电工电子技术基础习题参考答案第一章1-1题略(a)u=iR+Us(b)u=-iR+Us1-2题略解:设各支路参考电流I1、I2、I;参考电压UAB,电压源Us、电流源Is。
如图所示,联立方程。
I1+ I2-I=0 基尔霍夫电流定律:ΣI=0I1 R1+UAB-Us=0 基尔霍夫电压定律:ΣU=0UAB =I R2部分电路欧姆定律:U=I R参数代入I1+ 2-I=0I1 +UAB-2=0UAB=I解得I1=0I=2AUAB=2V所求电流I=2A。
1-3题略解:(1)设电压源Us1、电压源Us2。
如图所示,联立方程。
-I1+ I2-I3=0 基尔霍夫电流定律(节点A):ΣI=0-I1 R1+U3-US1=0 基尔霍夫电压定律(回路1):ΣU=0I2 R2+U3- Us2=0基尔霍夫电压定律(回路2):ΣU=0参数代入-0.003+ 0.001-I3=0-0.003·10000-30+U3=00.001·20000+U3- 80=0解得I3=- 2mAU3=60V(2)说明元件3是电源,电压源Us1、电阻R1、R2是负载输入功率,电压源Us2、元件3是输出功率。
(3)演算电路功率总输出功率:PO =PUS2+ P3=Us2·I2+(- I3)·U3=Us2·I2- I3·U3=80·0.001 -(- 0.002)·60 =80mW+120mW=200mW总输入功率:Pi=PUS1+ PR1+ PR2=Us1·I1+ I12·R1+ I22·R2=30·0.003 +(0.003)2·10000 +(0.001)2·20000=90mW +90mW+20mW=200mW电路功率演算结果:总输入功率等于总输入功率,功率平衡。
解:设各支路参考电流I1、I2;参考电压UA、参考电压UB,电压源Us1、电压源Us2、电压源Us3。
如图所示,联立方程。
I 1 R1+ I1R2+ Us2- Us1=0 基尔霍夫电压定律:ΣU=0I 1=(Us1- Us2)/(R1+ R2)=(6- 3)/(1+ 2)=1AU BA =I1R2+ Us2 =1×2 +3 =5VU B =Us3+I2R3=6+0×4 (因无电流回路,故电流I2=0)=6VU A =UB+ UAB =UB- UBA =6-5 =1V解:I=(6+2)/(2+3+1.5)=16/13 A U=U=6-I·1.5=6-(16/13)·1.5 AB=54/13 V解:R1=UAB/ I1=(UA- UB)/ I1 =(24 - 10)/(14·10-3)=1kΩI 3=I1- I2=14mA- 6mA=8mAR 2=UBC/ I3=(UB- UC)/ I3 =[10-(-6)] /(8·10-3)=2kΩ1-7 题略解:I1=15 /(2+2+1)=3AI 3=[3 /(4+2+3)]·I1=[3 /(4+2+3)]·3=1AU=I3·2=1·2=2V1-8 题略解:电阻R1的功率:P1=U2/R1则电阻的电压:UR1=(P1·R1)1/2=(48·3)1/2 =12V电阻R2的功率:P2=U2/R2=122/6=24W则电阻的电压:UR2=UR1=12V (并联电路电压处处相等)1-9 题略解:(a)Rab=5Ω(b)Rab=2Ω(c)1/Rab=1/ R1+1/ R5+1/ R2431/Rab=1/ 60+1/ 20+1/ 30 Rab=10Ω1-10 题略解:(a)R12=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R3=(3·3+ 3·3+ 3·3)/ 3 =9ΩR 23=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R1=(3·3+ 3·3+ 3·3)/ 3 =9ΩR 31=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R2=(3·3+ 3·3+ 3·3)/ 3 =9Ω(b) R12=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R3=(4·3+ 3·1+ 1·4)/ 1 =19ΩR 23=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R1=(4·3+ 3·1+ 1·4)/ 4 =19/4ΩR 31=(R1R2+ R2R3+ R3R1)/ R2=(4·3+ 3·1+ 1·4)/ 3 =19/3Ω(c) R1=R12R31/(R12+ R23+ R31)=(1/3)·1/(1/3+ 1/2+ 1)=2/11ΩR 2=R23R12/(R12+ R23+ R31)=(1/2)·(1/3)/(1/3+ 1/2+ 1)=1/11ΩR 3=R31R23/(R12+ R23+ R31)=1·(1/2)/(1/3+ 1/2+ 1)=3/11Ω(d) R1=R12R31/(R12+ R23+ R31)=5·5 /(5+ 5+ 5)=5/3ΩR 2=R23R12/(R12+ R23+ R31)=5·5 /(5+ 5+ 5)=5/3ΩR 3=R31R23/(R12+ R23+ R31)=5·5 /(5+ 5+ 5)5/3Ω1-11 题略解:设各支路参考电流I1、I2、I3、I4,电压源Us、电流源Is。
如图所示,联立方程。
I1R1+ I2R2-Us=0 基尔霍夫电压定律(回路1):ΣU=0- I2R2+ I3R3+ I4R4=0 基尔霍夫电压定律(回路2):ΣU=0U AC =I3R3(可省略列写)基尔霍夫电压定律(回路3):ΣU=0I1- I2- I3- Is=0 基尔霍夫电流定律(节点A):ΣI=0-I1 + I2+ I4=0 基尔霍夫电流定律(节点B):ΣI=0Is + I3 - I4=0 基尔霍夫电流定律(节点C):ΣI=0参数代入I1·4+ I2·2 - 6=0 4 I1+2 I2- 6=0- I2·2 + I3·6+ I4·3=0 -2 I2+ 6I3+ 3I4=0U AC =I3·6UAC=6I3I1- I2- I3- 6=0 I1- I2- I3- 6=0-I1 + I2+ I4=0 -I1+ I2+ I4=06 + I3 - I4=0 6 + I3- I4=0解得:I1= 69/31AI2=-45/31AI3=-72/31AI4= 114/31A 1-12 题略解:(1)当电压源Us单独作用时,如图(a),求各支路电流I1′、I2′、I3′等效原则:电压源短路,电流源开路I 1′=I2′=Us /(R1+ R2)=6 /(1+ 2)=2AI3′=0A(2)当电流源Is单独作用时,如图(b),求各支路电流I1〞、I2〞、I3〞I1〞=-Is·R2/(R1+ R2)=-3·2/(1+ 2)分流公式=-2A 参考方向与实际方向相反取“—”I 2〞=Is·R1/(R1+ R2)=3·1/(1+ 2)分流公式=1AI3〞=Is=3A(3)当电压源Us、电流源Is作用时,求各支路电流I1、I2、I3I1=I1′+ I1〞=2+(-2)=0AI 2=I2′+ I2〞=2+1=3AI 3=I3′+ I3〞=0+3=3A1-13 题略解:(1)当电压源Us单独作用时,如图(a),求电压Uab′。
等效原则:电压源短路,电流源开路U ab ′=-Uba′=- Us·R3/(R2+ R3)=- 6·5/(2+ 5)=-30/ 7 V(2)当电流源Is单独作用时,如图(b),求电压Uab〞。
IR3〞=Is·R2/(R2+ R3)=2·2/(2+ 5)=4/7AUab 〞=IR3〞·R3=(4/7)·5 =20/7V(3)当电压源Us、电流源Is作用时,求电压UabU ab =Uab′+ Uab〞=-30/ 7 +20/7=-10/ 7V1-14 题略解:(a)开路电压Uoc=6V;等效电阻Req=3Ω(b)开路电压Uoc等效电阻ReqReq=R1·(R2+R3)/[ R1+(R2+R3)]=1·(2+3)/[1+(2+3)]=5/6Ω(b)开路电压Uoc=2.5V;等效电阻Req=5/6Ω1-15 题略解:(a)当负载电阻RL与等效电阻Req相等时,在负载上可获得最大输出功率Pom负载电阻:RL=Req=10Ω负载电流:IL =UOC/(Req+ RL)=5/(10+10)=0.25A负载电压:UL =IL·RL=0.25·10=2.5V负载功率:Pom=UL ·IL=2.5·0.25=5/8=0.625W(b)(1)等效电阻:Req=RAB =R4R123/(R4+R123)=2·8/(2 +8)=1.6Ω(2)求开路电压UocR 34=R3+ R4=6+ 2=8ΩRCD =R2R34/(R2+ R34)=3·8/(3+8)= 24/11ΩRAD =R1+ RCD=6+24/11=90/11ΩI1=Us/ RAD=24/(90/11)=44/15AI3=I1·R2/(R2+ R34)=(44/15)·3/(3+ 8)=4/5A开路电压:Uoc=UBA =I3R3+ I1R1=(4/5)·6+(44/15)·6=112/5=22.4V(3)求负载功率当负载电阻RL与等效电阻Req相等时,在负载上可获得最大输出功率Pom负载电阻:RL=Req=1.6Ω负载电流:IL =UOC/(Req+ RL)=22.4/(1.6+1.6)=7A负载电压:UL =IL·RL=7·1.6=11.2V负载功率:Pom=UL ·IL=11.2·7=78.4W(c)(1)求等效电阻ReqR23=R2+ R3=4+ 6=10ΩR AD =R1R23/(R1+ R23)=10·10/(10+ 10)=5ΩReq=RAB =RAD+ R4=5+ 6=11Ω(2)求开路电压用支路电流法求各支路电流I1、I2、I3I1R1+ I1R2- I2R3-Us=0 I1·10+ I1·4- I2·6-10=0-I1-I2+I3=0 -I1-I2+2=0I 3=2 I3=2I1=1.1AI2=0.9AI3=2A开路电压UocUoc=UAB =UAC+ UCE+ UEB=I1R2- I2R3- I3R4=1.1·4- 0.9·6- 2·6 =-13V(3)求负载功率当负载电阻RL与等效电阻Req相等时,在负载上可获得最大输出功率Pom负载电阻:RL=Req=11Ω负载电流:IL =UOC/(Req+ RL)=-13/(11+11)=-0.59A负载电压:UL =IL·RL=-0.59·11=-6.49V负载功率:Pom=UL ·IL=(-6.49)·(-0.59)=3.83W第二章2-1 题略(1)解:由题图2-1可知,周期T=0.02s;频率f=1/T=1/0.02=50Hz;角频率ω=2πf=2·3.14·50=314 rad/s电压波形的初相角φu=+π/ 6 相对t=0时刻,超前30°。