电工学1-6章答案

练习题解答1.3.1求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。RS3V6Vabc[解]S闭合时，S断开时VVVabc6V,3V,0V.VVVabc6V,(63)V9V.下一题返回练习题集解：S闭合时VVVb3a333c330V410(12)V8V210410410(6)V4V2104101.3.2求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。S2kabc＋12V4k－6V4k2k下一题上一题返回练习题集[解]S断开时，VVV3a33b33c321012(126)V9V(2442)10(24)1012(126)V3V(2442)102106(126)V3V(2442)101.5.1试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的两电路：当R变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）的电压和电流有无影响？R变化时所造成的影响是什么？US+_R任何电路ISR任何电路（a）（b）解：对电路（a），因为凡与理想电压源并联的元件其两端电压均等于理想电压源的电压，故改变R不会影响虚线部分电路的电压，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电流。R的变化仅影响其本身的电流及理想电压源的电流。US+_R任何电路[解]对电路（b），因为凡与理想电流源串联的元件其电流均等于理想电流源的电流，故改变R不会影响虚线部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电压。R的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。ISR任何电路（b）下一题上一题返回练习题集S断开时，I2=IS=2A选取由US、R2和S组成的回路，利用KVL求得U=US－R2I2＝4VS闭合时，R2右端电位与US下端电位相同，R2两端电压等于US，故I2=US／R2=6A选取右上结点，利用KCL求得I=I2－IS＝4A1.6.1图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝2，R2＝1。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（不必用支路电流法）。US+_ISR1R2U+_IS[解]设通过R2的电流为I2。I2下一题上一题返回练习题集1.6.2图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝R2＝4。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（在图中注明所选的参考方向）。US+_ISR1R2SU+_I[解]设所求电压和电流的参考方向如图。S断开时，U＝14VS闭合时，I＝3.5A下一题上一题返回练习题集10V1.6.3求图示电路中通过恒压源的电流I1、I2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。+_I15+_240VI2[解]设2电阻上电流为I3，如图。I3该电阻与10V恒压源并联，故其上电压为10V，所以I3=(10／2)A=5A。右回路：5I1＋2I3－40=0，则I1=6A或外回路：5I1＋10－40=0，有I1=6A再用KCL求得I2=I1－I3=1A，左恒压源的功率P1＝240W，由于其电压和电流的实际方向符合电源关联参考方向，故起电源作用；右恒压源的功率P2＝10W，由于其电压和电流的实际方向符合负载关联参考方向，故起负载作用。下一题上一题返回练习题集左恒流源的功率P1＝40W，起电源作用；右恒流源的功率P2＝3W，起负载作用。1.6.4求图示电路中恒流源两端的电压U1、U2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。55A+_U1+_2U21AI+_U3设2电阻上电流为I，5电阻两端电压为U3如图。IUUUUU13213(51)A4A(24)V8V,(51)V5V(85)V3V下一题上一题返回练习题集[解]1.6.5试分析图示两电路中：(1)图(a)中的理想电压源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何种状态？(2)图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电压源处于何种状态？1V+_1AR(a)1V+_1AR(b)[解](a)当R＝1时理想电压源既不取用也不输出电功率;R1时，理想电压源输出电功率;R1时,理想电压源取用电功率。而理想电流源始终起电源作用。(b)当R＝1时理想电流源既不取用也不输出电功率;R1时,理想电流源输出电功率;R1时,理想电流源取用电功率。而理想电压源始终起电源作用。下一题上一题返回练习题集1.6.6图示电路已知US＝4V，IS1＝1A，R1＝2，R2＝5,R3＝2，R4＝4。试根据题1.5.1总结出的规律将电路简化后求出I4；根据题1.6.5总结出的规律，分析IS2输出和取用电功率的条件。US+_IS1R1R2IS2R3R4I4US+_IS1R2R4I4IS1R2R4I4URS2R2R4I4UIRSS2[解]I4＝1A当IS22A时，IS2起电源作用，输出电功率。当IS22A时，IS2起负载作用，取用电功率。下一题上一题返回练习题集[解]各支路和结点标于图中。ab联立方程，解得：I1＝－0.2AI2＝1.6AI3＝1.4A1.7.1用支路电流法求图中各支路电流，并说明US1和US2是起电源作用还是起负载作用。图中US1＝12V，US2＝15V，R1＝3，R2＝1.5,R3＝9。R3I3I1R1US1+_I2R2US2+_结点a:I1+I2－I3＝0回路:R2I2＋R3I3－US2＝0回路:R1I1＋R3I3－US1＝0下一题上一题返回练习题集联立方程，解得：I1＝2.5AI2＝0.5AI3＝2AI4＝－1A结点a:I1－I2－I3＝0结点b:I3－I4－IS＝0回路:R1I1＋R2I2－US＝0回路:－R2I2＋R3I3＋R4I4＝0（注意选取回路时避开理想电流源所在支路）1.7.2用支路电流法求图中各支路电流。R3ISR1US+_R2R46V22113A[解]各支路和结点标于图中。I2abI1I3I4下一题上一题返回练习题集1.8.1用叠加原理求图示电路中的电流I1和I2。IS10V25AR2I2I1R1US+_3[解]ISR2I’2I’1R1恒流源单独作用:RIIRR'21S123ARIIRR'12S122AR2I’’2I’’1R1US+_恒压源单独作用:UIIRR''''S12122AIIIIII'''111'''2221A4A下一题上一题返回练习题集[解]III'''8A恒压源单独作用UIRR''S345AR2I’’R1US+_R3R41.8.2用叠加原理求图示电路中的电流I。IS35V27AR2IR1US+_1R33R44恒流源单独作用RIIRR'3S343AR2I’R1ISR3R4下一题上一题返回练习题集[解]恒压源US＝16V单独作用时，1.8.3在图示电路中，当US＝16V时，Uab＝8V，试用叠加原理求US＝0时的Uab。IS1RRUS+_RaIS2bRUUR'abS4V4RRUS+_Rab+_Uab则US＝0时Uab的值可记做U’’ab应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果：UUU'''ababab4V下一题上一题返回练习题集1.8.4图示电路中，R2＝R3。当IS＝0时，I1＝2A,I2＝I3＝4A。求IS＝10A时的I1、I2和I3。ISR1US1+_US2+_R3R2I1I2I3[解]恒流源IS＝10A单独作用时，IRIIRRRIIRR'1'32S23'23S230A5A5AISR1R3R2I’1I’2I’3则三个电源共同作用时：III123(20)A2A(45)A1A(45)A9A下一题上一题返回练习题集[解]US的数值加倍则流通过R的电流亦应加倍，即为10A。1.8.5图示的虚线方框内是一个由线性电阻组成的任意的无源电路，现已知US＝6V时，通过R的电流为5A。若将US增加到12V，问通过R的电流是多少?RUS+_线性无源电路下一题上一题返回练习题集1.9.1用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。图中US＝10V，IS1＝3A，IS2＝5A，R1＝2，R2＝3，R3＝4。[解]IS1R1US+_R3R2IS2IS1R1UOC+_R3R2IS2将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为21V。R1R3R2有源二端网络的除源等效电阻RO为5。R0UeS+_+_USI用等效电压源代替有源二端网络，电流I为6.2A。下一题上一题返回练习题集1.9.2用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。[解]R3ISR1US1+_R2R46V22113A将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为1V。R3R1US+_R2R4UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为0.667。R3R1R2R4用等效电压源代替有源二端网络，UI为1V。R0UeS+_ISUI+_下一题上一题返回练习题集1.9.3用戴维宁定理求图示电路中的电流I2。[解]IS10V25AR2I2R1US+_3将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为20V。ISR1US+_UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为2。R1用等效电压源代替有源二端网络，I2为4A。R0UeS+_I2R2下一题上一题返回练习题集1.9.4用诺顿定理求图示电路中的电流I3。[解]R3I3R1US1+_R2US2+_将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其等效电流源ISC为14A。ISCR1US1+_R2US2+_有源二端网络的除源等效电阻RO为1。R1R2用等效电流源代替有源二端网络，I3为1.4A。R0ISCI3R3下一题上一题返回练习题集1.10.1某非线性电阻的伏安特性如图示,已知该电阻两端的电压为3V,求通过该电阻的电流及静态电阻和动态电阻。[解]I/AU/V01234512453URI1.5UrI1上一题返回练习题集【解】(1)求初始值由于S闭合前，电路已稳定，C相当于开路，i1=IS=1.5A。因此，根据换路定律，由换路前(S断开时)的电路，首先求得然后，根据，由换路后(S闭合时)的电路求得V6V)5.14()0(S1IRuCA3A)35.15.1()0()0()0(A3A26)0()0(A5.1A46)0()0(21S2211iiIiRuiRuiCCC返回练习题题集下一页下一题2.2.1在图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，试确定S闭合后电压uC和电流iC、i1、i2的初始值和稳态值。SI1i1R2RCi2iSCuΩ4A5.1Ω2C练习题解答(2)求稳态值C相当于开路。因此，首先求得然后，进一步求得A0)(iCV2V)5.04()()(A1A)05.05.1()()()(A5.0A)5.1242()(111S2S2121iRuiiIiIRRRiCC返回练习题题集上一页下一题返回练习题题集下一页下一题解】(1)求初始值S闭合前，电路已稳定，L相当于短路，R2两端的电压等于US，R2中的电流即iL。因此，根据换路定律，由换路前(S断开时)的电路，首先求得A3A412)0(1SRUuL然后，根据，由换路后(S闭合时)的电路求得A2.1A3644)0()0(A8.1A3646)0()0(21122121iRRRiiRRRiLL上一题2.2.2在图所示电路中，开关S闭合前电路已处于稳态，试确定S闭合后电压uL和电流iL、i1、i2的初始值和稳态值。Ω6SU1i1R2R2iSΩ4V12LuLLi(2)求稳态值L相当于短路，因此首先求得然后，进一步求得