电工电子技术课后习题答案docx.docx
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电工电子技术课后习题答案docx
第一章
在图1-18中，五个元件代表电源或负载。
电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得I1=－4AI2=6AI3=10AU1=140VU2=－90VU3=60VU4=－80VU5=30V，
（1）试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性（可另画一图）；
（2）判断哪些元件是电源、哪些元件是负载
（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡
_
+
_
+
+
_
_
+
4
5
4
5
+
+
_
+
+
+
U1
U1
1
I1I3
3U3
I22U2
1
I1I3
3U3
I22U2
_
_
+
_
_
_
题1
图
题1．1改画图
-18
解：
（1）将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实际极性如改画图所示：
（2）根据电源和负载的定义及电路图可知：
元件3、4、5是电源，元件1、2是负载。
（3）电源发出的功率
PsU3I3U4I4U5I5
60108043061100W
负载消耗的功率
PRU1I1U2I2
14049061100W
PsPR，电路的功率守恒。
1．2
在图1-19中，已知
I
1=-3mA，I2=1mA。
试确定电路元件
3中的电流
I3和其
二端电压
U3,并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。
解对A点写KCL
有：
I3
I1
I2
31
2mA
对第一个回路写KVL有：
10I1U330
10k
A
20k
I1
I3
I2
+
+
+
80V
U1
30V
U3
U2
3
_
_
_
题1．2图
即：
U33010I13010（3）60V
根据计算结果可知，元件3是电源。
这样，80V的电源的元件3是电路中的电源，其余元件为负载。
电源提供的功率：
Ps
U2I2
U3I3
801
60
2200W
负载消耗的功率：
P
U1I1
10I12
20I22
303
1032
2012
200W
这说明电路的功率平衡。
1．3
一只110V8W的指示灯，现要接在380V的电源上，问要串联多大阻值的电阻该
电阻应选用多大功率的电阻
解
根据题意，电阻上的电压为270V，则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流，
即：
P
8
0.07A
i
110
U
电阻消耗的功率为：
PR2700.07
20W
电阻的阻值为：
UR
270
3.7k
R
0.07
i
1．4如图1-20所示，试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说
明哪个电源发出功率，哪个电源吸收功率。
解
2Ω
+
+
U
0.5A
1V
_
_
（a）
图1-20
（a）设电流源二端的电压为U
根据KVL有：
20.51U
PR20.520.5W
PI20.51W
PU10.50.5W
（b）设各支路电流如图，
i1
A
i2
2Ω
i3
+
1Ω
+
_2V
1V
_
（b）
U2V
消耗
发出
消耗
i3
UA
1A
i1
2
UA
0.5A
i2i3i10.5A
1
2
PR1
R1i12
2
0.52
0.5W
消耗
P
R
i2
1
2
W
消耗
R2
2
3
1
1
PU1
U1i1
2
0.5
1W
发出
PU2
U2i2
1
0.5
0.5W
发出
1．5有二只电阻，其额定值分别为40Ω，10W和200Ω，40W，试问它们允许通过的电流是多少如将二者串联起来，其两端最高允许电压加多大
解
电阻R1
能承受的最大电流为：
i1
P1
10
R1
0.5A
40
电阻R2
能承受的最大电流为：
i2
P2
40
0.45A
R2
200
将2个电阻串联后，能通过的电流只能是小的值，因而
2个电阻串联后能承受的
最大电压为：
Umax（R1R2）imin（40200）
0.45
108V
1．6求图1-21所示电路中的电流i1和i2。
解
3A
2AR1
i1i2
R2
A
-10A
R34A
6A
图1-21
将R1、R2、R3及相联的三个结点看成一个广义结点，根据
KCL有：
i2
6
3
4
1A
对A点，根据KCL有
i1
2
（
10）
（1）
13A
1．7在图1-22所示电路中，已知U1=10V，U2=4V，U3=2V，R1=4Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，1、2两点处于开路状态，试计算开路电压U4。
解设闭合回路中电流i的参考方向如图，则有：
i
R2
+
U3
_
+
U1
_+
R1
+U4
U2
_R3_
图1-22
U1
U2
10
4
i
R2
4
1A
R1
2
对右侧开口回路，根据KVL有：
U3
U4
U2R1i
0
U4
U2
R1iU3
44126V
1．8试用KCL和KVL求图1-23所示电路中的电压u。
i
A
i1
22Ω
8A
i3
+
1Ω
+
+
+
u
50Ω
10V
88Ω
3Ω
u
i2
2Ω2V
_
_
_
_
（a）（b）
图1-23
解
（a）对右侧回路，设电流参考方向如图，根据
KVL有：
22i
88i
10
0
i
10
22
1
A
88
11
u88i88
1
8V
11
（b）设各支路参考电流方向如图，有：
u
2
i2
u2
u
i1
2
i3
1
3
对A点写KCL有：
i1
i2
i3
8
u
2
u
2
u
即
1
2
8
3
解得：
u
6V
1．9在图1-24电路中，已知U=3V，试求电阻R。
解设各支路电流参考方向如图，根据题意，U3V，因此对AB支路由欧姆定律
有：
i1
103
7mA
4000
4
A
i2
4kΩi1
I
+
1mA
2kΩ
+
RU
10V
_
2kΩ
_
i3B
图1-24
对结点A写KCL方程有：
1i1i2I0即i2
11
I
4
10
U
10
3
7
mA
其中
i1
4
4
4
对电路的中间回路写KVL方程有：
2i2
2i3
U
0
将i1
7
11
i1I
，U
3代入上式有：
，i2
I，i3
4
4
2（11
I）2（i1
I）30
4
解得：
I
1.5mA
于是有：
R
U
3V
2k
I
1.5mA
1．10在图1-25电路中，问R为何值时I1=I2R又为何值时，I1、I2中一个电流为零
并指出哪一个电流为零。
解
i2
I
i1
+
1Ω
2Ω
+
+
U
R
6V
10V
_
_
_
图1-25
对结点写KCL方程有：
i1
i
2
I
U
i1
6
U
10U
根据欧姆定律有：
I
1
i2
R
2
将此式代入上式有：
6
10
U
U
U
2
R
整理得：
3
1）
1
（
U
2
R
（1）根据题意：
i1
i2
有
6
U
10
U
得
U
2V
2
于是
i1
6U
4A
i2
i1
4A
I
i1
i2
8A
R
U
2
0.25
I
8
（2）根据题意：
先设
i1
0，则有
U
6V，i2
10
6
2A，I
i22A
2
R
U
6
3
I
2
再设i2
0，则有
U
10V，i1
6
U
6
10
4V，按现在这种情况，10V
的电压源因电流等于零，因而不能发出功率，而对于6V的电压源，按现在电流的流向而
成为负载，不合题意，因此，只能是i10。
1．11电路如图1-26所示。
（a）求图（a）中的电阻R；
（b）求图（b）中A点的电位UA。
+10V_
R
1
6V
_
+
2A
2
1
-8V
+
+3V
_A
2
_6V
4
（a）（b）
图1-26
解：
（a）首先-8V点与零电位参考点间补上8V的电压源，则2Ω上的电流为2A，两结点间电压为4V，1Ω电阻上的电流为4A，方向从左往右，根据KCL，R上的电流为2A，方向从右往左，电压为6V，左低右高，所以R=3Ω。
（b）4Ω这条支路没有电流，1Ω和2Ω电阻上的电流均为1A，方向逆时针方向，故，A点电位VA=6V-2V-3V=1V。
求电路图中A点的电位。
+50V
10
A
520
-50V
图1-27
解：
对A点写KCL定律
50VAVA50VA
10520
解得，VA=
第四章
如图
4-24
所示的电路在换路前已处于稳态，在
t
0时合上开关
S，试求初始值
i
（0+）
和稳态值i（）。
（a）（b）
图4-24习题的图
解（a）iL（0）
iL（0）
3A
i（0）
3
6
2
1.5A,
i（）
3A
2
2//2
22
（b）t0
uC（0）
uC（0）
6V
i（0）
0A,
i（）
6
1.5A
2
2
在图4-25所示电路中，已知I=10mA，R=3kΩ，R=3kΩ，R=6kΩ，C=2μF，电
1
2
3
路处于稳定状态，在t
0时开关S合上，试求初始值uC
（0+），iC（0+）。
R2
a
iC
S
R1
2Ω
C1
+
L1
1H
R1
R3
R2
10V
I
U
+
S
_
8Ω
uC
C
L2
_
C2
2μF
图4-25
解t0
uC（0）uC（0）R3I6103
10103
60V
对a点写结点电压方程有
（1
1
1）ua（0
uC（0）
）
R1
R2
R3
R1
将有关数据代入有
60/3
24V
ua（0）
1
1
1
3
3
6
iR2（0
ua（0
）
24
8
mA
）
3
103
R2
iR3（0
ua（0
）
24
4
mA
）
6
103
R3
iC（0）
（iR2
iR3）
（84）
12mA
图4-26所示电路已处于稳定状态，在t=0时开关S闭合，试求初始值
uR（0+）、iC（0+）、uL（0+）。
a
+
uR
_
S
4Ω
iL
iC
+
+
1A
uC
0.1F
uL
_
2Ω_
uC（0+）、iL（0+）、
S
i
4Ω
i1
2Ω
+
1Ω
+
_6V
2Ω
u
_
图4-26
解
t0
uR（0
）41
4V
uC（0）uR（0）4V
iC（0）0
uL（0）0V
iL（0）1A
t0
uC（0）uC（0）4V
iL（0）iL（0）1A
uR（0
）RiL（0）414V
uR（0
）uL（0）uC（0）0V
uL（0）0
对结点a写KCL方程有
uC（0
）
iC（0）2A
1
iC（0）iL（0）0
2
如图4-27所示电路，在t=0时开关S由位置1合向位置2，试求零输入响应uC（t）。
1S2Ω
2
+
1A5Ω3Ω
0.1F
_uC
图4-27
解
uC（0）515V
开关合向位置1后有
RC（32）0.10.5s
零输入响应为
t
uC（t）uC（0）e5e2tV
在图4-28所示电路中，设电容的初始电压为零，在t=0时开关S闭合，试求此后的
uC（t）、iC（t）。
S10kΩ5kΩ
+
+
10kΩ
uC
20V
_
_
iC
图4-28
解已知uC（0）0，开关在t0时合上，电路的响应是零状态响应，首先
利用戴维南定理对电路进行化简
uOC
20
1010V
10
10
Req
10
10
10
k
5
10
10
ReqC10
103
10
106
0.1s
uC（t）
10（1
e10t）
V
iC（t）
CduC（t）
e10t
mA
dt
如图4-29所示电路，开关S在位置a时电路处于稳定状态，在t=0时开关S合向位
置b，试求此后的uC（t）、i（t）。
aS
b
i（t）
1Ω
5
Ω
+
0.1F
5Ω
uC
_
+
+
12V
_
_5V
图4--29
解此时电路的响应是全响应
12
uC（0）
510V
1
5
开关由位置a合向位置b后，零输入响应为
t
uC（t）10e
5
5
RC
0.10.25s
55
零状态响应为
uOC
5
5
2.5
V
5
5
t
uC（t）
2.5（1e
）
全响应为
uC（t）
uC（t）
uC（t）
10
e4t
2.5（1e4t）
2.5
7.5e4t
V
i（t）
5uC（t）
2.5
7.5e4t
0.51.5e
4t
A
5
5
图4-30所示电路在开关S打开前处于稳定状态，在t=0时打开开关S，求iC（t）和t=2ms
时电容储存的能量。
1kΩ
1kΩ
S
+
_
12V
iC
20μF
1kΩ
图4--30
uC（0）
12
6
V
解
1
1
1
t
零输入响应
uC（t）
6e
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