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大二电工学课后习题第五章答案(1)

2017-05-08 07:10:25 来源网站: 百味书屋

篇一:电工学1答案(1)

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

负载吸收的功率:P吸=20I1+6I22+20I3=394W

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。 解:⑴IN?PNU20050??4A RL?N??12.5? UN50IN422

⑵ UOC?US?UN?IN?R0?50+4?0.5 = 52V

⑶ ISC?US52??104A

R00.5

图1-39 习题1-1图图1-40 习题1-2图

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的电1102

?1512.5? 压,所以阻值R?8

1102

?8W 该电阻的瓦数PR?R

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

则 313.6?RP??0.714?

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)(b)

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

?484? 解:⑴白炽灯电阻 RL?100

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

?I?217.8V 电灯的实际工作电压 U灯?484

电灯的实际功率P灯?484?I2?98.01W

2202

?24.2? ⑵电阻炉的阻值R1?2000

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?212.52V

电灯的实际功率P灯?2U灯RL?93.31W

212.522

⑶负载总功率 P?93.31??195.906W2 24.2

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?

解:当负载为20Ω时的端电压U=200?20?10?181.8V 200?20

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?10

2?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

2

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:电工课后习题答案

各章综合练习参考答案

第一章综合练习参考答案

1-1 题图电路中,若各电压、电流的参考方向如图所示,并知I1=2A,I2=1A,I3=-1A,U1=1V,U2=-3V,U3=8V,U4=-4V,U5=7V,U6=-3V。试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。

解:如图所示:

题1-1图

1-2 已知某元件上的电流、电压如题图所示,试分别求出元件所消耗的功率,并说明此元件是电源还是负载?

解:P(a)=UI=1×1=1W>0 负载 P(b)=-UI=-1×1=-1W<0 电源

题1-2图

1-3 在一个电路中如何判断哪些元件是电源?哪些是负载?

解:根据元件产生的功率来判断,若功率计算结果为正,说明电路消耗功率,为负载,若计算结果为负,说明电路产生(输出)功率,为电源。

1

1-4 如题图所示电路,已知R1=R2=R3=R4=2Ω,U2=2V,求: (1) I、U1、U3、U4、UAC;

(2) 比较A、B、C、D、E各点电位的高低。

题1-4图

解:(1) I= -U2/R2=-2/2 = -1A U1=I×R1=-1×2 = -2V U3=I×R3=-1×2 = -2V U4=I×R4=-1×2= -2V UAC=U1-U2= -2-2=-4V (2) VA<VB<VC<VD<VE

1-5 已知某实际电压源的电动势US=20V,其内阻R0=4Ω,则其等效电流源的电流和内阻各为多少?

解:I=US/R0=20/4=5A r=R0=4Ω

1-6 请标出100Ω色环标注电阻的色环颜色。

解:如果是四色环、误差±1%,色环颜色为棕、黑、棕、棕。

1-7 可否用1/2W电阻取代同阻值的1/8W电阻?电路的耗电量是否会增大? 解:可以,电路的耗电量不变。

1-8电解电容器的正负极标记不清时应如何判别?为什么电解电容器的正负极不能接反?

解:(1) 外观判别:根据引线长短,长引线为正极,短引线为负极。(2)用万用表判别:电解电容器具有正向漏电电阻大于反向漏电电阻的特点。方法:万用表调至R*1K或R*10K档,交换红、黑表笔测量电容器两次,以漏电电阻大的一次为准,黑表笔所接的就是电解电容器正极,红表笔所接的为负极。

正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的,会电解出H2来而不会形成氧化膜,另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜,反接时漏电流很大,短时间内电容器内部就会发热,破坏氧化膜,随即损坏。

1-9 维修电器设备时,在切断电源开关后,着手进行检修时,要对电路上高压电容器进行放电,以保证人身安全,放电的方法是怎样?

解:用万用表表棒或其他导体将电容器的两只管脚短接。 2

1-10 如何用万用表测量电感器的好坏?

解:用指针式万用表的R×1Ω挡测量电感器的阻值,测其电阻值极小(一般为零)则说明电感器基本正常;若测量电阻为∞,则说明电感器已经开路损坏。

1-11 有两只灯泡,一只是110V、100W,另一只是110V、40W,试问: (1) 哪一只灯泡的电阻较大?

(2) 如将两只灯泡串联接在220V的线路上,哪一只灯泡所承受的电压大于额定值?此时会发生什么现象?

(3) 如将两只灯泡并联在110V的线路中,哪一只灯泡较亮? 解:(1) 由P=U2/R知,40W灯泡电阻大。

(2) 由串联电阻分压可知,40W灯泡承受电压大于额定值。现象为40W灯泡可能烧坏,导致电路断路,最终两只灯泡都不亮。

(3) 100W灯泡较亮。

1-12 一只110V/8W的指示灯,欲接到220V的电源上使用,为使灯泡安全工作,应串联多大的分压电阻?该电阻的功率应为多大?

解:指示灯内阻R=U2/P=1102/8=1512.5Ω 分压电阻R1=R=1512.5Ω 分压电阻的功率P1=P=8W

1-13 额定值为220V/100W和220V/40W的两个灯泡并联接在220V的电源上使用。问: (1) 它们实际消耗的功率为多少?是否等于额定值?为什么? (2) 如果将它们串联接在220V的电源上使用,结果又将如何?

解:(1) 实际消耗的功率分别为各自的额定功率100W、40W;因为两只灯泡并联在电路中,其两端电压等于额定电压,电阻不变,则其消耗的功率为额定功率。

(2) 若串联在电路中,两只灯泡消耗的功率不等于其额定功率,因为其两端电压不是额定电压。实际消耗功率如下:

100W灯泡内阻 R1=U2/P=2202/100=484Ω 40W灯泡内阻 R2=2202/40=1210Ω

串联电路电流 I=U/(R1+R2)=220/(1210+484)=0.13A 100W灯泡消耗的功率 P1=I2R1=0.132×484=8.16W 40W灯泡消耗的功率 P2=I2R2=0.132×1210=20.41W

1-14 求题图所示的各电路中未知电流。 解:由基尔霍夫电流定律可知 I=3+5+4-2=10A I1=2-10=-8A

I2=10- (-8) -2=16A

3

题1-14图

1-15 电路如题图所示,试求: (1) 电流I;(2) 电压UAB、UBC。

题1-15图

解:(1) I=(20-4+5)/(1+2+3+4)=2.1A (2) UAB=I+4=6.1V UBC =5I=10.5V

1-16 求题图电路中各元件的功率。

题1-16图

解:电阻元件P=0.52×2=0.5W 电压源P=1×0.5=0.5W

电流源P=-0.5×(0.5×2+1)=1W

1.17 电路如题图所示,已知I1=3mA,I2=4mA,试确定元件A的电流I3及其两端的电压U3,并说明是电源还是负载?

解:I3+I1=I2, I3=1mA U3=5I1+10=25V P3= U3 I3>0,负载 4

题1-17图

1-18 利用KCL、KVL求解题图电路中的电压U。

I I1

题1-18图

解:(a) 20I+80I-10=0,I=0.1A,U=80I=8V (b) I1=8-U/4,U= 2//2×I1+2=2//2×(8-U/4)+2 U=8V

1-19 求题图所示电路中的I、U。

题1-19图

解:2I-4 +(I-2)×2=0,I=2A U=2×1+2×2=6V

1-20 在题图所示的电路中,分别计算开关S闭合和打开两种情况下A点的电位。

题1-20图

5

篇三:电工学少学时1-4章课后习题答案


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