电工学第七版上册课后答案合集.docx

1、电工学第七版上册课后答案合集电工学_第七版_上册_课后答案合集 录 录 目录 目 目律 律 定律 定 与定 与 与 念 念 念 概 概 概 本 本 基本 基 的基 的 路的 路 第 路 电 第 章 电 第 章 电1章 3第1.5 节 电源有载工作、开路与短路3第1.5.1 题3第1.5.2 题3第1.5.3 题5第1.5.4 题5第1.5.6 题6第1.5.8 题6第1.5.11 题 7第1.5.12 题 8第1.6 节 基尔霍夫定律 9第1.6.2 题9第1.7 节 电路中电位的概念及计算 10第1.7.4 题101List of Figures1 习题1.5.1 图. 32 习题1.5.2

2、 图. 43 习题1.5.8 图. 74 习题1.5.11 图. 75 习题1.5.12 图. 86 习题1.6.2 图. 107 习题1.7.4 图. 102律 律 定律 定 与定 与 念与 念 概念 概 本概 本 基本 基 的基 的 路的 路1 电路 电 电路 路 短路 短 短 与 与 路与 路 路 开 开 、开 、 、 作 作 工作 工 载工 载 载 有 有 源有 源 1.5 源 电 电 电1.5.1在 图1中,五 个 元 件 代 表 电 源 和 负 载 。 电 流 和 电 压 的 参 考 方 向 如 图 中 所 示 。今通过实验测量得知图 1: 习题1.5.1 图I ?4A I 6A

3、I 10A1 2 3U 140V U ?90V U 60V1 2 3U ?80V U 30V4 51 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。2 判断哪些元件是电源?哪些是负载?3 计算各元件的功率,电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?解 解 解 :2 元件1,2为电源;3,4,5为负载。3 P U I 140?4W ?560W 电 源 发 出 功 率 P 1 1 1 EP U I ?90?6W ?540W2 2 2P U I 60?10W 600W3 3 3P U I ?80?4W 320W4 4 1P U I 30?6W 180W5 5 2P +P 1100W1 2负载取用功率 P

4、P +P +P 1100W3 4 5两者平衡1.5.2在 图2中 , 已 知I 3mA,I 1mA.试 确 定 电 路 元 件3中 的 电 流I 和 其 两 端1 2 3电压U ,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。33解 解 解 首先根据基尔霍夫电流定律列出图 2: 习题1.5.2 图?I +I ?I 01 2 3?3+1?I 03可求得I ?2mA, I 的实际方向与图中的参考方向相反。3 3根据基尔霍夫电流定律可得3 ?3U 30+10?10 ?3?10 V 60V3其次确定电源还是负载:1 从电压和电流的实际方向判定:电路元件3 电流I 从+ 端流出,故为电源;380V

5、 元件 电流I 从+ 端流出,故为电源;230V 元件 电流I 从+ 端流出,故为负载。12 从电压和电流的参考方向判别:?3电 路 元 件3 U 和I 的 参 考 方 向 相 同P U I 60?2?10 W 3 3 3 3?3?120?10 W (负值),故为电源;?380V 元 件 U 和I 的 参 考 方 向 相 反P U I 80? 1? 10 W 2 2 2 2?380?10 W (正值),故为电源;?330V 元 件 U 和I 参 考 方 向 相 同P U I 30?3?10 W 90?1 1 1 1?310 W (正值),故为负载。两者结果一致。最后校验功率平衡:电阻消耗功率:

6、2 2P R I 10?3 mW 90mWR 11 12 2P R I 20?1 mW 20mWR 2224电源发出功率:P U I +U I 80+120mW 200mWE 2 2 3 3负载取用和电阻损耗功率:2 2P U I +R I +R I 90+90+20mW 200mW1 1 1 21 2两者平衡1.5.3有 一 直 流 电 源 , 其 额 定 功 率P 200W , 额 定 电 压U 50V 。 内 阻R N N 00:5?,负载电阻R 可以调节。其电路如教材图1.5.1 所示试求: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电压;3 电源短路状态下的电流。解 解

7、 解 P 200 U 50N N1 额定电流I A4A, 负载电阻R ?12:5?NU 50 I 4N N2 电源开路电压U E U +I R 50+4?0:5V 52V0 N N 0E 523 电源短路电流I A104ASR 0:501.5.4有 一 台 直 流 稳 压 电 源 , 其 额 定 输 出 电 压 为30 V,额 定 输 出 电 流 为2A, 从 空 载到额定负载,其输出电压的变化率为千分之一U ?U0 N(即?U 0:1%, 试求该电源的内阻。UN解 解 解 电 源 空 载 电 压U 即 为 其 电 动 势E , 故 可 先 求 出U , 而 后 由U E?R I , 求0 0

8、 0内阻R 。0U ?U0 N?UUNU ?3000:1%30由此得U E 30:03V05再由U E?R I030 30:03?R ?20得出R 0:015?01.5.6一 只110 V 、8W 的 指 示 灯 , 现 在 要 接 在380 V 的 电 源 上 , 问 要 串 多 大 阻 值 的电阻?该电阻应选多大瓦数的?解 解 解 由指示灯的额定值求额定状态下的电流I 和电阻R :N NP 8 U 110N NI A0:073A R ?1507?N NU 110 I 0:073N N在380 V 电源上指示灯仍保持110 V 额定电压,所串电阻U?U 380?110NR ?3700?I 0

9、:073N其额定功率2 2P RI 3700?0:073 W 19:6WNN故可选用额定值为3:7K ?、20 W 的电阻。1.5.8图3所 示 的 是 用 变 阻 器R 调 节 直 流 电 机 励 磁 电 流I 的 电 路 。 设 电 机 励 磁 绕 组f的 电 阻 为315?, 其 额 定 电 压 为220 V,如 果 要 求 励 磁 电 流 在0:350:7A的 范 围 内 变动,试在下列三个变阻器中选用一个合适的:1 1000? 、0:5A;2 200? 、1A;3 350? 、1A。解 解 解当R 0时220I 0:7A315当I 0:35A时220R+315 630?0:35R 6

10、30?315 315?因此,只能选用350? 、1A的变阻器。6图 3: 习题1.5.8 图1.5.11图4所 示 的 是 电 阻 应 变 仪 中 测 量 电 桥 的 原 理 电 路 。R 是 电 阻 应 变 片 , 粘 附x在 被 测 零 件 上 。 当 零 件 发 生 变 形 ( 伸 长 或 缩 短 ) 时 ,R 的 阻 值 随 之 而 改 变 , 这x反 映 在 输 出 信 号U 上 。 在 测 量 前 如 果 把 各 个 电 阻 调 节 到R 100? ,R R o x 1 2R Rx 1200? ,R 100? , 这 时 满 足 的 电 桥 平 衡 条 件 ,U 0 。 在 进 行

11、 测 量3 oR R3 2时,如果测出:1 U +1mV ;2 U ?1mV ; 试 计 算 两 种 情 况 下 的?R 。U 极 性 的 改o o x o变反映了什么?设电源电压U 是直流3V 。解 解 解 1 U +1mVo图 4: 习题1.5.11 图应用基尔霍夫电压定律可列出:U +U +U 0ab bd daU +U ?U 0ab o ad或U UR +U 0x oR +R 2x 33Rx+0:001?1:5 0R +100x7解之得R 99:867?x因零件缩短而使R 阻值减小,即x?R 99:867?100?0:133?x2 U ?1mVo同理3Rx?0:001?1:50R +1

12、00xR 100:133?x因零件伸长而使R 阻值增大,即x?R 100:133?100?+0:133?xU 极性的变化反映了零件的伸长和缩短。o1.5.12图5是 电 源 有 载 工 作 的 电 路 。 电 源 的 电 动 势E 220V , 内 阻R 0:2?; 负0载 电 阻R 10? ,R 6:67? ; 线 路 电 阻R 0:1?。 试 求 负 载 电 阻R 并 联 前1 2 l 2后 :1 电 路 中 电 流I ;2 电 源 端 电 压U 和 负 载 端 电 压U ;3 负 载 功 率P 。 当 负 载1 2增 大 时 , 总 的 负 载 电 阻 、 线 路 中 电 流 、 负 载

13、 功 率 、 电 源 端 和 负 载 端 的 电 压 是 如何变化的?解 解 解 R 并联前,电路总电阻2图 5: 习题1.5.12 图R R +2R +R 0:2+2?0:1+10?10:4?0 l 11 电路中电流E 220I A21:2AR 10:482 电源端电压U E?R I 220?0:2?21:2V 216V1 0负载端电压U R I 10?21:2V 212V2 13 负载功率P U I 212?21:2W 4490W 4:49kW2R 并联后,电路总电阻2R R 10?6:671 2R R +2R + 0:2+2?0:1+ ?4:4?0 lR +R 10+6:671 21 电

14、路中电流E 220I A50AR 4:42 电源端电压U E?R I 220?0:2?50V 210V1 0负载端电压R R 10?6:671 2U I ?50V 200V2R +R 10+6:671 23 负载功率P U I 200?50W 10000W 10kW2可 见 , 当 负 载 增 大 后 , 电 路 总 电 阻 减 小 , 电 路 中 电 流 增 大 , 负 载 功 率 增 大 , 电源端电压和负载端电压均降低。律 律 定律 定 夫定 夫 夫 霍 霍 尔霍 尔 1.6 尔 基 基 基1.6.2试求图6所示部分电路中电流I 、I 和电阻R ,设U 0。1 ab解 解 解 由基尔霍夫

15、电流定律可知,I 6A。由于设U 0,可得abI ?1A16I I A3A2 329图 6: 习题1.6.2 图并得出I I +I ?1+3A2A4 1 3I I?I 6?2A4A5 4因I R I ?15 4得I 24R ?0:5?I 45算 算 计算 计 及计 及 及 念 念 概念 概 概 的 的 位的 位 电位 电 电 中 中 路中 路 1.7 路 电 电 电1.7.4在图7中,求A点电位V 。A解 解 解 图 7: 习题1.7.4 图10I ?I ?I 0 11 2 350?VAI 2110V ?50AI 325VAI 4320将式2 、3 、4 代入式1 ,得50?V V +50 V

16、A A A? 010 5 20V ?14:3VA1112录 录 目录 目 目法 法 方法 方 方 析 析 分析 分 的分 的 路的 路 第 路 电 第 章 电 第 章 电2章 3第2.1 节 电阻串并联接的等效变换 3第2.1.1 题3第2.1.2 题4第2.1.3 题4第2.1.5 题5第2.1.6 题6第2.1.7 题6第2.1.8 题7第2.3 节 电源的两种模型及其等效变换 8第2.3.1 题8第2.3.2 题9第2.3.4 题9第2.4 节 支路电流法10第2.4.1 题10第2.4.2 题11第2.5 节 结点电压法12第2.5.1 题12第2.5.2 题13第2.5.3 题14第

17、2.6 节 叠加定理 14第2.6.1 题14第2.6.2 题15第2.6.3 题16第2.6.4 题18第2.7 节 戴维南定理与诺顿定理19第2.7.1 题19第2.7.2 题19第2.7.5 题20第2.7.7 题21第2.7.8 题22第2.7.9 题22第2.7.10 题 23第2.7.11 题 241List of Figures1 习题2.1.1 图. 32 习题2.1.2 图. 43 习题2.1.3 图. 44 习题2.1.5 图. 65 习题2.1.7 图. 76 习题2.1.8 图. 77 习题2.3.1 图. 88 习题2.3.2 图. 99 习题2.3.4 图. 910

18、 习题2.4.1 图. 1011 习题2.4.2 图. 1112 习题2.5.1 图. 1313 习题2.5.2 图. 1314 习题2.5.3 图. 1415 习题2.6.1 图. 1516 习题2.6.2 图. 1617 习题2.6.3 图. 1718 习题2.6.4 图. 1819 习题2.6.4 图. 1820 习题2.7.1 图. 1921 习题2.7.2 图. 2022 习题2.7.5 图. 2023 习题2.7.7 图. 2124 习题2.7.8 图. 2225 习题2.7.9 图. 2326 习题2.7.10 图2327 习题2.7.11 图242法 法 方法 方 析方 析 分

19、析 分 的分 的 路的 路2 电路 电 电换 换 换 变 变 效变 效 等效 等 的等 的 的 接 接 联接 联 并联 并 并 串 串 阻串 阻 2.1 阻 电 电 电2.1.1在 图1所 示 的 电 路 中 ,E 6V ,R 6? ,R 3? ,R 4? ,R 1 2 3 43?,R 1?,试求I 和I 。5 3 4解 解 解 图 1: 习题2.1.1 图本 题 通 过 电 阻 的 串 联 和 并 联 可 化 为 单 回 路 电 路 计 算 。R 和R 并 联 而 后1 4与R 串 联 , 得 出 的 等 效 电 阻R 和R 并 联 , 最 后 与 电 源 及R 组 成 单 回 路 电 路

20、,3 1;3;4 2 5于是得出电源中电流EI R R1 4R R + 2 3R +R41R +5R R1 4R +R + 2 3R +R1 462A6?33?4+ 6+31+6?33+4+ 6+3而后应用分流公式得出I 和I3 4R 3 22I I ?2A A36?3R R1 4 33+4+R +R +2 36+3R +R1 4R 6 2 41I ? I A? A4 3R +R 6+3 3 91 4I 的实际方向与图中的参考方向相反。432.1.2有 一 无 源 二 端 电 阻 网 络图2(a), 通 过 实 验 测 得 : 当U 10V 时 ,I 2A;并已知该电阻网络由四个3?的电阻构成

21、,试问这四个电阻是如何连接的?解 解 解 图 2: 习题2.1.2 图按题意,总电阻为U 10R ?5?I 2四个3?电阻的连接方法如图2(b)所示。2.1.3在 图3中 ,R R R R 300? ,R 600? , 试 求 开 关S 断 开 和 闭 和1 2 3 4 5时a和b之间的等效电阻。解 解 解 图 3: 习题2.1.3 图当 开 关S 断 开 时 ,R 与R 串 联 后 与R 并 联 ,R 与R 串 联 后 也 与R 并 联 , 故1 3 5 2 4 54有R R R +R R +R ab 5 1 3 2 411 1 1+ +600 300+300 300+300200?当S 闭

22、合时,则有R R R +R R Rab 1 2 3 4 511 1+R R R RR1 2 3 45+R +R R +R1 2 3 411 1+300?300 300?300600+300+300 300+300200?2.1.5图4a 所 示 是 一 衰 减 电 路 , 共 有 四 挡 。 当 输 入 电 压U 16V 时 , 试 计 算 各1挡输出电压U 。2解 解 解 a挡: U U 16V2a 10b挡: 由末级看,先求等效电阻R 见图4d 和c45+5?5:5 2750R ? ?5?45+5+5:5 55:500同样可得 R 5?。于是由图4b 可求U ,即2bU 161U ?5 ?

23、5V 1:6V2b45+5 50c挡:由图4c 可求U ,即2cU 1:62bU ?5 ?5V 0:16V2c45+5 50d挡:由图4d 可求U ,即2dU 0:162cU ?5 ?5V 0:016V2d45+5 505图 4: 习题2.1.5 图2.1.6下 图 所 示 电 路 是 由 电 位 器 组 成 的 分 压 电 路 , 电 位 器 的 电 阻R 270? , 两P边 的 串 联 电 阻R 350? ,R 550? 。 设 输 入 电 压U 12V , 试 求 输 出 电1 2 1压U 的变化范围。2解 解 解 当箭头位于R 最下端时,U 取最小值P 2R2U U2min 1R +

24、R +R1 2 P550?12350+550+2705:64V当箭头位于R 最上端时,U 取最大值P 2R +R2 PU U2 1R +R +R1 2 P550+270?12350+550+2708:41V由此可得U 的变化范围是:5:64 ?8:41V 。22.1.7试 用 两 个6V 的 直 流 电 源 、 两 个1k ?的 电 阻 和 一 个10 k?的 电 位 器 连 接 成 调 压 范围为?5V ?+5V 的调压电路。6解 解 解 图 5: 习题2.1.7 图所联调压电路如图5所示。6?6?3I 1?10 A1mA31+10+1?10当滑动触头移在a点3 ?3U 10+1?10 ?1

25、?10 ?6V 5V当滑动触头移在b点3 ?3U 1?10 ?1?10 ?6V ?5V2.1.8在 图6所 示 的 电 路 中 ,R 和R 是 同 轴 电 位 器 , 试 问 当 活 动 触 点 a,b 移 到 最P1 P2左端、最右端和中间位置时,输出电压U 各为多少伏?ab解 解 解图 6: 习题2.1.8 图同 轴 电 位 器 的 两 个 电 位 器R 和R 的 活 动 触 点 固 定 在 同 一 转 轴 上 , 转 动 转P1 P2轴 时 两 个 活 动 触 点 同 时 左 移 或 右 移 。 当 活 动 触 点a,b在 最 左 端 时 ,a点 接 电 源正 极 ,b点 接 负 极 ,

26、 故U E +6V ; 当 活 动 触 点 在 最 右 端 时 ,a点 接 电 源 负ab极 ,b点 接 正 极 , 故U ?E ?6V ; 当 两 个 活 动 触 点 在 中 间 位 置 时 ,a,b两ab点电位相等,故U 0。ab7换 换 换 变 变 效变 效 效 等 等 其等 其 其 及 及 型及 型 型 模 模 种模 种 两种 两 两 的 的 源的 2.3 源 源 电 电 电2.3.1在图7中,求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。解 解 解 图 7: 习题2.3.1 图设流过电阻R 的电流为I1 3I I ?I 2?1A1A3 2 11 理想电流源1U R I 20?1V

27、 20V1 1 3P U I 20?1W 20W 取用1 1 1因为电流从+ 端流入,故为负载。2 理想电流源2U R I +R I 20?1+10?2V 40V2 1 3 2 2P U I 40?2W 80W 发出2 2 2因为电流从+ 端流出,故为电源。3 电阻R12 2P R I 20?1 W 20WR1 134 电阻R22 2P R I 10?2 W 40WR2 22校验功率平衡:80W 20W +20W +40W8图 8: 习题2.3.2 图2.3.2计算图8a 中的电流I 。3解 解 解 计 算 本 题 应 用 电 压 源 与 电 流 源 等 效 变 换 最 为 方 便 , 变 换

28、 后 的 电 路 如 图8b 所示。由此得2+1 3I A A1:2A1+0:5+1 2:51:2I A0:6A322.3.4计算图9中的电压U 。5解 解 解 图 9: 习题2.3.4 图R R 6?42 3R R + 0:6+ ?3?1;2;3 1R +R 6+42 3将U 和R 与U 和R 都化为电流源,如图9a 所示。1 1;2;3 4 49将图9a 化简为图9b 所示。其中I I +I 5+10A15AS S1 S2R R 3?0:2 31;2;3 4R ?0R +R 3+0:2 161;2;3 43R 45016I I ?15A A5 S3R +R 190 5+11645U R I 1? V 2:37V5 5 519法 法 流法 流 流 电 电 路电