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电工学少学时1-4章课后习题答案(可编辑修改word版)

1.2.1求阁1.13所示电路中开关S闭介和酽丌两种悄况下a、b、e二戍的 电位。

I【解】S 闭含吋,V. = 6 V , V„=-3 V. Vc= 0 V,

S 断幵吋,V, = = 6 V , Kc = (6+3) V=t>V。

1.3.1 迕图1.14所/j<电路巾,电调电动势仄=120 V,內电阻As= 0.3 连楼导线Ffeffl

^w = 0.2£1.负载电阻/fL = n.5 £1、求:<1>通路时的电流、负 载和电源的电压,负载捫耗的电功率、电淞产牛和输;h的电功.韦;(2)升路时 的电源电乐和负载屯乐:(3)迕负载端和4®端知:络吋电源的屯流和电压a

【解】C1)延路时

电路的电流

(7L =J?LJ = 11.5x10 V = 115 V 电源电乐

Us =(R分-+^L)J =(0.2 4-11.5)x10 V =117 V 或者

Z7S = E - RJ = (120-0.3x10)V = 117 V ft载消耗的电功*

PL =l/LZ = 115x10 W = 1 150 W

或者

=RJ2 =U.5xlO2 W = 1 150 W

电源产生的电功卒

=Ef = 120x10 W =1 200 W 电瀬输出的电功宇

=USJ =117X10 W = 1 170 W

(2>开路吋

U3 =K = 120 V

UL-0

(3>短路时

负®瑞路时 ■0.3+01.2 4-11.5 A _ 10 A I = ------------- = -------------- A =240 A

+ /?、、, 0.3 + 0.2

t/s = /?w/ =0.2X240 V = 48 VU、= E-R^I = (120-0.3X240)V=48 V

Z= —= —A=400 A Rs 0.3

(/s = 0

1-5.1试分析图I 1.15所示两电路中电职的电伍和电流以及图(a)中电流

抛的felk和阐(b)中电K邶的电流。

【解】木题IUW边为了理解电乐•源和电流源的特点。选择待求电压■和电说

的參冷方叫如圈1.15所示,

(1>在阁1 15 (a)所示屯路中.由于二&并联,乜也孔!同,故 UK=US = W

/R=^=1A = 2A R 0.5

Z7C = US=1 V

(2>在图1.15 <b)所示电路中,ill T^.者中K,电流相同,故 Hl A

=/?/w= 0.5x1 V =0.5 V

Zv = /s = 1 A

1-5.2在图1.16所尔直流电路屮,已知l/s = 3V. 7S = 3 A , 求

a、b、c三点的屯位。

【解】小题目的是为了S习理想电路元件

的特点以及电位的概念。

III于a点电位就是a点对参考点c的电压,

1/ = [Js = 3 V

由丁• b点电位比a点电位商Jils , a点电位乂 120

或:

阁1 15

R

1.16 比C点aUR,故b点电&为

Vb =及/s 十t/s =(lx3 + 3)V = 6 V

c点为参考点.故c点电位为 Vc = 0

1.7.1用支路电流法求阁1.22所示Q路中&支路的电流.并说明人和《/S2 S起屯滁作用还S超ft载作用。阁中i/sl=l2 V, a

C/S2 = 15 V?代=2

【解】结点、

结点 a: /)+ /-

回路①:RJ2

hl路②:Ri.

代入数据。冇

Jl.5/,+9/, =15

I ' 3 [3ri I- 9/3 =12

眹立解衔

/3 = 1.4 A

根粑包流与电压实际方向的关系判断,Us.、力懺,(/S7为电源。

1.7.2用女路电流法求阁1.23所¥电鈉屮-界女路的电流。

【解】III于电流源所在支路的电流已知:,故待求电流只打/,和/2,只筘列

出二个方®联立氺解。

上结点 /,-/2 +/5 =0

右网孔 尺/, -Us =0

选取冋踔时,应避开电流源所在支路,否则凼电 澉源的电心是未知的,待求朵又变为三个,需冉 培加一个R路方程式、

代入数据

J;! -Z2 +5 = 0 |2/,

+3Z2-1O = O

联立斛得

I} =-1 A . 12 =4 A

1.8.1用毪加定脚.求图1.23所示电i洛中的电流和人。

【解】电流源单独作用时。电路如图1-24 (a)所示,则 = ——— 1. = I —-— x5 A =3 A

7?1+久 12+3 7

D / 2 A = ---------- ,s = | ―— x5 A =2 A

什+尽 \2+3 JJQ. R2 =1-5 Q, =9 Q . 回路标于图1.22屮。

2-/,=0 + J?3/3-f/S2=O 电Ik源单独作用时电路如阌1.24

所以

A = -I{ ¥i'= (-3 + 2) A = -1 A J2=< +

/f = (2+2)A = 4 A

1.8.2用铎加定理求图1.25

电流源单独作m时电路如明1.25 (b)所泳,w D 3 /' --------- 5_Z =——X7 A =3 A Ry + Rt 3 + 4

1.9.1用钺绯宁定理求图1.22 (练习题1.7.1)所示电路中的电流八. 【解】将/?3支跗提出,_下的有源一•端网络如阁1-28 (a)所图屮屯 流J的大小为

/ = E^ = 15Z12A=丄八

+^2 3 冬 1.5 1.5所以 閉

1.24-

I

1.25 屯K源羊独怍川时屯路如图1,25

J^A=5A

山此求得开路电压为

将冇源二瑞《络枵锹淮丁等效电源代替后,原fe路简化为如图1.28 (b) 所示,图中=^OC =14-V- 后求待

1.%2用敷她宁定理求图1 23 (练习题1.7.2)所示电路I1的电流h。

【解】 将氏义路捉}lb剩F的有源二端网络如图1.29 U〉所七。

III图求得釘源二端网络■的开路屯压

Uoc =US i-RJs =(10+2x5)V=20 V

除源等效电阻

将有源一.端网络用戚维卞等效电源代荇后.1*电跑簡化为如阁1.29 (h) 阁中^eS=C/oc=2'0VB应后求得

2.2.2在2.5所示稳态直流屯路中,己知17S=9V,八=9*A. R= 9Q, C= 9|iF. £=9 mH。求a, b两点的电位及通il Rr C, L的电流Q 【解】本题目的与上题相同。Li OC = Udl

1.2S

A =4 A

(b)

由于在稳态豆流电路C•相肖于开路,L相当十加:路,所以求得 17 = £7 - 9 V d □

IL =/, 4-/s =(14-9) A =10 A

1.3.1在2.6所示电路中,开关S闭合前电路己处丁稳态,’式确定S闭 合G电压介和巧流ic, iir i2的初始值和稔态值、

阁2-6

【解】(1)求初始值

由于SHIA*前.松路己稳定,C Win于幵路./<=/«=!.5 A。因此.根据换 路定律,|4|換路前(SR1JF时)的电路,首先求衍

uc (0)= R"s = 4x 1.5 V = 6 V

然后,根据Hc(0).由換路后(S闭合时)的电路求得

VO) = ^ = 1A = 15A 尺 4

ic (0) = /5-z, (0) — fJO) = (1.5 — 1.5 — 3) A = —3 A

〔2)氺稳态值

由丁电路稳记后,c相n-r-jr-^-因此.百先求锊

然后.进•歩求得

flM=^r^/s=^xl-5A = (>5A

/2(«)=fs -i,(«)-fc(«) = (15-0.5-0) A = 1 A

u(_(oo)= Rj^oo) =4x0.5 V =2 V

2.3.2在降2.7所示屯路中.开关S MA-前电路已处于稳态,试确记SR 合f电压以利电流~的初始但和稳杰位。 十w 4

阁2.7

【解】(1〉求初始值

由丁 S闭合前,电跆□.稳定,L相当于短路,R'闽掛的电压等丁 (Js, /?, 中的屯流即b因此,由換络前CS断丌时)的电路可以竹先求得 (0)=^-=— A=3 A /?】4

然根据4(0〉,巾换路G (S闭合吋)的电路求得

/? 6 i. (0) = ——/,(0) = --------------X3 A = 1.8 A 1 /?. + R2 L 4 + 6

i2(0) = ——ix(0) = —X3 A = 1.2 A 2 Rt + /?2 4 + 6

或者

»2

uL(0) = Us-R^ (0) = (12-4x 1.8) V=4.8 V

(2)求稳态値

由于•电路稳^后,于鉍路,习此首先求得 M,(co)=0

然后》进•步求符

.(QC)=L/S-UJ^ = 12-0A = 3A

Moo) = £^W = i2soA = 2A 尺2 6

【解】初始位:wc(0) = 0V

/,«))= —= —A = 5 A Ri 2

^(0) = t,(0)-it(0) + /s = (5-4 4-5) A =6 A «L(0) =Wr⑼-/^(0> = (0—12) V =-12 V 稳态偯:= 0 A

ul (•»} = 0 V

/?, +/?7 代^2 + 3

i, (°°) = ic («) + iL (•») - /s = —1 A Uc(eo)= Ut(eo) -

(3x4 + 0) V = 12 V

2.4.1 在图 2.9 所示电路 ||,已知 t4=6V. /?=10kQ, C=50 pF。开关 S 合在a端吋,电路S处于稳态。求开关改合到b端f的响问叫以及4降至3V (绝对值)时所蒞要的时frh

【解】木题U的记为丁 丁解在简申RC电路111由己知求其他响疢的方法, 由于

t = jtC = 10x!03x50xlO_* s 二0.5 s

uc =6e 05 V = 6^ V

巾换路JT;的电路.根裾KVL求得

uR = —uc = —6e-21 V

=3 VHf.由一3 = -6cT2'得 r = _lE2^=0.346 5 s 2

2.4.2在阁2.10所示电路中,己知仏=12 V, /?=100 kib C=10 jiF. S断开 时,电容C中无储能,求S闭合后的响应什以及电容中尕尼M存的电场能朵%, 2+3 2+3

(10 2

P = 4A

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