電工基礎(chǔ)考題

1、計(jì)算圖2.28所示電路中的電流I3 。圖2.28【解題過程】將右側(cè)的電流源與電阻的并聯(lián)變換為電壓源與電阻的串聯(lián)，可將電流源等效變換為電壓源，結(jié)果如圖1所示，然后再將兩串聯(lián)電壓源進(jìn)行合并，結(jié)果如圖2所示。最終計(jì)算可得：I3=3/(2+(1/1)/2=0.6A。計(jì)算圖2.29中的電壓U5 。圖2.29【解題過程】將電路左側(cè)進(jìn)行變換如下圖后，可以看出為兩結(jié)點(diǎn)電路，可直接采用結(jié)點(diǎn)電壓法求解即可。U5=(2/0.2+15/3)/(1/3+1/1+1/0.2)=45/19V=2.37V。試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算圖2.30中2電阻中的電流I。圖2.30【解題過程】第一步將左側(cè)的兩電壓源電路變換為

2、電流源電路，將上面的電流源電路變換為電壓源電路。變換的時(shí)候注意電流電壓方向和數(shù)值。第二步將變換后的兩電流源相加，兩電阻并聯(lián)進(jìn)行處理。第三步將串聯(lián)的電壓源和串聯(lián)的電阻進(jìn)行處理。 最后求解可得I=6/6=1A。電路如圖2.34所示，試用結(jié)點(diǎn)電壓法求電壓U，并計(jì)算理想電流源的功率。圖2.34【解題過程】本題中存在與獨(dú)立電流源串聯(lián)的電阻、與獨(dú)立電壓源并聯(lián)的電阻，這些電阻的存在與否對(duì)求解無(wú)影響，因此，在列結(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)要注意，由結(jié)點(diǎn)電壓法有。對(duì)理想電流源所在支路列方程US=U+4×4=28.8V，P=28.8×4=115.2W(發(fā)出)。應(yīng)用疊加定理計(jì)算圖2.37所示電路中各支路的電流

3、和各元器件(電源和電阻)兩端的電壓，并說明功率平衡關(guān)系。圖2.37【解題過程】疊加原理求解步驟：畫出兩電源單獨(dú)作用的分電路，設(shè)定分電路中的電流和電壓，然后對(duì)分電路進(jìn)行求解，最后將分電路的求解結(jié)果相疊加即可得到總電路的電流或電壓，注意，不作用的電壓源按短路處理，不作用的電流源按開路處理。電壓源單獨(dú)作用，電流源處開路。此時(shí)有，；，；，；當(dāng)電流源單獨(dú)作用時(shí)，電壓源處短路。此時(shí)有，；疊加后得I1=10A，U1=20V，I2=-6A，U2=-6V，I3=2A，U3=10V，I4=4A，U4=16V，I=-4A，U=36V。電流源功率為360W電流從“+”流出，為電源，發(fā)出功率；電壓源的電流從“+”流入，

4、為負(fù)載，吸收功率40W；2電阻P1=U1I1=200W，1電阻P2=U2I2=36W，5電阻P3=U3I3=20W，4電阻P4=U4I4=64W，電阻全部是吸收功率，顯然P發(fā)=P吸，功率平衡。用戴維寧定理和諾頓定理分別計(jì)算圖2.42所示橋式電路中電阻R1上的電流。圖2.42【解題過程】(1)戴維寧定理。斷開被求支路，求開路電壓UOC，電路圖如下所示。UOC=10-2×4=2V。求等效電阻Req。Req=R2=4。畫出等效電路求解。I1=2/(4+9)=0.154A。(2)諾頓定理。將被求支路短路，求短路電流ISC，電路圖如下所示。ISC=10/4-2=0.5A。求等效電阻Req。等效

5、電阻Req的求法與戴維寧定理相同，Req=4。畫出等效電路求解。I1=0.5×4/(4+9)=0.154A。在圖2.43中，(1)試求電流I；(2)計(jì)算理想電壓源和理想電流源的功率，并說明是取用的還是發(fā)出功率。圖2.43【解題過程】(1)由于求取的是電流I，故可將其所在支路以外的電路進(jìn)行等效變換如下，即與5V電壓源并聯(lián)的4電阻可去除，而與5A電流源串聯(lián)的電阻可去除。由上圖可計(jì)算出電流I=(15-5)/(2+3)=2A。(2)由原電路圖可得I1=5/4=1.25A(因?yàn)殡娮柚苯咏拥?V電壓源兩端)；由KCL可求出IS=I-I1=0.75A；5V電壓源的電流從“+”流入，為負(fù)載，取用功率

6、，PU=5×0.75=3.75W；由KCL可求出I2=5-I=3A，電流源端電壓U=5×2+3I2=19V，電流源的電流是從“+”流出，為電源，發(fā)出功率，PI=19×5=95W。電路如圖2.44所示，試計(jì)算電阻RL上得電流IL：(1)用戴維寧定理；(2)用諾頓定理。圖2.44【解題過程】(1)戴維寧定理先將被求支路斷開求開路電壓UOC。開路電壓UOC=32-1×8=24V。將電源去除后，求等效電阻Req。等效電阻Req=R3=8。畫出等效電路求解。IL=24/(8+24)=0.75A。(2)諾頓定理將被求支路短路求短路電流ISC。ISC=32/8-1=3

7、A。等效電阻的求法與戴維寧定理相同Req=8。畫出等效電路求解。所以IL=3×8/(8+24)=0.75A。電路如圖2.45所示，當(dāng)R=4時(shí)，I=2A。求當(dāng)R=9時(shí)，I等于多少？圖2.45【解題過程】對(duì)于除了電阻R支路以外的電路為有源二端網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)戴維寧定理，其可等效為一個(gè)電壓源與電阻串聯(lián)的電路，如下所示：將原電路中的電源除去，電路如下圖所示，可求得等效內(nèi)阻Req=R2/R4=2/2=1。根據(jù)題目已知條件，當(dāng)R=4時(shí)，I=2A，根據(jù)等效電路可求出Uoc=I(R+Req)=2×(4+1)=10V，所以當(dāng)R=9時(shí)，I=U0/(R+R0)=10/(9+1)=1A。 在圖2.54中，IS=2A，U=6V，R1=1，R2=2。如果：(1)當(dāng)IS的方向如圖中所示時(shí)，電流I=0；(2)當(dāng)IS的方向與圖示相反時(shí)，則電流I=1A。試求線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路。圖2.54【解題過程】本題是戴維寧定理的逆向求解，即將以前的求解結(jié)果作為已知條件來求有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路，則將有源二端網(wǎng)絡(luò)采用戴維寧等效電路代替后的電路如下圖所示：根據(jù)已知條件(1)：當(dāng)IS的方向如圖中所示時(shí)，電流I=0。選包含R1的回路列KVL方程： E=IR2+U+IR0+ISR1=8V；注意：根據(jù)給出的條件，由KCL可以分析出R1中流過的電流為IS，R2中流過的電流為I。根據(jù)已知條件(2)：當(dāng)