1=(0.2220.110)=10.4(1)电路中的电流eI=r22010.4A=21.2A(2)电源端子电压u1=e r0I=(220.2 21.2 ) v=216 v负载端子电压(3)负载功率U2=R1I=10 21.2V=212VP=U2I=212 21.2W=4490W=4.4

10、9kW当R2并联时，电路的总电阻rR1R210 6.67R=R0 2Rl1(1)电路中的电流R2=(0.2 2 0.1 10 6.67 )=4.4 (2)电源端子电压eI=r2204.4A=50Au1=e r0i=(220.2 50 ) v=210 v负载端子电压R1 R210 6.67(3)负载功率U2=r1R2I=50V=200V10 6.67P=U2I=200 50W=10000W=10kW可知负载增大时，电路的总电阻减少，电路的电流增加，负载功率增加，电源端子电压和负载端子电压下降。1.6基尔霍夫定律1.6.2求出图6所示的部分电路中的电流I、I1和电阻r，设Uab=0。解根据基尔霍夫电流的规律，可以看出I=6A。 通过使Uab=0，可以得到I1=1A6I2=I3=2 A=3A图6:练习问题1.6.2图然后I4=I1 I3=(1 3)A=2Ai5=i4=(62)a=4a因缘I5R=I4 1得到R=I4I52=0.541.7电路中电位的概念和计算1.7.4解在图7中，求出a点电位VA。图7:练习问题1.7.4图I1 I2 I3=0(1)50 V