《电工电子技术》课本习题答案.docx

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《电工电子技术》课本习题答案

思考与习题

1-11-35图中，已知电流I=-5A，R=10Ω。

试求电压U，并标出电压的实际方向。

图1-35题1-1图

解：

a）U=-RI=50Vb）U=RI=-50V。

1-2在1-36图所示电路中，3个元件代表电源或负载。

电压和电流的参考方向如图所示，通过实验测量得知：

I1=-4A，I2=4A，I3=4A，U1=140V，U2=-90V，U3=50V。

试求

（1）各电流的实际方向和各电压的实际极性。

（2）计算各元件的功率，判断哪些元件是电源？

哪些元件是负载？

（3）效验整个电路的功率是否平衡。

图1-36题1-2图

解：

（2）P1=U1I1=-560W，为电源；P2=-U2I2=360W，为负载；P3=U3I3=200Ｗ，为负载。

（3）Ｐ发出＝Ｐ吸收，功率平衡。

1-3图1-37中，方框代表电源或负载。

已知U=220V，I=-1A，试问哪些方框是电源，哪些是负载？

图1-37题1-3图

解：

a）P=UI=-220W，为电源；b）P=-UI=220W，为负载；

c）P=-UI=220W，为负载；d）P=UI=-220W，为电源。

1-4图1-38所示电路中，已知A、B段产生功率1500W，其余三段消耗功率分别为1000W、350W、150W，若已知电流I=20A，方向如图所示。

（1）标出各段电路两端电压的极性。

（2）求出电压UAB、UCD、UEF、UGH的值。

（3）从

（2）的计算结果中，你能看出整个电路中电压有什么规律性吗？

解：

（2）UAB=-75V,UCD=50V,UEF=17.5V,UGH=7.5V

（3）UAB+UCD+UEF+UGH=0.

1-5有一220V、60W的电灯，接在220V的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。

如果每晚用3h，问一个月消耗电能多少？

解：

I=P/U=0.27A，R=U2/P=807Ω，W=Pt=60×10-3kW×30×3h=5.4度.

1-6把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，这种接法会有什么后果？

它们实际消耗的功率各是多少？

如果是两个110V、60W的灯泡，是否可以这样使用？

为什么？

解：

把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，将会使60W的灯泡烧毁。

60W的灯泡实际消耗的功率是93.8W，100W的灯泡实际消耗的功率是56W。

如果是两个110V、60W的灯泡，都在额定值下工作，可以这样使用。

1-7有一直流电源，其额定功率为150W，额定电压50V，内阻1Ω，负载电阻可以调节。

试求：

（1）额定状态下的电流及额定负载。

（2）开路状态下的电源端电压。

（3）电源短路状态下的短路电流。

解：

（1）IN=150/50=3A，RN=50/3-1=15.67Ω

（2）UOC=50V（3）IS=50A

1-8图1-39所示电路可以用来测试电源的电动势和内阻。

已知R1=2Ω，R2=4.5Ω。

当只有开关S1闭合时，安培表读数为2A；当只有S2闭合时，安培表读数为1A。

试求电源的E和RS。

图1-39题1-8图

解：

由E/（RS+R1）=2，E/（RS+R2）=1得E=5V，RS=0.5Ω。

1-9图1-40所示电路中，已知E=100V，R1=2kΩ，R2=8kΩ。

试在

（1）R3=8kΩ；

（2）R3=∞（即R3处断开）；（3）R3=0（即R3处短接）三种情况下，分别求电压U2和电流I2、I3。

图1-40题1-9图

解：

（1）I1=E/（R1+R2//R3）=16.7mA，U2=I1（R2//R3）=66.7V，I2=I3=I1/2=8.35mA；

（2）I1=E/（R1+R2）=10mA，U2=I1R2=80V，I2=I1=10mA，I3=0A；

（3）I2=0A，U2=0V，I3=I1=E/R1=50mA。

1-10试等效简化图1-41所示网络。

图1-41题1-10图

解：

将3A电流源变为电压源与3V电压源串联得到12V电压串6Ω电阻，再将其变为2A电流源并6Ω电阻与2A电流源并联，得到4A电流源并6Ω电阻①，

将6V电压串3Ω电阻变为2A电流源并3Ω电阻②

并联①②得IS=6A，R=2Ω，电路如图所示：

1-11求1-42图中的电流I。

图1-42题1-11图

解：

将6V电压源变为电流源与6A电流源并联，得到9A电流源并1Ω电阻，再将其变为9V电压串1Ω电阻，与2A电流源变为的4V电压串2Ω电阻串联，即

I=（9-4）/（1+2+7）=0.5A

1-12图1-43所示电路中，试求：

（1）开关S断开时A点的电位。

（2）开关S闭合时A点的电位。

（3）开关S闭合时A、B两点电压UAB。

图1-43题1-12图

解：

（1）I=（7+8）/（3+1+1）=3mA，UA=8-IR3=5V

（2）开关S闭合时B点的电位为6V，I=（8-6）/（1+1）=1mA，UA=8-IR3=7V

（3）UAB=7-6=1V

1-13指出图1-44所示电路中A、B、C点的电位

图1-44题1-13图

解：

（a）UC=0V，UA=6V，UB=3V

（b）UB=0V，UA=4V，UC=-2V

（c）UC=0V，UA=12V，UB=8V

（d）UA=6V，UB=-2V，UC=-6V

1-14图1-45所示电路中，已知US=16V，IS=2A，R1=12Ω，R2=1Ω。

求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流I。

图1-45题1-14图

解：

开关断开R2=1Ω电阻上流过的电流即电流源电流2A，开关两端电压U为电压源电压与R2两端电压之和U=16-2×1=14V，

开关闭合，R2=1Ω电阻上流过的电流I2=US/R2=16A，I=I2-IS=14A

1-15在1-46图中，已知I1=0.1A，I2=3A，I5=9.6A，试求电流I3、I4和I6。

图1-46题1-15图

解：

I3=I1+I2=3.1A，I4=I5-I3=6.5A，I6=I4+I2=9.5A

1-16求1-47图中的电流I。

图1-47习题1-16图

解：

I=0A

1-17在图1-48中，已知U1=3V，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=4Ω，其他各电流如图所示。

试求电路中电流IX和电压U。

图1-48题1-17图

解：

I1+2+4=0，I1=-6A，

I2=I1+4=-2A，

IX+I2=5A，IX=7A，

U=-U1+I1R1+I2R2=-73V

1-18求1-49图中各电流源上的电压。

图1-49题1-18图

解：

各支路电流参考方向如图所示：

I1=-2A，I2=3A,I3=7A,I4=-2A，I5=-5A

U1=10I1+5I2=-5V，U2=10I1+2I5-5I3=-65V，U3=5I3-4I4=43V，U4=-5I2+2I5-4I4=-17V

思考与习题

2-1求图2-19所示电路A、B两端的等效电阻。

图2-19题2-1图

2-1解：

a）RAB=[（6//6）+7]//10=5Ω

b）RAB=[（4//4+1）//6+（2//2）]//3=1.5Ω

c）RAB=[（R1//R2）+R3]//R4//R5=0.75Ω

d）RAB=4//6=2.4Ω

e）RAB=[（8//8）+4]//12+（20//5）=8.8Ω

f）RAB=（24//24）+（12//12）=18Ω

2-2试求图2-20所示电路5Ω电阻上的电压U。

图2-20题2-2图

解：

电路如图2-20所示：

并联分流：

I1==1A，U=5I1=5V

2-3在图2-21中，R1=R2=R3=R4=30Ω，R5=60Ω，试求开关S断开和闭合时A和B之间的等效电阻。

图2-21题2-3图

解：

S断开，RAB=（R1+R2）//（R3+R4）//R5=20Ω

S闭合，RAB=（R1//R3+R2//R4）//R5=20Ω

2-4电路如图2-22所示，已知外加电压U为200V，电路总消耗功率为400W，求R及各支路电流。

图2-22题2-4图

解：

电路如图2-22所示：

I=2A，I1==1.5A，I2=I-I1=0.5A，I3=I4=I2/2=0.25A

R=（U-25I1）/I=81.25Ω

2-5图2-23为万用表的直流毫安挡电路。

表头内阻Rg=280Ω，满标值电流Ig=0.6mA。

要使其量程扩大为1mA、10mA、100mA，试求分流电阻R1、R2及R3。

图2-23题2-5图

解：

（R1+R2+R3）0.4=280×0.6

（R1+R2）（10-0.6）=（280+R3）×0.6

（280+R2+R3）0.6=（100-0.6）R1

联立解得R1=4.2Ω，R2=37.8Ω，R3=378Ω

2-6用支路电流法求图2-24所示电路中各支路电流。

图2-24题2-6图

解:

电路如图2-24所示：

a）I1=3A

I3=I1+I2=3+I2

（1）

10I3+100+40I2=0

（2）解得I2=-2.6A，I3=0.4A

b）电路如上图所示：

I1+I2=3+5=8

（1）

I2+2=I3+5

（2）

4I2+2I3-I1=0（3）解得I1=6A，I2=2A，I3=-1A

2-7列写出图2-25中各电路用支路电流法求解时所需要的独立方程。

图2-25题2-7图

解:

电路如图2-25所示：

a）I3+I4+I5=0

I1=I4+I6

I6=I2+I5

R1I1+R4I4-R3I3-US1+US3=0

-US3+R3I3-R5I5+R2I2+US2=0

R6I6+R5I5-R4I4=0

b）I2=I6+I5

I1=I2+I3

I4=I3+I5

R1I1+R2I2-US1=0

R3I3+R4I4-US2-R6I6-R2I2=0

2-8用叠加原理求图2-26所示电路的电压U。

图2-26题2-8图

解：

两个电源单独作用时的电路如图所示：

60V单独作用时：

I=60/（3//60+40）=1.4A，U/=（3//60）I=4V

27V单独作用时：

I=27/（40//60+3）=1A，U//=-3I=-3V

U=U/+U//=1V

2-9用叠加原理求图2-27所示电路的电流I3。

已知US1=9V，US2=-9V，IS=9A，R1=R2=R3=1Ω。

图2-27题2-9图

解：

电源单独作用时的电路如图所示：

I=US1/（R1+R2//R3）=6A，I3/=I/2=3A

I//=US2/（R2+R1//R3）=-6A，I3//=I///2=-3A

I3///=3A

I3=I3/+I3//+I3///=3A

2-10用叠加原理求图2-28所示电路中电流I。

已知US=9V，IS=2A，R1=3Ω，R2=3Ω，R3=1.5Ω，R4=6Ω,R5=5Ω。

图2-28题2-10图

解：

电源单