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1、电工学习题讲解,1.5.1,在图1.01中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，今通过实验测量得知 I14A I26A I310A U1140V U2 90V U360 v U480V U530V (1)试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图); (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: (1)I1、U2、U4 均为负值，所以实际方向与参考方向相反；其他的物理参考方向与实际方向应该相同。 (2)元件1、2为电源；3、4、5为负载。,(3) P1 U1I1560W 0 吸收功率 P4U4I13
2、20W 0 吸收功率 P5U5I2180W 0 吸收功率 电源出发功率 P EP1+ P21100W 负载吸收功率 PP3+ P4+ P51100W 二者相等，功率平衡。,1.5.2,在图1.02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。,根据基尔霍夫电流定律列出 I1+ I2I30 3+4I30 得 I32mA I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电压定律可得,U3 (30+10x103x3x10-3)V60V 其次确定是电源还是负载: (1)从电压和电流实际方向判别： 电路元件3 电流
3、I3从“t”端流出，故为电源 80v元件 电流I2从“t”端流出，故为电源 30 v元件 电流I1从“t”端流入，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 PU3I3-120mW (负值)，故为电源； 80V元件: U2和I2的参考方向相反 PU2I280mW (正值)，故为电源； 30V元件: U1和I1的参考方向相同 PU1I190mW(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,电源发出功率 负载取用和电阻损耗功率 两者平衡。,1.5.11,图1.07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
4、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=200，R3100，这时， 满足 的电桥平衡条件， Uo 0。在 进行调测，如果测出(1) Uo =+1；(2) Uo =-1。 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。,2.1.1,在图2.01所示的电路中，E=6V，R1=6，R2=3， R3=4， R4=3，R5=1。试求I3和I4。 解：本题通过电阻的串联和并联可化为单回路电路计算。R1和R4并联而后与R3串联，得出的等效电阻R134和R2并联，最后
5、与电源及R5组成单回路电路，于是得出电源中电流,而后应用分流公式得出I3和I4：,I4的实际方向与图中的参考方向相反。,2.2.2,将图2.10所示的电路变换为等效Y形联结，三个等效电阻各为多少?图中各个电阻均为R。,2.3.3,计算图2.13(a)中的电流I3 。 解： 计算本题应用 电压源与电流源 等效变换最为方便， 变换后的电路如图(b) 所示， 由此得,2.4.2,试用支路电流法和结点电压法求图2.17所示电路 中的各支路电流，并求三个电源的输出功率和负载 电阻RL取用的功率。两个电压源的内阻分别为 0.8和0.4。,(1)用支路电流法计算本题有四个支路电流，其中一个是 已知的，故列出
6、三个方程即可，即 解之，得 I19.38A I28.75A I328.13A,解：,(2)用结点电压法计算 而后按各支路电流的参考方向应用有源电路的欧姆定律可求得,(3)计算功率 三个电源的输出功率分别为 负载电阻RL取用的功率为 两者平衡。,2.6.1,在图2.20中，(1)当将开关S合在a点时，求电流I1，I2和 I3；(2)当将开关S合在b点时，利用(1)的结果，用叠加定 理计算电流和I1，I2和I3。,解：,(1)当将开关s合在a点时，应用结点电压法计算：,(2)当将开关s合在b点时，应用叠加定理计 算。在图(b)中是20v电源单独作用时的电路，其中各电流为 130v和120v两个电源
7、共同作用(20v电源除去)时的各电流即为(1)中的电流，于是得出,2.6.3,电路如图2.21(a)所示,E=12V,R1R2=R3R4 , Uab 10V。若将理想电压源除去后图(b),试问这时 Uab等于多少?,解：,将图(a)分为图(b)和图(c)两个叠加的电路，则应有 因 故,2.7.5,用戴维宁定理计算图(a)所示电路中的电流I。,解：,(1)用戴维宁定理将图(a)化成等效电源，如图(b)所示。 (2)由图(c)计算等效电源的电动势E，即开路电压U0 (3)由图(d)计算等效电源的内阻R0。 (4)由图(b)计算电流I,2.7.9,电路如图(a)所示。当R40时，I2A。求当R90时
8、，I等于多少?,解：,把电路ab以左部分等效为一个电压源，如图(b)所示， 则得 R0由图(c)求出，即 所以 当R90时，,2.7.10,试求图2.31所示电路中的电流I。 解: 用戴维宁定理计算。 (1)求ab间的开路电压U0。 a点电位Ua。 可用结点电压法计算,b点电位 (2)求ab间开路后其间的等效内阻R0 将电压源短路后可见，右边三个6K电阻并联，左边 2K、6K、3K个电阻也并联，而后两者串联。 即得,(3)求电源I 2.8.2 试求图2.34所示电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。,解： 将图所示的电路开路(图(a)和短路(图(b)，分别 求开 路电压U0和短路电流IS，而后计
9、算等效内阻R0。 电路开路， I0受控电流源的电流0.5I0，相当于断开。 由图(a)，U0=10V。,电路短路，因IS的参考方向选得与I的相反，所以受控 电流源的电流参考方向随着改变。 由图(b)列出 等效内阻为 由U0,IS,R0可画出戴维宁等效电路和诺顿等效电路。,3.2.2,图3.02所示电路在换路前处于稳态，试求换路后iL， uC和iS的初始值和稳态值。 解:,30电阻被短接，其中电流的初始值为零。,3.3.3,电路如图3.33所示，在开关S闭合前电路己处于稳态，求开关闭合后的电压UC。 解:,式中,3.4.3,电路如图339所示，换路前已处于稳态，试求换路后 (t0)的UC 解:
10、本题应用三要素法计算 (1)确定初始值,(2)确定稳态值 (3)确定时间常数 将理想电流源开路，理想电压源短路，从电容元件两端看进去的等效电阻为 于是得出,3.4.4 有一RC电路图(a)，其输入电压如图(b)所示。设脉冲宽度T=RC。试求负脉冲的幅度U-等于多大才能在t2T时使UC0。设UC(0-)0。,解：由tO到t=T期间 由tT到t=2T期间 t=2T时，UCO, 即,3.6.1,在图3.3.13中，R12，R21，L10.01H,U=6V。(1)试求S1闭合后电路中电流i1和i2的变化规律； (2)当S1闭合后电路到达稳定状态时再闭合S2，试求i1 和i2的变化规律。,解： (1)当开关S1闭合前，i1(0-)=i2(0-)=0，故以零状态 响应计算，即 式中： 故 电路到达稳态时，,(2)到达稳态时闭合S2后，i1(0+)=i2(0+)2A。闭合S2后 到达稳态时 时间常数分别为 于是得出,3.6.2,电路如图所示，在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置扳到2的位置后，试求iL和i。 解: (1)确定初始值,在此注意， i(0+) i(0-) i(0+)由基尔霍夫电压定律计算，即,(2)确定稳态值 (3)确定时间常数 于是得,