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电路基础课后习题答案(专科教材)[1]
求图所示电路的入端电阻Ri。
解:首先求出原电路的等效电路如右下图所示:
可得
有一台40W的扩音机,其输出电阻为8Ω。现有8Ω、10W低音扬声器2只,16Ω、20W扬声器1只,问应把它们如何连接在电路中才能满足“匹配”的要求能否象电灯那样全部并联
解:将2只8Ω、10W低音扬声器串联以后与1只16Ω、20W扬声器并联,这样可得到相当于1只8Ω、40W扬声器的作用,然后与8Ω、40W扩音机连接在一起可满足“匹配”的要求。如果象电灯那样全部并联时,只能起到1只Ω、40W扬声器的作用,就无法满足“匹配”的要求。
额定电压为220伏的灯泡通常接在220伏交流电源上,若把它接在220伏的直流电源上行吗
答:灯泡可以看作是纯电阻负载,纯电阻负载在工频交流电下和直流情况下的电阻值变化很小,而额定电压值通常是指加在灯泡两端的长期、安全工作条件下的最高限值的有效值,有效值又与数值相同的直流电热效应相等,因此,把灯泡接在220V直流电源上是可以的。
(b)图电路中,三元件为并联关系,因此端电压相等,根据欧姆定律可得R中通过的电流为:Iˊ=US÷R=6÷4=1.5A(由A点流出),对A点列一KCL方程又可得出理想电压源中通过的电流I″=3-=1.5A(由A点流出)。根据这一结果可计算出理想电流源上发出的功率为:P=IS×US=3×6=18W;理想电压源的电压与通过它的电流为关联方向,吸收的功率为:P=I″×US=×6=9W;负载R上消耗的功率为P=Iˊ2R=×4=9W,理想电流源发出的功率恰好等于理想电压源和电阻上消耗的功率,分析结果正确。
第1章章后习题解析
一只“100Ω、100 W”的电阻与120 V电源相串联,至少要串入多大的电阻R才能使该电阻正常工作电阻R上消耗的功率又为多少
解:电阻允许通过的最大电流为
A
所以应有 ,由此可解得:
电阻R上消耗的功率为P=12×20=20W
图(a)、(b)电路中,若让I=0.6A,R= 图(c)、(d)电路中,若让U=,R=
R与3Ω电阻相串联,通过的电流相同且为I=÷3=0.8A
所以R=÷=Ω
两个额定值分别是“110V,40W”“110V,100W”的灯泡,能否串联后接到220V的电源上使用如果两只灯泡的额定功率相同时又如何
解:两个额定电压值相同、额定功率不等的灯泡,其灯丝电阻是不同的,“110V,40W”灯泡的灯丝电阻为: ;“110V,100W”灯泡的灯丝电阻为: ,若串联后接在220V的电源上时,其通过两灯泡的电流相同,且为: A,因此40W灯泡两端实际所加电压为: V,显然这个电压超过了灯泡的额定值,而100 W灯泡两端实际所加电压为:U100=×121=,其实际电压低于额定值而不能正常工作,因此,这两个功率不相等的灯泡是不能串联后接到220V电源上使用的。若两只灯泡的额定功率相同时,由于灯丝电阻也相同,因此分压相等,是可以串联后接在220V电源上使用的。
解:(a)图电路中,3Ω电阻中通过的电流为Iˊ=2-=1.4A
R与3Ω电阻相并联,端电压相同且为U=×3=
所以R=÷=7Ω
(b)图电路中,3Ω电阻中通过的电流为Iˊ=3÷3=1A
R与3Ω电阻相并联,端电压相同,因此R=3÷=5Ω
(c)图电路中,R与3Ω电阻相串联,通过的电流相同,因此
R=÷2=Ω
(d)图电路中,3Ω电阻两端的电压为Uˊ=3-=
再回到原电路可求出电流
I=1× =0.75A
9Ωபைடு நூலகம்阻中通过的电流为1-=0.25A(方向向下),因此
U=×9-×8=
假设图(a)电路中,US1=12V,US2=24V,RU1=RU2=20Ω,R=50Ω,利用电源的等效变换方法,求解流过电阻R的电流I。
解:由(a)图到(b)图可得
, ,
由(b)图到(c)图可得
②用叠加定理求解(b)图电路中I。当10V电压源单独作用时
当3A电流源单独作用时
③用戴维南定理求解(a)图电路中I。
④用戴维南定理求解(b)图电路中I。
用戴维南定理求图所示电路中的电压U。
解:
第3章 章后习题解析
按照图示所选定的参考方向,电流 的表达式为 A,如果把参考方向选成相反的方向,则i的表达式应如何改写讨论把正弦量的参考方向改成相反方向时,对相位差有什么影响
按照图示电压u和电流i的波形,问u和i的初相各为多少相位差为多少若将计时起点向右移π/ 3,则u和i的初相有何改变相位差有何改变u和i哪一个超前
解:由波形图可知,u的初相是-60°,i的初相是30°;u滞后I的电角度为90°。若将计时起点向右移π/ 3(即60°),则u的初相变为零,i的初相变为90°,二者之间的相位差不变。
(b)图:RAB=+4+[(3+9)∥(2+6)]≈10Ω
(c)图:RAB=0Ω
(d)图:首先对3个三角形连接的电阻进行Y变换,然后可得
RAB=10+[(10+30)∥(10+30)]=30Ω
求图所示电路中的电流I和电压U。
解:首先把原电路等效为右上图所示,求出I′和I″:
I′=12÷24=0.5AI″=12÷12=1A
根据回路电流与支路电流的关系可得出各支路电流为
I=IB=8AI1= IA=10AI2= -IA+IB=-10+8=-2A
负载端电压为
UAB=IRL=8×30=240V
负载上获得的功率为
PL=I2R=82×30=1920W
用戴维南定理求解图所示电路中的电流I。再用叠加定理进行校验。
解:断开待求支路,求出等效电源
V
mA
③R3=0时,R2被短路,其端电压为零,所以
I2=0, mA。
电路如图所示,求电流I和电压U。
解:对右回路列一个KVL方程(选顺时针绕行方向):
U-1+1×3=0 可得U=1-1×3=-2V
对A点列一个KCL方程I-1÷2-1=0可得
I=1÷2+1=1.5A
求图所示各电路的入端电阻RAB。
解:(a)图:RAB=2+[(3∥9+6)∥8]≈Ω
电路如图所示,已知其中电流I1=-1A,US1=20V,US2=40V,电阻R1=4Ω,R2=10Ω,求电阻R3等于多少欧。
解:并联支路的端电压
UAB=US1-I1R1=20-(-1)×4=24V
US2支路的电流假设方向向上,则
A
对结点A列KCL方程可求出R3支路电流(假设参考方向向下)为
I3=I1+I2=(-1)+=0.6A
电路如图所示,已知US=100V,R1=2KΩ,R2=8KΩ,在下列3种情况下,分别求电阻R2两端的电压及R2、R3中通过的电流。①R3=8KΩ;②R3=∞(开路);③R3=0(短路)。
解:①R23=R2∥R3=8∥8=4KΩ,根据分压公式可求得电阻R2两端的电压为
V
mA
②R3=∞时,通过它的电流为零,此时R2的端电压为
图所示电路中,已知US=6V,IS=3A,R=4Ω。计算通过理想电压源的电流及理想电流源两端的电压,并根据两个电源功率的计算结果,说明它们是产生功率还是吸收功率。
解:(a)图电路中,三元件为串联关系,因此通过的电流相同,因此根据KVL定律可列出电压方程为:UAB-US+ISR,因此可得恒流源端电压UAB=6-3×4=-6V。根据这一结果可计算出理想电流源上吸收的功率为:P=IS×(-UAB)=3×(-6)=-18W,吸收负功率说明理想电流源实际上是发出功率;理想电压源的电压与通过它的电流为非关联方向,发出的功率为:P=IS×US=3×6=18W,正值说明理想电压源的确是向外供出电能;负载R上消耗的功率为P=IS2R=32×4=36W,两个理想电源发出的功率恰好等于电阻上消耗的功率,分析结果正确。
解:对a点列KCL方程可得
I2=I-I1=10-6=4mA
对闭合回路列KVL方程(设绕行方向顺时针)
I1R1+I3R3-I2R2=0
可得 mA
对b点列KCL方程可得
I4=I1-I3=6-(-7)=13mA
对c点列KCL方程可得
I5=-I2-I3=-4+7=3mA
如图所示电路中,有几条支路和几个结点Uab和I各等于多少
在电压为220伏、频率为50赫的交流电路中,接入一组白炽灯,其等效电阻是11欧,要求:(1)绘出电路图;(2)求出电灯组取用的电流有效值;(3)求出电灯组取用的功率。
V;
②S闭合,接入RL=150Ω时
V;
③开关S闭合,接入RL=15KΩ时
V
显然,负载电阻两端电压的多少取决于负载电阻的阻值,其值越大,分得的电压越多。
用电压源和电流源的“等效”方法求出图所示电路中的开路电压UAB。
解:利用电压源和电流源的“等效”互换,将原电路等效为右下图所示电路:
由等效电路可得:UAB=8-4-6=-2V
解:
联立方程式求解可得
VA≈-VB≈
由此可得50KΩ电阻中的电流为
mA
电流I的实际方向由B点流向A点。
求图所示各有源二端网络的戴维南等效电路。
解:(a)电路
(b)电路
分别用叠加定理和戴维南定理求解图所示各电路中的电流I。
解:①用叠加定理求解(a)图电路中I。当125V电源单独作用时
当120V电源单独作用时
,
对图(c)应用分流公式可得
A
常用的分压电路如图所示,试求:①当开关S打开,负载RL未接入电路时,分压器的输出电压U0;②开关S闭合,接入RL=150Ω时,分压器的输出电压U0;③开关S闭合,接入RL=15KΩ,此时分压器输出的电压U0又为多少并由计算结果得出一个结论。
解:①S打开,负载RL未接入电路时
某一晶体管收音机电路,已知电源电压为24V,现用分压器获得各段电压(对地电压)分别为19V、11V、和6V,各段负载所需电流如图所示,求各段电阻的数值。
解:
化简图所示电路。
解:由电路可得
U=5+2I+8=2I+13