电工学(少学时)张南编第一章答案

1-11-1题～1-5题，根据题意，画出电路，通过求解，进一步增强电源、负载、额定值的概念。1-6：在图1-63中，d点为参考点，即其电位Vd=0，求a、b、c三点的电位Va、Vb、Vc。20V+-20图1-63题1-61050V1020+-dcbaI解：根据电位与电压的关系：aadbbdccdVU,VU,VU要求电压：需求电流：0.5(A)6030201020102050I。根据电压降准则：aadbbdccdVU10(I)5010(0.5)5045(V)VU20(I)10(I)5030(0.5)5035(V)VU20I200.510(V)1-7：在图1-64中，已知R1=R2=5，求电位Va、Vb、Vc。01图1-64题1-782+-daI6+-b36V24Vc41R2R解：根据电位与电压的关系：Va=Uao，Vb=Ubo，Vc=Uco，求电压需求电流：2(A)30602610482436I。根据电压降准则：。20(V)24424)(2)I(UV。(V)236)34(36)548(IUV。(V)2036)82(368)I(UVcocbobaoa1-8：在图1-64中，b为电位器移动触点的引出端。试问R1和R2为何值时，b点电位等于零？解：1-2)6(410R10R)4(16)/2(24R24)(2)6(RI0UV2122bob1-9：求图1-65中的电压Uab16V+-10415图1-65题1-9610V+-30V+-9V+-baabURcd解：本题不限方法，首先进行化简。Ｒ中无电流，电压降为零，图1-65化简为图1-65-1，设参考点O，Uab=Uao–Ubo，求Uao。可用多种方法：16V+-10415图1-65-1610V+-30V+-9V+-baabUo(1)叠加法求Uao，除源求Rao；(2)结点法求Uao，除源求Rao；(3)把电压源转换为电流源，电流源合并，最后把电流源再转换为电压源，如图1-65-2所示。(4)用KVL求回路电流，再用电压降准则求出Uao，除源求Rao。同样，用上面的思路求Ubo，图1-65-2已经是简单电路了，Uab不难求出。1-3+-2.46+-bao22V6VabU+-图1-65-22.46+-bao22V6VabU1-10：求图1-66中的电压Ucd。在图1-66的4Ω与6V的连结处插入点m，根据电压降准则：cdcaammbbdcambbdamcdUUUUUU3V;U6V;U12VU4I1266ambaI0.5(A)8412U30.546(12)1(V)解：在回路中图1-66题1-1084+-I+-+-cbadm++--12V6V3V12V1-11：求图1-67中两个电源的电流以及导线ab的电流。1kΩ图1-67题1-114kΩ12V+-9V+-1I''1I''2I2I'2I3kΩ2kΩ4kΩ6kΩ'1Iba解：此题主要为了练习KCL、及KVL。Iab的正方向是从a流向b。画出各支路电流的实际方向。1-41(mA)1)(2III10(mA)91III9(mA)19I1(mA)369I5(mA)III2(mA)4212I3(mA)412I''2''1ab'2''22'2''2''1'11''1'11-12：用支路电流法求图1-68各支路中的电流。解：在图上标注各支路电流正方向，插入a、b、c、d四点，选定两个回路（两个网孔），标注回路绕行方向。45V+-2图1-68题1-121063+-acbd1sU2sU1070V1I3I2I11R21R12R22R3R列a结点的KCL：321III……………………………(1)在acba回路：0)R(I)U()R(I)RI(111s112133……(2)在acda回路：0)R(I)U()R(I)RI(212s222233……(3)代入各电阻、电源数值。联立求解(1)(2)(3)方程得：123I2A,I3A,I5A。1-13：求图1-69中开关断开和闭合时的电压Uab。1-52020图1-69题1-13550V+-80V+-ba2sU1sU3R1R2R该题若用结点电压法求解很方便，若用其他方法求解都比结点电压法烦，比较如下：结点法求解：开关断开时：s1s212ab12UU5080RR520U24(V)1111RR520开关接通时：s1s212ab123UU5080RR520U20(V)111111RRR52020其他方法求解：开关断开时：ab'ababUUUUS1作用，US2除源，40(V)2020550U'ab（方向↓）US2作用，US1除源，16(V)552080Uab（方向↑）故abU40(16)24(V)开关闭合时：图1-69改画为图1-69-11-62020图1-69-1550V+-80V+-ba2sU1sU3R1R2R2I3I1Icd在图1-69-1上标注各电流正方向并插入c、d两点。选定两个回路（两个网孔），标注回路绕行方向。列a结点的KCL：321III………………………………(1)在cbac回路中：11s1s222(-R)IUUI0R……………(2)在dbad回路中；33s222RIUI0R…………………(3)代入各电阻、电源数值，联立求解(1)(2)(3)方程得：123I6A,I5A,I1A故：ab33UI12020(V)R1-14：用叠加原理求图1-68中各支路电流。45V+-2图1-68题1-141063+-1sU2sU1070V1I3I2I11R21R12R22R3R解：方法已限定，只能按照叠加原理三步法进行。第一步：在图1-68中，标注各支路电流的正方向：第二步：画出两个源单独作用的分图：s1U作用，s2U除源分图为1-68-1，在分图1-68-1上求各分电流大小及确定各分电流实际流向。s2U作用，s1U除源分图为1-68-2，在分图1-68-2上求各分电流大小及确定各分电流实际流向。1-72图1-68-11063+-1sU1070V11R21R12R22R3R'2I'3I'1I45V+-2图1-68-210632sU1011R21R12R22R3R''1I''3I''2I。1.0862064.678I。3.6620204.678I。4.6783(6//20)245I。1.68(A)5663.08I。1.4(A)5653.08I。3.08(A)10(6//5)1070I'1''3''2'2'3'1第三步：叠加：）（）（）（）（AIII208.108.3111）（）（）（）（AIII368.468.1222）（）（）（AIII56.34.13331-15：此题与1-14基本相同，方法已限定，只能按照叠加原理三步法进行。第一步：待求电流的正方向已经给出，无须假设。第二步：画出两个源单独作用的分图，在各分图上，求各分电流的大小及确定各分电流实际流向30V作用，90V除源：)(1AI'90V作用，30V除源：)(3AI''第三步：叠加2(A)3)(1III'''1-16：用电源变换法求图1-71中的电流I。1-8I1R2R3R4R5R6R7R8R222523446A20V+-abcdef图1-71题1-16解：此题方法已限，尽管元件多，支路多，但可以逐步化简，化简准则见前述。为了说明方便，在图1-71上标注电阻代号。（1）R1对6A而言可短接之，6A与R2的并接可变换为电压源。如图1-71-1所示。I2R3R4R5R6R7R8R225234412V20V+-abcdef+-图1-71-1（2）R2与R3相加，把电压源用电流源换之，R4与20V也用电流源换之，如图1-71-2所示：I23R4R5R6R7R8R2543443A5Acdfe图1-71-2（3）电流源代数相加，R23与R4并联，如图1-71-3所示：I5R6R7R8R252342A''I'I图1-71-31-9利用分流公式求出I：I=220.6224//53（）（A）再利用一次分流公式求出I：I=I440.60.24812（A）1-17用电源变换法求图1-72中的电压Ucd1R2R3R4R5R18341010A20V+-abcd+-cdU3A图1-72题1-17解：此题与1-16题相似，方法限定，元件多，支路多，使用化简准则逐步化简。为说明方便，在图上标注元件代号。（1）处理R1、R2及R3：'123R(RR)//R2图1-72变为图1-72-1；'R4R5R821010A20V+-abcd+-cdU3A图1-72-1（2）把10A、2Ω及3A、10Ω两个电流源转换为电压源，如图1-72-2所示：5R821020V+-abcd+-cdU20V+-30V+-I图1-72-21-10（3）图1-72-2电路，已经变为简单电路，根据KVL：I=8210202030=2030=1.5（A）（4）求cdU：cd5UI1.5812R（V）1-18用戴维宁定理求图1-73中电流IO310V+-2A+-I20V5A36图1-73题1-18解：按照等效电源解题三步法：第一步：除待求支路（6）产生a，b两点，余者为有源二端网络如图1-73-1所示。310V+-2A+-20V5A3ab图1-73-1第二步：把有源二端网络等效为电压源[SabU=U；oabRR]，根据化简准则④（电压源除之），图1-73-1变为图1-73-2，把（5A、3）、（2A、3）分别化为电压源，合并后如图1-73-3所示。在图1-73-3中，Uab=15-6=9（V），Rab=3+3=6（），画出电压源的模型，如图1-73-4所示。1-11ab315V+--+36V32A5A3ba9V+-I6absUOR6图1-73-4图1-73-2图1-73-3第三步：接进待求支路（6），求出电流I：9I=0.75(A)6+6注：也可以用叠加原理求Uab：''''''''''abababababUU+U+U+U1-19：用戴维南定理求图1-74中电流Ｉ。210V+-+-I12V6621+-30V210V+-+-'I12V6ab1R62+-30V2R3R4Ro图1-74题1-19图1-74-1解：按照等效电源解题三步法求解如下：第一步：移去待求支路（1），产生a，b两点，余者为有源二端网络如图1-74-1所示。第二步：把有源二端网络等效为电压源模型［Uab=Us；Rab=R0］。为方便说明，在图1-74-1上标注电阻代号。（1）Uab=Uao-Ubo，欲求Uao、Ubo，关键是合理选择参考点位置，设O点为参考。Uao=)(666612RR12221VR要求Ubo，必求通过R4的电流I′，求电流需找回路，在bob回路中。)(24812103043ARRIUbo=-I′R5-10=-14（V）（电压降准则）故：Uab=Uao－Ubo=6－(-14)=20（V）（2）除源求RabRab=(R1∥R2)+(R3∥R4)=(6∥6)+(2∥2)=4（Ω）画出实际电压源模型［Uab=Us；Rab=R0］，如图1-74-2所示：1-1220V+-I4