电路基础课后习题答案专科教材Word格式.docx
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(d)图电路中,3Ω电阻两端的电压为Uˊ=3-0.6=2.4V
R与3Ω电阻相串联,通过的电流相同且为I=2.4÷
3=0.8A
所以R=0.6÷
0.8=0.75Ω
1.3两个额定值分别是“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?
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100W灯泡两端实际所加电压为:
U100=0.52×
121=62.92V,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。
1.4图1.28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。
(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:
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。
(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″=3-1.5=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:
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=1.5×
6=9W;
负载R上消耗的功率为P=Iˊ2R=1.52×
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。
1.5电路如图1.29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)。
①R23=R2∥R3=8∥8=4KΩ,根据分压公式可求得电阻R2两端的电压为
+
-
US
R2
图1.29习题1.5电路
R1
R3
V
mA
②R3=∞时,通过它的电流为零,此时R2的端电压为
U
1V
2Ω
1A
图1.30习题1.6电路
I
3Ω
A
③R3=0时,R2被短路,其端电压为零,所以
I2=0,mA。
1.6电路如图1.30所示,求电流I和电压U。
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
1.7求图1.31所示各电路的入端电阻RAB。
(a)图:
RAB=2+[(3∥9+6)∥8]≈6.06Ω
(b)图:
RAB=1.2+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
1.8求图1.32所示电路中的电流I和电压U。
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
再回到原电路可求出电流
I=1×
=0.75A
9Ω电阻中通过的电流为1-0.75=0.25A(方向向下),因此
U=0.25×
9-0.5×
8=6.25V
1.9假设图1.18(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。
由(a)图到(b)图可得
,,
由(b)图到(c)图可得
,
对图(c)应用分流公式可得
1.10常用的分压电路如图1.33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。
①S打开,负载RL未接入电路时
V;
②S闭合,接入RL=150Ω时
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。
1.11用电压源和电流源的“等效”方法求出图1.34所示电路中的开路电压UAB。
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
1.12电路如图1.35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。
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
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)+1.6=0.6A
由此可得
R3=UAB÷
I3=24÷
0.6=40Ω
1.13接1.12题。
若使R2中电流为零,则US2应取多大?
若让I1=0时,US1又应等于多大?
若使R2中电流为零,则US2应等于UAB;
若让I1=0时,US1也应等于UAB。
1.14分别计算S打开与闭合时图1.36电路中A、B两点的电位。
①S打开时:
②S闭合时:
VA=0V,VB=12V
1.15求图1.37所示电路的入端电阻Ri。
首先求出原电路的等效电路如右下图所示:
可得
1.16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?
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3.2Ω、40W扬声器的作用,就无法满足“匹配”的要求。
1.17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、7.5V和6V,各段负载所需电流如图1.38所示,求各段电阻的数值。
1.18化简图1.39所示电路。
由电路可得
U=5+2I+8=2I+13
根据上式可画出等效电路图如图所示。
1.19图示1.40电路中,电流I=10mA,I1=6mA,R1=3KΩ,R2=1KΩ,R3=2KΩ。
求电流表A4和A5的读数各为多少?
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
1.20如图1.41所示电路中,有几条支路和几个结点?
Uab和I各等于多少?
图1.41所示电路中,有3条支路和2个结点,
由于中间构不成回路,所以电流I和电压Uab
均等于零。
第2章章后习题解析
2.1求图2.9所示电路中通过14Ω电阻的电流I。
将待求支路断开,先求出戴维南等效电源
再把待求支路接到等效电源两端,应用全电路欧姆定律即可求出待求电流为
2.2求图2.10所示电路中的电流I2。
应用叠加定理求解。
首先求出当理想电流源单独作用时的电流I2′为
24V
1KΩ
图2.11习题2.3电路
4V
2KΩ
再求出当理想电压源单独作用时的电流I2″为
根据叠加定理可得
I2=I2′+I2″=0.5+0.08=0.58A
2.3电路如图2.11所示。
试用弥尔曼定理求解电路中A点的电位值。
2.4某浮充供电电路如图2.12所示。
整流器直流输出电压US1=250V,等效内阻RS1=1Ω,浮充蓄电池组的电压值US2=239V,内阻RS2=0.5Ω,负载电阻RL=30Ω,分别用支路电流法和回路电流法求解各支路电流、负载端电压及负载上获得的功率。
①应用支路电流法求解,对电路列出方程组
联立方程可求得各支路电流分别为
I=8AI1=10AI2=-2A
负载端电压为
UAB=IRL=8×
30=240V
US1
RS1
图2.12习题2.4电路
US2
RS2
RL
B
IA
IB
应用回路电流法求解电路
I1
I2
负载上获得的功率为
PL=I2R=82×
30=1920W
②应用回路电流法求解,对电路列出回路电流方程
联立方程可求得各回路电流分别为
IA=10AIB=8A
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
2.5用戴维南定理求解图2.13所示电路中的电流I。
再用叠加定理进行校验。
断开待求支路,求出等效电源
因此电流为
用叠加定理校验,当左边理想电压源单独作用时
当右边理想电压源单独作用时
I=I′+I″=1.176+2.353≈3.53A
2.6先将图2.14所示电路化简,然后求出通过电阻R3的电流I3。
首先根据电压源和电流源模型的等效互换将
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