当前位置:文档之家› 电工学课后习题解答

电工学课后习题解答

第1章 习题解答(部分)1.5.3 有一直流电源,其额定功率P N =200 W ,额定电压U N =50 V ,内阻只RN =0.5Ω,负载电阻R0可以调节,其电路如图所示。

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,分析 电源的额定值有额定功率P N 。

额定电压U N 和额定电流I N 。

三者间的关系为 P N =U N I N 。

额定电压U N 是指输出额定电流I N 时的端电压,所以额定功率P N 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。

解 (1)额定电流 负载电阻 5.12450===N N I U R Ω(2)开路状态下端电压U 0 等于 电源电动势E 。

U 0=E =U N +I N R0=50+4×0.5=52 V1.5.6 一只100V ,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?该电阻应选用多大瓦数的?分析 此题是灯泡和电阻器额定值的应用。

白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变,但可计算出额定电压下的电阻值。

电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。

解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流I N 及电阻只R N串入电阻R 降低指示灯电压,使其在380V 电源上仍保持额定电压U N =110V 工作,故有该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为 可选额定值为3.7k Ω,20 W 的电阻。

,要在12V 的直流电源上使6V ,50 mA 的电珠正常发光,应该采用哪 一个联接电路? 解 要使电珠正常发光,必须保证电珠 获得6V ,50mA 电压与电流。

此时电珠 的电阻值为120506==R Ω。

在图1.03(a)中,电珠和120Ω电阻将12V 电源电压平分,电珠能获得所需的6V 电压和50mA 电流,发光正常。

在图1.03(b)中,电珠与120Ω电阻并联后再串联120Ω电阻。

并联的120Ω电阻产生分流作用,使总电流大于50mA ,串联的120Ω电阻压降大于6V ,电珠电压将低于6V ,电流将小于50mA ,不能正常发光。

用中学物理中学过的电阻串并联知识,或教材第二章中2.1节的方法可计算如下: 结论 应采用图1.03(a)联接电路。

1.5.9 图1.05的电路可用来测量电源的电动势E 和内阻R 0。

图中,R 1=2.6 Ω, R 2=5.5Ω。

当将开关S 1闭合时,电流表读数为2A ,断开S 1,,闭合S 2后,读数为1A 。

试求E 和R 0。

解 据题意有两个未知量,可列出两个电压 方程式求解之。

当开关S 1闭合时有+E-a R0bI +U-Rd c +12V- (a ) (b )+ 12V - 120V 120V 120V图1.03 习题 R1A R2E -I 1R0= I 1R1 ①当开关S 1断开, S 2闭合时有 E -I 2R0= I 2R2 ② 代入数据联立求解。

E -2×R0=2×2.6=5.2E -1×R0=1×5.5=5.5可得 E=5.8 V ,R0=0.3 Ω1.6.2 在图1011所示的电路中,U 1=10V ,E 1=4V ,E 2=4V ,R 1=4 Ω,R 2=2 Ω,R 3=5Ω,1,2两点处于开路状态,试计算开路电压U 2。

解 根据基尔霍夫电压定律,电路左边回路电流为对电路右边回路有 IR 1+E 1=E 2+U 1所以U 2=IR 1+E 1-E 2=1×4+4-2=6V1.7.4 在图1.15中,求A 点电位V A 。

解 将图1.15改成图解1.13所示电路。

根据基尔霍夫电流定律有I 1-I 2-I 3=0根据基尔霍夫电压定律,对左边回路有E 1-I 1 R 1=V A得 1A11R V E I -=对右边回路有E 2+V A =I 2 R 2得 2A22R V E I +=又 V A =I 3R 3 ,I 3=V A / R 3将各电流代入,并加以整理得 此题由于所求量为A 点电位,V A,作未知量,而各支路电流只作为中间变量,无须求出其值。

1.7.5 在图1.16中,如果15 Ω电阻上的电压降为30V ,其极性如图所示,试求电阻R 及B 点的电位V B 。

解 将图1重画如图解2所示,标出各支路电流及各结点名称。

根据欧姆定律有根据基尔霍夫电流定律有对A 点:I 2=5+I 1,则I 2=5+2=7A , 对B 点:I 2=I 3+2+3,则I 3=+2A 。

根据基尔霍夫电压定律得B 点电位为V B =100-30-5×I 2=100-30-35=35V由此得+E R0-S 1S 2 图1.05 习题1.5.9的图+U 1 - 1 + U 2 - 2 R 1 R 2 + E 1 - +E 2- R 3 图1.11 习题 -50V 10Ω 20kΩA5Ω R 1 R 3 R 2图1.15习题- 50V + + 50V E 1 - R 3 20k Ω I 3 R 2 5ΩR 1 10Ω I 2I 1 图解1.13Ω===5.17235B B I V R 第2章 习题解答(部分)2.3.3 计算图2.13中的电流 I 3。

解: 用电源等值互换法将电流源变换成电压源,将电阻R 2和R 3合并成电阻R 23,其中参考方向如图2.34所示。

求电路中电流I I 即为原电路中R 1上流过的电流,用分流公式,可求原电路中I 3 2.4.1 图 2.16是两台发电机并联运行的电路。

已知E 1=230V , R 01=0.5Ω,E 2=226V, R 02=0.3Ω,负载电阻R L =5.5Ω,试分别用支路电流法和结点电压法求各支路电流 。

解:(1)用支路电流法:各支路电流参考方向已画在图2.16中。

列结点电压方程 列回路电压方程 联立求解上述三各方程式组成的方程组,可得 验算:按非独立回路方程进行 代入数据443.0205.020226230==⨯-⨯=- (正确!) (2)用结点电压法求解:先求端电压U ,有 结果与上相同。

2.5.1 试用结点电压法求图2.18所示电路中的各支路电流解:在原图2.18中用O 和O ’标明两个结点,则有 2.6.1 用叠加原理计算图2.19中各支路的电流。

解:为了求各支路电流,首先在原图2.19中标明各支路电流的参考方向。

用叠加原理将电路分解为图解2.41和图解2.42所示两个分电路,并重新标明各支路电流的参考方向,标定方向可视解题方便选取。

分别求解两个分电路中各支路电流。

分析可知,这两个电路形状相似。

都是具有丫形和Δ形电阻网络的简单电路,当然可以利用丫—Δ等效变换法加以化简而解之,但仔细分析,它们又都是平衡电桥式电路。

其四个桥臂电阻相等(均为8Ω),因此对角线电阻中无电流,两端也无电压。

对图解2.4l 所示电路有 a ,b 两点同电位,视作短接,这样 用分流公式可得对图解2.42所示电路有c ,d 两点同电位,视做短路,这样 用分流公式可得最后将各支路分电流进行叠加,求出各支路总电流,叠加时应该注意参考方向是否一致。

2.6.2 在图2.20中,(1)当将开关S 合在a 点时, 求电流I 1,I 2和I 3(2)当将开关合在b 点时,利用 (1)的结果,用叠加原理计算电流I 1,I 2和I 3。

解:(1)当开关合S 在a 点时,电路可画成图解2.43所示形式。

可用两种解法: 法一、用结点电压法求解: 各支路电流为5Ω 3A 2A5Ω R B+100V - -15 Ω +5Ω3A 2A 5ΩR B +100V - - 15 Ω + C A I 3 I 2 I 1图1. 图2 R 21Ω R 31Ω + U 1 - 1V R 1I Ω I S1Ω R4 1Ω 图 2.13习题 - U S + + U 1 - R 1 R 23 R 4 I 3 图解 2.34 G 1 E 1 R 01 G 2 E 2 R 02 I 1 I 2 I L R L图2.16 习题法二、用叠加原理求解,电路可分解为图解2.44和图解2.45所示两个分电路,分别求解各支路电流为叠加:后一种方法虽然简单,但计算工作量大。

(2)当开关合在b 点时,可将电路分解为图解2.43和图解2.46所示两个电路的叠加,利用(1)中计算结果,只需求出图解2.46所示电路中各支路电流即可。

叠加:令总电流分别为I 12,I 22和I 32,方向与图2.20所示相同。

2.7.4 在图2.25中,已知E l =15V, E 2=13V , E 3=4V,R 1=R 2=R 3=R 4=1Ω。

c =10Ω (1)当开关S 断开时,试求电阻R 5上的电压U 5,和电流I 5;(2)当开关S 闭合后,试用戴维宁定理计算I 5。

解:(1)当开关S 断开时:因为I 5没有闭合回路,所以I 5=0,而U 5= I 5 R 5=0。

(2)当开关S 闭合时,R 5开路时,开路电压为 等效内阻为 Ω=+⨯++⨯=1111111110R 于是 A 09.1A 11121011250505≈=+=+=R R U I2.7.5 用戴维宁定理计算图2.26所示电路中的电流I 。

解:将ab 支路断开,得有源二端网络ab 。

根据基尔霍夫电压定律,取外环大回路,有 除源网络等效电阻R 0=0(中间三个电阻均被短接而不起作用)。

所以得2.7.6 用戴维宁定理和诺顿定理分别计算图2.27所示桥式电路中电阻R 1上的电流。

解:(1)用戴维宁定理求解。

将R 1支路断开,得有源二端网络ab 如图解2.58(a )所示,求开路电压U ab0,由图可知将有源二端网络除源,得无源二端网络如图解2.58(b )所示,求等效内阻R 0为 于是可求电阻R 1支路的电流为(2) 用诺顿定理求解。

将R 1支路短路,得2.59所示电路,求短路电流I S 。

由图可得: 于是电阻R 1中电流I 1为 第3章 习题解答3.7.1 在图3.04所示的各个电路图中,除A0和V0外,其余电流表和电压表的读数在图上都已标出(都是正弦量的有效值),试求电流表A0或电压表的读数。

解:对图3.04(a )所示电路有 对图3.04(b )所示电路有 V 80601002221220=-=-=V V V对图3.04(c )所示电路有 对图3.04(d )所示电路有 对图3.04(e )所示电路有 3.7.2 在图3.05中,电流表A 1,和A 2的读数分别为I 1=3A ,I 2=4A 。

(1)设Z l =R ,Z 2=-j X c ,则电流表A 。

的读数应为多少?(2)设Z l =R ,问Z 2为何种参数才能使电流表A 。

的读数最大?此读数应为多少?(3)设Z 1=j X L ,问Z 2为何种参数才能使电流表A 0的读数最小?此读数应为多少? 解: (a )10A (a) 10A R (b)60V100VR 图解 2.58图解 2.593.7.4 . ,,i u 100V ,10A,.,3.07L 21X R I U I I 及试求同相与中在图=== 3.7.8。

相关主题