第1章 電路的基本分析方法 ---習題解答參考.

1、1.8 習習 題題 1.2.1 如圖如圖1.8.1 所示，電流和電壓均標注參考方向，五個元件所示，電流和電壓均標注參考方向，五個元件代表電源或負載。通過實驗測量已知：代表電源或負載。通過實驗測量已知： I1 = 4 A， I 2 = 6 A ， I 3 =10 A， U 1 =140 V ， U 2 = 90 V， U 3= 60 V，U 4 = 80V ， U5= 30 V。 試求：（試求：（1）判斷哪些元件是電源？哪些是負載？）判斷哪些元件是電源？哪些是負載？ （2）計算各元件的功率，并驗證電源發(fā)出的功率和負）計算各元件的功率，并驗證電源發(fā)出的功率和負載取用的功率是否平衡？載取用的功率是否

2、平衡？解：解：（1）元件）元件1，2 為電源；為電源； 3，4，5 為負載。為負載。 （2） 11 11404560(W)PU I 22 2906540(W)PU I 33 360 10600(W)PU I 44 1804320(W)PU I 55230 6180(W)PU I電源發(fā)出功率：電源發(fā)出功率： 125605401100(W)EPPP負載取用功率：負載取用功率： 345600320 1801100(W)PPPP功率平衡。功率平衡。（2） 11 11404560(W)PU I 1.2.2 在圖在圖1.8.2中，在開關(guān)中，在開關(guān)S斷開和閉合兩種情況下，試求斷開和閉合兩種情況下，試求A點點

3、電位。電位。 圖圖1.82 習題習題1.2.2的圖的圖解：解： S斷開時斷開時， VA =-5.8V； S閉合時閉合時， VA = 1.96V。 1.2.3 已知圖已知圖1.8.3電路中的電路中的B點開路，求點開路，求B點電位。點電位。 圖圖1.8.3 習題習題1.2.3的圖的圖 A(6/8)(4/2)2(V)(1/8)(1/2)V BA12 1012(V)SVVU 解：解： 1.2.4 如圖如圖1.8.4所示，已知所示，已知US=24V，IS=1A，試用電源等效變換法，試用電源等效變換法求電流求電流I。圖圖1.8.4 習題習題1.2.4的圖的圖 解解:步驟略。步驟略。 I=1.5A 1.2.

4、5 試用電壓源與電流源的等效互換法求圖試用電壓源與電流源的等效互換法求圖1.8.5中的電壓中的電壓UAB。圖圖1.8.5 習題習題1.2.5的圖的圖V12V66228ABU解：解： 1.3.1 如圖如圖1.8.6所示，方框所示，方框N表示一線性網(wǎng)絡(luò)，若已知（表示一線性網(wǎng)絡(luò)，若已知（1）U =10V，I =1A；(2) U =10V，I =-1A。 試問哪個網(wǎng)絡(luò)吸收功率？哪個網(wǎng)絡(luò)輸出功率？試問哪個網(wǎng)絡(luò)吸收功率？哪個網(wǎng)絡(luò)輸出功率？圖圖1.8.6 習題習題1.3.1的圖的圖 解：略。解：略。 1.3.5 如圖如圖1.8.7 所示，有一直流電源的額定功率所示，有一直流電源的額定功率PN = 200W，

5、額，額定電壓定電壓UN = 50V，內(nèi)阻，內(nèi)阻R0 = 0.5，負載電阻，負載電阻R 大小可以調(diào)節(jié)。大小可以調(diào)節(jié)。 試求：（試求：（1）額定工作狀態(tài)下的電流及負載電阻；）額定工作狀態(tài)下的電流及負載電阻； （2）電源開路狀態(tài)下的電源端電壓；）電源開路狀態(tài)下的電源端電壓； （3）電源短路狀態(tài)下的電流。）電源短路狀態(tài)下的電流。圖圖1.8.7 習題習題1.3.5圖圖解：（解：（1）額定電流）額定電流 NNN2004(A)50PIU負載電阻負載電阻 NN5012.54URI （2）電源開路電壓）電源開路電壓 0NN0504 0.552(V)UEUI R （3）電源短路電流）電源短路電流 S052104(

6、A)0.5EIR 1.3.6 如圖如圖1.8.8 所示，為電源有載工作的電路。已知電源電動所示，為電源有載工作的電路。已知電源電動勢勢E = 220 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻R0 = 0.2；負載電阻；負載電阻R1 =10 ， R2 = 6.67；線；線路電阻路電阻 R l = 0.1 。在負載電阻。在負載電阻R2并聯(lián)前后分別求：并聯(lián)前后分別求： （1）電流）電流I ； （2）電源端電壓）電源端電壓1 U 和負載端電壓和負載端電壓U2 ； （3）負載功率）負載功率P 。當負載增大時，總的負載電阻、線路總電流、。當負載增大時，總的負載電阻、線路總電流、負載功率、電源端和負載的電壓是如何變化的？負載功率、電

7、源端和負載的電壓是如何變化的？R2并聯(lián)前，電路總電阻并聯(lián)前，電路總電阻 4 .10101 . 022 . 0210RRRRl（1）電路中電流）電路中電流22021.2(A)10.4EIR（2）電源端電壓）電源端電壓102200.2 21.2216(V)UER I負載端電壓負載端電壓 2110 21.2212(V)UR I（3）負載功率）負載功率 2212 21.24490(W)=4.49(kW)PU IR2并聯(lián)前，電路總電阻并聯(lián)前，電路總電阻 （1）電路中電流）電路中電流R2并聯(lián)前，電路總電阻并聯(lián)前，電路總電阻 （1）電路中電流）電路中電流（3）負載功率）負載功率 （1）電路中電流）電路中電流

8、解：解：R2并聯(lián)前，電路總電阻并聯(lián)前，電路總電阻 解：解：（3）負載功率）負載功率 （2）電源端電壓）電源端電壓R2并聯(lián)后，電路總電阻并聯(lián)后，電路總電阻 （1）電路中電流）電路中電流4 . 467. 61067. 6101 . 022 . 0221210RRRRRRRl22050(A)4.4EIR102200.2 50210(V)UER I1221210 6.6750200(V)106.67R RUIRR負載端電壓負載端電壓 2200 5010000(W)=10(kW)PU I 結(jié)論結(jié)論:可見當負載增大后，電路總電阻減小，電路中電流增大，可見當負載增大后，電路總電阻減小，電路中電流增大，負載功

9、率增大，電源端電壓和負載端電壓均降低。負載功率增大，電源端電壓和負載端電壓均降低。1.4.1 如圖如圖1.8.9 所示，已知所示，已知US =5V， I 1=1A。求電流。求電流I 2 、I3 。1I3+1I25=0 I3=I21 解方程組得解方程組得: I2=3A， I3=2A 解：解：I3=I21 1.4.2 如圖如圖1.8.10 所示，已知所示，已知IS=1mA， R1 =5k，R2=R3 = 10k，求求A 點的電位及支路電流點的電位及支路電流I1 、I2。2SA32(2/)I4 V(1/)(1/)RVRRI1=VA/R3=0.4 mA I2=ISI1=0.6 mA 解：解： 1.4.

10、3 （1）如圖）如圖1.8.11 所示，兩個電路中電流所示，兩個電路中電流I5 和和I6 是否相等？是否相等？為什么？（為什么？（2）如圖）如圖1.8.12 所示，試求電路中所示，試求電路中A 點和點和B 點的電位。如點的電位。如將將A、B 兩點直接連接或接一電阻，對電路的工作有無影響？兩點直接連接或接一電阻，對電路的工作有無影響？（1）不相等）不相等 （2）電路包含左、右兩個回路，對左邊回路有）電路包含左、右兩個回路，對左邊回路有 1201(A)128I 得得 A188(V)VI對右邊回路有對右邊回路有 2162(A)44I A248VVI得得 可見，可見，A、B兩點等電位，將兩點等電位，將

11、A、B兩點直接連接或接一電阻，兩點直接連接或接一電阻，對電路的工作無影響。對電路的工作無影響。 解：解：得得 A188(V)VIA248VVI得得 1.4.4 如圖如圖1.8.13 所示，已知：所示，已知：IS1=0.1A，IS2=0.2A，R1=20，R2=10。分別求兩個電流源的端電壓和功率，并判斷出哪個電流。分別求兩個電流源的端電壓和功率，并判斷出哪個電流源輸出功率？哪個電流源吸收功率？源輸出功率？哪個電流源吸收功率？A1 . 02 . 01 . 0211SSIIIV220) 1 . 0(111RIUSV4102 . 020) 1 . 0(22112RIRIUSSW2 . 0)2(1 .

12、 0111SSSUIPW8 . 042 . 0222SSSUIP電流源電流源IS1消耗功率；消耗功率； 電流源電流源IS2輸出功率。輸出功率。 解：解： 1.4.5 如圖如圖1.8.14 所示，已知所示，已知US1=38V，US2=12 V，IS1=2 A，IS2=1 A，R1=6 ，R2=4 。用支路電流法求各支路電流，并計算各。用支路電流法求各支路電流，并計算各理想電壓源吸收或發(fā)出的功率？理想電壓源吸收或發(fā)出的功率？I1IS2= IS1I2 IS1I2I3=0 I2 R2US2I1R1US1=0 I11=2I2 2I2I3=0 4I2126I138=0 解：解：1.4.6 如圖如圖1.8.

13、15 所示，用支路電流法求圖中的未知支路電流所示，用支路電流法求圖中的未知支路電流I。I1+I2=1 I2+I3=I 2I10+4I3=0 -4I3+10+2I22I1=0 解：解： 1.4.7 如圖如圖1.8.16 所示，已知所示，已知US1=224V，US2=220V，US3=216V，R1=R2=R3=50。用節(jié)點電壓法計算電壓。用節(jié)點電壓法計算電壓UNN 和電流和電流I1。S11S22S33N N123()()()224220216220 V(1)(1)(1)3U/ RU/ RU/ RU/ R/ R/ R+=+S1NN112242200.08 A50UUIR解：解： 1.4.8 如圖如

14、圖1.8.17 所示電路，已知所示電路，已知VC =12V, VE = 12V, R1 = R2 = R4 =1k， R3 = R5 =2k 。用節(jié)點電壓法求各支路電流及電位。用節(jié)點電壓法求各支路電流及電位 V A 、 V B 的電位值。的電位值。CE12A12312( 12)110V111111112VVRRVRRR5BE452( 12)8V12RVVRR CA1112012mA1VVIRAE220( 12)12mA1VVIR A3300mA2VIRE445124mA12VIRR 解：解： 1.5.1 如圖如圖1.8.18 所示，已知所示，已知US = 6V， IS = 0.3A， R1 =

15、 60， R2 = 40， R3 = 30，R4 = 20。用疊加。用疊加原理計算原理計算R2中的電流中的電流I2。電壓源單獨作用電壓源單獨作用 S22460.1A4020UIRR 電流源單獨作用電流源單獨作用42S24200.30.1A4020RIIRRA2 . 01 . 01 . 0222 III解：解： 1.5.2 如圖如圖1.8.19 所示，當開關(guān)所示，當開關(guān)S 合在合在a 點時，求電流點時，求電流I1、I2、和、和I3；并討論當開關(guān)；并討論當開關(guān)S合在合在b 點時，利用前述的結(jié)果，用疊加定理計算點時，利用前述的結(jié)果，用疊加定理計算電流電流I1、I2 和和I3 ，會有什么結(jié)論。，會有什

16、么結(jié)論。I1=11AI2=16AI3=27A 解：過程略。解：過程略。 1.5.3 如圖如圖1.8.20 所示，試用疊加原理求電流所示，試用疊加原理求電流I1、I2、I3 及及36 電阻消耗的電功率電阻消耗的電功率P。 解：（解：（1）先計算）先計算90V電壓源單電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖獨作用時的電流和電壓，電路如圖(a)所示。所示。 190906(A)12 361561236I 23664.5(A)1236I 31261.5(A)1236I (a)（2）再計算）再計算60V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖(b)所示。所示。 2603.

17、5(A)6 3612636I1363.53(A)636I363.50.5(A)636I（3）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。 111633(A)III223.531(A)III 331.50.52(A)III（4）36電阻消耗的電功率為電阻消耗的電功率為 1443622323RIP(b) 1.6.1 如圖如圖1.8.21 所示，已知所示，已知E=16V，R1=8，R2=3，R3=4，R4=20，RL=3。分別用用戴維南定理和諾頓定理計算電阻。分別用用戴維南定理和諾頓定理計算電阻RL 上的上的電流電流IL。 IL=1/3A 解

18、：略。解：略。 1.6.2 如圖如圖1.8.22 所所示，已知示，已知R1=8，R2=5，R3=4，R4=6，R5=12。用戴維寧定理求電用戴維寧定理求電流流I3。解：解：11OC550I RUI R1S5452AIUIRR0145/RRRReS03UIRR等效電阻等效電阻 電流電流 諾頓定理諾頓定理 短路電流短路電流 1.6.3 如圖如圖1.8.23 所示，試用戴維寧定理和諾頓定理分別求電流所示，試用戴維寧定理和諾頓定理分別求電流I。開路電壓開路電壓 解：解：1OC23260IUIA612)63()36(361IA612)63()36(632I等效電阻等效電阻 .)/()(R電流電流 5 . 55 .