篇一:《电工技术》田葳版课后习题答案
第一章电路的基本概念和基本定律
习题解答
1-1 在图1-39所示的电路中,若I1=4A,I2=5A,请计算I3、U2的值;若I1=4A,I2=3A,请计算I3、U2、U1的值,判断哪些元件是电源?哪些是负载?并验证功率是否平衡。
解:对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A 在右边的回路中,应用KVL得6?I2+20?I3= U2,所以U2=50V 同理,若I1=4A,I2=3A,利用KCL和KVL得I3= -1A,U2= -2V 在左边的回路中,应用KVL得20?I1+6?I2= U1,所以U1=98V。 U1,U2都是电源。
电源发出的功率:P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W
I
负载吸收的功率:P吸=20I1+6I2+203=394W
2
2
2
二者相等,整个电路功率平衡。
1-2 有一直流电压源,其额定功率PN=200W,额定电压UN=50V,内阻Ro=0.5Ω,负载电阻RL可以调节,其电路如图1-40所示。试求:⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小;⑵开路状态下的电源端电压;⑶电源短路状态下的电流。
IN?
PNU20050
??4ARL?N??12.5?UN50IN4
解:⑴ ⑵
UOC?US?UN?IN?R0?
50+4?0.5 = 52V
ISC?
⑶
US52
??104AR00.5
题1-2图
图
1-39 习题
1-1图
图1-40 习
1-3 一只110V、8W的指示灯,现在要接在220V的电源上,问要串多大阻值的电阻?该电阻的瓦数为多大?
解:若串联一个电阻R后,指示灯仍工作在额定状态,电阻R应分去110V的
1102R??1512.5?
8电压,所以阻值 1102
PR??8W
R该电阻的瓦数
1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。设电机励磁绕组的电阻为315Ω,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0.35~0.7A的范围内变动,试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻
器:⑴1000Ω 0.5A; ⑵350Ω 0.5A;⑶200Ω 1A;⑷350Ω 1A; 图1-41 习题1-4
图
解:要求励磁电流在0.35~0.7A的范围内变动,则应有
0.35?
220
?0.7
315?RP
.6?RP??0.714? 则 313
取 314?RP?0?
同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A 综上所以选择第四个变阻器。
1-5有一电感元件,L=2H,电压u的波形如图1-42b所示,已知i(0)=0,求t在0到3秒期间的电流i,并画出波形图。
解:
eL
(a)
图1-42 习题1-5图
1-6有一电容元件,C=2μF,电路中电压uC的波形如图1-43b所示,已知uC=20exp(-t)V,求iC,并画出其波形图。
(a)(b)
图1-43 习题1-6图
1-7 某照明电路中已知电源的电动势E=220V,内阻R=0.2Ω,线路电阻Rl=0.3×2Ω,负载为一只额定值为220V、100W的白炽灯,试求:
⑴电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流;
⑵若将电灯两端再并联接上一只额定值为220V、2kW的电阻炉时,求此时的电源端电压及电灯的实际工作电压、功率及电源总电流;
⑶负载总功率P。当负载增大时,总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端及负载端的电压如何变化?
2202
RL??484?
100解:⑴白炽灯电阻
电路中的电流
I?
220
?0.45A
0.2?0.6?484
电源端电压 U?(0.6?484)?I?218.07V 电灯的实际工作电压 电灯的实际功率
U灯?484?I?217.8V
P灯?484?I2?98.01W
2202R1??24.2?
2000⑵电阻炉的阻值
电路中的电流
I?
220
?9.22A
0.2?0.6?484//24.2
电源端电压 U?(0.6?484//24.2)?I?218.05V 电灯的实际工作电压
U灯?484//24.2?I?212.52VP灯?
2U灯
电灯的实际功率
RL
?93.31W
212.522
P?93.31??195.906W2
24.2⑶负载总功率
当负载增大时,线路中电流、负载功率变大;总的负载电阻变小;电源端及负载端的电压基本不变。
1-8某电流源的电激流IS=10A,内阻为200Ω,求负载电阻为20Ω时的端电压,若负载电阻为200Ω,则端电压又为多少?
200?20
?10?181.8V
200?20解:当负载为20Ω时的端电压U=
若负载电阻为200Ω,则端电压U=100?10?1000V
1-9 求图1-44所示电路中电阻的电流及其两端的电压,并求图1-44a中电压源的电流及图1-44 b中电流源的电压,判断两图中的电压源和电流源分别起电源作用还是负载作用。
解:图1-44a中,IR?2A,UR?2V,电压源的电流I?2A。电压源起电源作用,电流源也起电源作用。
图1-44b中,IR?1A,UR?1V,电流源的电压U?1V。电压源起负载作用,电流源起电源作用。
1-10 图1-45中,已知I= 4A,I1=1A,I4=2A,试求电流I2,I3,I5和I6。 解:由KCL得,I6 = I= 4A
I2+ I4= I6,则I2=2A I1+ I3= I, 则I3=3A I5+ I2= I1,则I5
= -1A
(a)(b)
图1-44 习题1-9图图1-45 习题1-10图
1-11 求图1-46所示电路中通过电压源的电流I2、电流源两端的电压及电压源和电流源的功率。
解:
I2?
102?6,则I2=1A
电流源两端的电压 U?6?4?10?34V
P电流源=?6?34?204W P电压源=10?1?10W
1-12 图1-47所示电路中,求U1、U2及电流源、电压源各自的功率。 解: U1?2?3?2?(3?2)?2?6V U2?2?(3?2)?2?5?2??10V 电流源的功率 P2A?2?U2??20W P3A??3?U1??18W
电压源的功率
P2V??2?(3?2)??2W
5Ω2
图1-46 习题1-11图
图1-47 习题1-12图
1-13 用等效变换法求图1-48的等效电源。
(a) (b) (c)
图1-48 习题1-13图
解:根据等效变换的方法可求出上面电路的等效电源见下图:
篇二:《电工学》秦曾煌第六版上下册课后答案
1 电路的基本概念与定律
1.5 电源有载工作、开路与短路
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
I1 = ?4A U1 = 140V U4 = ?
I2 = 6A U2 = ?90V U5 =
I3 = 10A U3 = 60V
30V
1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。 80V
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]:
2 元件1,2为电源;3,4,5为负载。 3
P1 = U1I1 = 140 × (?4)W = ?560W P2 = U2I2 = (?90) × 6W = ?540W P3 = U3I3 = 60 × 10W = 600W P4 = U4I1 = (?80) × (?4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 × 6W = 180W
电 源 发 出 功 率 PE=
P1 + P2 = 1100W
负载取用功率 两者平衡 1.5.2
P = P3 + P4 + P5 = 1100W
在图2中,已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端 电压U3,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。
[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出
图 2: 习题1.5.2图
?I1 + I2 ? I3 = 0 ?3 + 1 ? I3 = 0
可求得I3 = ?2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得
U3 = (30 + 10 × 103 × 3 × 10?3 )V = 60V
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 80V元件 30V元件
电流I3 从“+”端流出,故为电源; 电流I2 从“+”端流出,故为电源; 电流I1 从“+”端流出,故为负载。
2 从电压和电流的参考方向判别: 电路元件3
U3 和I3的参考方向相同P = U3 I3 = 60 × (?2) × 10?3W =
?120 × 10?3W (负值),故为电源;
80V元 件 U2 和I2的 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 × 1 × 10?3W=
80 × 10?3W (正值),故为电源; 30V元件
U1 和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 × 3 × 10?3 W = 90 ×
10?3W (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:
2
PR1 = R1I1 = 10 × 3 2mW = 90mW 2 PR2 = R2I2 = 20 × 1 2mW = 20mW
电源发出功率:
PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW
负载取用和电阻损耗功率:
2 P = U1I1 + R1 I 2 1 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW
两者平衡 1.5.3
有一直流电源,其额定功率PN= 200W ,额定电压UN= 50V 。内阻R0= 0.5?,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]
(1) 额定电流IN =
50 UPN 200 = A = 4A, 负载电阻R = N= = 12.5?
IN UN 50 4
(2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 × 0.5)V = 52V
E 52
= A = 104A (3) 电源短路电流IS =
R0 0.5 1.5.4
有一台直流稳压电源,其额定输出电压为30V ,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
U0 ? UN= 0.1%),试求该电源的内阻。
(即?U =
UN
[解] 电源空载电压U0 即为其电动势E,故可先求出U0 ,而后由U = E ? R0I ,求 内阻R0。
U0 ? UN
= ?U
UN U0 ? 30
= 0.1 %
30
由此得
U0 = E = 30.03V
再由
U = E ? R0I
30= 30.03 ? R0 × 2
得出
R0 = 0.015?
1.5.6
一只110V 、8W 的指示灯,现在要接在380V 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] 由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN 和电阻RN :
IN =
PN 8
= A = 0.073A N 110
UN 110
= ? = 1507? RN = IN 0.073
在380V 电源上指示灯仍保持110V 额定电压,所串电阻
U ? UN380 ? 110? = 3700? R = =
IN 0.073 其额定功率
22
PN = RI N = 3700 × (0.073)W = 19.6W
故可选用额定值为3.7K ?、20W 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If 的电路。设电机励磁绕组 的电阻为315?,其额定电压为220V ,如果要求励磁电流在0.35 ~ 0.7A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] 当R = 0时
当I = 0.35A时
I =
220
= 0.7A 315
220
R + 315 = = 630?
0.35
R = (630 ? 315) = 315?
因此,只能选用350?、1A的变阻器。
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。Rx是电阻应变片,粘附 在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx的阻值随之而改变,这 反映在输出信号Uo 上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100?,R1 = R2 =
R1Rx
200?,R3 = 100?,这时满足= 的电桥平衡条件,Uo = 0。在进行测量
R3 R2
时,如果测出:
(1) Uo = +1mV ;(2) Uo = ?1mV ;试计算两种情况下的?Rx。Uo 极性的改 变反映了什么?设电源电压U 是直流3V 。
[解] (1) Uo = +1mV
图 4: 习题1.5.11图
应用基尔霍夫电压定律可列出:
或
Uab + Ubd + Uda = 0 Uab + Uo ? Uad = 0
U U
Rx + Uo ?= 0
Rx + R3 2
3Rx + 0.001 ? 1.5= 0 Rx + 100
篇三:电工学 部分习题答案 吉培荣 中国电力出版社
第一章 1.如习题
4-3
图
(a)所示电容中电流i的波形如图(b)所示,已知uC(0)=0,试求t=1s,t=2s和t=4s时电容电压uC。
2.求习题5-17图所示各电路的等效电阻Rab,其中,R1=R2=1Ω,R3=R4=2Ω,R5=4Ω,G1=G2=IS,R=2Ω。
3. 试列出图所示电路的节点方程
4.在图所示电路中,已知US1=60V,US2=55V,IS=20A,R1=0.5Ω,R2=0.8Ω,R3=1Ω,R4=1Ω,R5=2Ω,R6=3Ω,求各支路电流和电流源IS发出的功率。
第二章
1.图所示电路中,开关S闭合前,电容C1和C2上的电压为零,即Uc1(0-)=Uc2(0-)=0,在t=0时,开关S闭合,电路接入U=10V的电源。试求电流i和电容C2上的电压Uc2。
2.
如图
(a)、(b)所示电路中开关S在t=0时动作,试求电路在t=0+时刻电压、电流的初始值。
《电工学下册课后答案》出自:百味书屋
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