《电工学》上册课后答案

1、1电路的基本概念与定律1.5电源有载工作、开路与短路1.5.1在图 1 中，五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示今通过实验测量得知询杠可目跖UMJ2图 1:习题 1.5.1 图I1= - 4Al2= 6Al3= 10AU1= 140VU2=-U3= 60VU4=-90V U5=30V1 试标出各龟流的实际方向和各电压的实际极性。2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?解：2 元件 1，2 为电源；3，4，5 为负载3P1= :U111=:140X(- 4)W = - 560W电源发出功率PEP2=U2I2= :(-90

2、)X6W = - 540WP3=U3I3=:60X10W = 600WP4=U4I1= :(-80)X(- 4)W =320W P5= U5I2= 30X6W = 180WP1+ P2= 1100W负载取用功率 两者平衡1.5.2在图 2 中，已知 11= 3mA,l2= 1mA.试确定电路元件 3 中的电流 h 和其两端 电压 U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。P = P3+ P4+解 首先根据基尔霍夫电流定律列出22R2I；= 20X12mW = 20mWPR1R11了= 10X32mW = 90mWPR2-Il+ 12- I3=0-3 + 1 -丨3= 0可求得丨

3、3二-2mA, 13的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得U3= (30 + 10X103X3X103)V = 60V其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件 3电流 13从“ +端流出，故为电源；80V 元件电流 D 从“ +端流出，故为电源；30V 元件电流 11从“ +端流出，故为负载。2 从电压和电流的参考方向判别：电路元件 35 和 I3的参考方向相同 P = U3I3= 60X（- 2）X10-3W =-120X10-3W （负值），故为电源；80V 元件U2和 12的参考方向相反 P = U2I2= 80X1X10-3W =80X10-3

4、W （正值），故为电源；30V 元件U1和 I1参考方向相同 P = U1I1= 30X3X10- 3W = 90X10-3W （正值），故为负载。两者结果一致。最后校验功率平衡：电阻消耗功率：图 2:习题 1.5.2 图电源发出功率：30U0= E = 30.03VPE= U2I2+ U3I3= (80 + 120)mW = 200mW负载取用和电阻损耗功率：2 2P = U1I1+ R1I2+ R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW两者平衡1.5.3有一直流电源，其额定功率PN= 200W，额定电压UN= 50V。内阻 R0=0.5?，负载电阻 R 可以调节。其电路

5、如教材图 1.5.1 所示试求: 1 额定工作状态下的电流及负载电阻；2 开路状态下的电源端电压；3 电源短路状态下的电流。(2)电源开路电压 U0= E =UN+INR0= (50 + 4X0.5)V = 52VE 52电源短路电流IS= A = 104AR00.51.5.4有一台直流稳压电源，其额定输出电压为 30V ,额定输出电流为 2A，从空载 到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一(即？u =U0 - UN= 0.1%),试求该电源的内阻。UN解电源空载电压 U。即为其电动势 E，故可先求出 U。，而后由 U = E - R|，求 内阻 R。解额定电流IN=PN200A = 4A,

6、负载电阻 R =50也=聖?IN412.5?电源发出功率：30U0= E = 30.03VU0-UNUU0- 30由此得? U0.1 %1.5.6一只 110V、8W 的指示灯，现在要接在 380V 的电源上，问要串多大阻值的 电阻？该电阻应选多大瓦数的？解由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN和电阻RN:在 380V 电源上指示灯仍保持 110V 额定电压，所串电阻晋=卅=3700?其额定功率PN= RlN= 3700X(0.073)2W = 19.6W故可选用额定值为 3.7K?、20W 的电阻。1.5.8图 3 所示的是用变阻器 R 调节直流电机励磁电流 If的电路。设电机励磁绕组 的电

7、阻为 315?,其额定电压为 220V ,如果要求励磁电流在 0.350.7A 的范围内变 动，试在下列三个变阻器中选用一个合适的：(1)1000?、0.5A; (2)200?、1A; (3)350?、1A。解当 R = 0 时当 I = 0.35A 时R + 315 =220:630?0.35R = (630 -315)=:315?因此，只能选用 350?、1A 的变阻器。再由U = E - Rol30 = 30.03 - RoX 2得出Ro= 0.015?IN=PNUN110A = 0.073ARN=UNlN=1100.0731507?220 =315 =0.7A21.50+ft22ftV

8、A fjllS 云图 3:习题 1.5.8 图1.5.11图 4 所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片，粘附在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时，Rx的阻值随之而改变，这反映在输出信号 Uo上。在测量前如果把各个电阻调节到 Rx= 100?，R1= R?= 200?，R3= 100?，这时满足RR的电桥平衡条件，Uo= 0。在进行测量r时，如果测出：(1) Uo= +1mV ； (2) Uo= - 1mV ;试计算两种情况下的？Rx。U。极性的改 变反映了什么？设电源电压 U 是直流 3V。解(1) Uo= +1 mV图 4:习题 1.5.11 图应用基尔霍夫电压定

9、律可列出Uab+ Ubd+ Uda= 0Uab+ Uo-Uad= 0+3Rx+ 0.001 -Uo-OQ-+ u -21.50Rx+ 100(1)电路中电流I=1220104A = 21.2A因零件缩短而使 Rx阻值减小，即? Rx= (99.867 - 100)? = - 0.133?(2) Uo= - 1mV同理3Rx0.001 - 1.5 = 0Rx+ 100Rx= 10Q133?因零件伸长而使 Rx阻值增大，即? Rx= (100.133 - 100) ? = +0.133Uo极性的变化反映了零件的伸长和缩短。1.5.12图 5 是电源有载工作的电路。电源的电动势E = 220V，内阻

10、 R0= 0.2?;负载电阻 R1= 10?，R2= 6.67?;线路电阻 Ri= 0.1?。试求负载电阻 R2并联前 后：(1)电路中电流 I；电源端电压 U1和负载端电压匕;(3)负载功率 P。当负载 增大时，总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端和负载端的电压是如 何变化的？解R2并联前，电路总电阻R = R0+ 2R + R1= (0.2 + 2X0.1 + 10) ? = 10.4 ?解之得Rx= 99.867 ?图 5:习题 1.5.12 图P = U2I = 212X21.2W = 4490W = 4.49kWR2并联后，电路总电阻(1)电路中电流220A = 50A4.4电

11、源端电压U1= E - R0I = (220 - 0.2X50)V = 210V负载端电压(3)负载功率P = U2I = 200X50W = 10000W = 10 kW可见， 当负载增大后， 电路总电阻减小， 电路中电流增大， 负载功率增大， 电 源端电压和负载端电压均降低。1.6基尔霍夫定律1.6.2解由基尔霍夫电流定律可知，I = 6A由于设 Uab= 0，可得I1= - 1AI213=6A = 3A2电源端电压Ui= E - Rol = (220- 0.2X21.2)V = 216V负载端电压U2= RiI = 10X21.2V = 212V(3)负载功率R = Ro+ 2Ri+R1

12、R2=R1+ R2(0.2 + 2X0.1 +10X6.6710 + 6.67)? = 4.4 ?U2=R1R2IR1+ R210X6.6710 + 6.67X50V = 200V试求图 6 所示部分电路中电流 I11和电阻 R，设 Uab= 0。图 7:习题 1.7.4 图I4= I1+ |3= (- 1 + 3)A = 2AI5= I - I4= (6 - 2)A = 4AI5R = I4X11.7电路中电位的概念及计算1.7.4在图 7 中，求 A 点电位VA。解+50 VQ人10仏1-A/ajpb/r|a6丄-sov并得出图 6:习题 1.6.2 图I4I5=4? =.5?1020Ii

13、-I2-丨3= 0Ii50-VA10VA- (- 50)VA20将式(2)、 、代入式，得50 -VAVA+ 505VA= 0VA= - 14.3V1目录第 2 章 电路的分析方法3第 2.1 节 电阻串并联接的等效变换 . 3第 2.1.1题. 3 第2.1.6题. 6 第2.1.7题. 6 第节 电源的两种模型及其等效变换2.3.1题. 8 第2.3.2题. 9 第2.4.2题. 11 第 2.5节 结点电压法 . 12第 2.5.1 题2.1.8 题. 7 第 2.38 第2.3.4 题. 9 第 2.4节 支路电流法. 10第2.4.1题. 10 第12 第2Listof Figure

14、s1习题 2.1.1图. 32习题 2.1.2图. 43习题 2.1.3图. 44习题 2.1.5图. 65习题 2.1.7图. 76习题 2.1.8图. 77习题 2.3.1图. 88习题 2.3.2图. 99习题 2.3.4图. 910习题 2.4.1图. 1011习题 2.4.2图. 1112习题 2.5.1图. 1313习题 2.5.2图. 1314习题 2.5.3图. 1415习题 2.6.1图. 1516习题 2.6.2图. 1617习题 2.6.3图. 1718习题 2.6.4图. 182.5.2 题. 13 第2.5.3 题. 14 第 2.6节 叠加定理14 第2.6.1题2

15、.6.2题2.6.3题2.6.4 题. 14 第15 第. 16 第. 18 第 2.7节 戴维南定理与诺顿定理 . 19第2.7.1题. 19第2.7.2题. 19319习题 2.6.4图. 1820习题 2.7.1图. 1921习题 2.7.2图. 2022习题 2.7.5图. 2023习题 2.7.7图. 2124习题 2.7.8图. 2225习题 2.7.9图. 2326习题 2.7.10图. 2327习题 2.7.11图. 2442电路的分析方法2.1电阻串并联接的等效变换2.1.1在图 1 所示的电路中，E 3? ,R5= 1?，试求 13和 14。解图 1:习题 2.1.1 图本

16、题通过电阻的串联和并联可化为单回路电路计算。R1和巳并联而后 与 R3串联，得出的等效电阻 R1,3,4和 R2并联，最后与电源及 R5组成单回路电路，于是得出电源中电流ER1R4、R2(R3+)R5+- - R1+ R4,R5R1R4、R2+ (R3+)R1+ R466X33X(4 +)1+ -(6 + 3)3 + (4 +而后应用分流公式得出丨3和IR23X2A =2 :-A3=R3+1 R1R46 X336V，R1= 6?，R2= 3?，R3= 4?，R4=2A6X3)6 + 3)5R1+ R46 + 3R1I=6 2414=-A-R1I3一-XA一+ R46 + 33914的实际方向与

17、图中的参考方向相反。62.1.2有一无源二端电阻网络图 2 (a),通过实验测得：当 U = 10V 时，I =2A;并已知该电阻网络由四个 3?的电阻构成，试问这四个电阻是如何连接的？解按题意，总电阻为R =r=7? = 5?四个 3?电阻的连接方法如图 2 (b)所示2.1.3在图 3 中，Ri= R2= R3= R4= 300?，R5= 600?，试求开关 S 断开和闭和 时 a 和 b之间的等效电阻。解图 3:习题 2.1.3 图当开关 S 断开时，R1与 R3串联(b)图 2:习题 2.1.2 图7后与 R5并联，R2与 R4串联后也与 R5并联，故8(R1/R2)+ (R3R4)R

18、511+R5R1R2R3R4-+ -R1+ R2R3+ R41=1600+300X300_300X300 +300+ 300300+ 300=200?2.1.5图 4(a)所示是一衰减电路，共有四挡。当输入电压U1= 16V 时，试计算各挡输出电压 U2。解a 挡：U2a= U1= 16Vb 挡：由末级看，先求等效电阻 R 见图 4(d)和(c)R0=(45 + 5)X55 ?= 275 ? = 5 ?同样可得R00= 5 ?。(45 + 5) + 5.555.5于是由图 4(b)可求 U2b， 即卩U116U2b=-X5X5V -:1.6V45 + 550c 挡：由图 4(c)可求 U2c，

19、即U2b1.6U2c=X5 - , ”X5V -:0.16V45 + 550d 挡：由图 4(d)可求 U2d，即U2c0.16U2d一 -X5 -X5V -:0.016V45 + 550RabR5(Rl+ R3)(R2+ R4)11+6001+300+ 3001300+ 300200?当 S 闭合时， 则有Rab围为-5V+5V 的调压电路9=550 x12=350+ 550+ 270=5.64V当箭头位于 Rp最上端时，氏取最大值R2+ RpUiRi+ R2+ Rp550 + 270 xi2350 + 550 + 270 8.4iV由此可得 U2的变化范围是：5.648.41V2.1.7试

20、用两个 6V 的直流电源、两个 1k?的电阻和一个 10k?的电位器连接成调压范2.1.6图 4:习题 2.1.5 图下图所示电路是由电位器组成的分压电路，电位器的电阻边的串联电阻 Ri= 350? , R2= 550?。设输入电压 Ui压氏的变化范围。RP= 270 ?，两12V，试求输出电解当箭头位于 Rp最下端时，6 取最小值U2minRiR2+ R2+ RpUiU2max10图 5:习题 2.1.7 图所联调压电路如图 5 所示。I =6 -(- 6)= 1x10-3A = 1mA(1 + 10 + 1)x103当滑动触头移在 a 点U = (10 + 1)X103x1x10-3- 6

21、V = 5V当滑动触头移在 b 点U = (1X103X1X10-3- 6)V = - 5V2.1.8在图 6 所示的电路中，Rp 1和 Rp 2是同轴电位器，试问当活动触点 a, b 移到最 左端、最右端和中间位置时，输出电压 Uab各为多少伏？解图 6:习题 2.1.8 图同轴电位器的两个电位器 Rp 1和 Rp 2的活动触点固定在同一转轴上，转动转轴时两个活动触点同时左移或右移。当活动触点a, b 在最左端时，a 点接电源正极，b 点接负极，故 Uab= E = +6V ;当活动触点在最右端时，a 点接电源负 极，b 点接正极，故 Uab= - E = - 6V ;当两个活动触点在中间位

22、置时，a，b 两 点电位相等，故Uab= 0。80W = 20W + 20W + 40W112.3电源的两种模型及其等效变换2.3.1在图 7 中，求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率解图 7:习题 2.3.1 图设流过电阻 Ri的电流为丨3I3=丨2- 11= (2 - 1)A = 1A理想电流源 1Ui= R1I3= 20X1V = 20VP1= U1I1= 20X1W = 20W(取用)因为电流从“ +端流入，故为负载。理想电流源 2U2=R1I3+R2I2=(20X1 + 10X2)V = 40VP2=U2I2=40X2W = 80W（发出）因为电流从“+端流出，故为电源。

23、电阻 R1PR1= R1I2=220X12W=20W电阻 R2PR2=R2I；=210X22W=40W校验功率平衡:2A图12:习题 2.3.4 图)? = 3?=(0.6 +92.3.2计算图 8(a)中的电流丨3。解计算本题应用电压源与电流源等效变换最为方便，变换后的电路如图示。由此得I =13=2.3.4计算图 9 中的电压 U5。解為=巧)盘产I儘0比屯IQ8(b)所=1 + 0.5 + 1 A = 1.2A2.51.2A = 0.6A2图13:习题 2.3.4 图)? = 3?=(0.6 +9将 Ui和 R1,2,3与 U4和 R4都化为电流源，如图 9(a)所示。Rl ,2,3=

24、Ri+R2R3R2+ R3图 10:习题 2.4.1 图14将图 9(a)化简为图 9(b)所示。其中Is= ISI+ IS2= (5 + 10)A = 15AR123R43 X 0.23= ?=RI,2,3+ R43 + 0.216R5I5= 1X45V = 2.37V192.4支路电流法2.4.1图 10 是两台发电机并联运行的电路。已知E1= 230V , R01= 0.5 ? , E2=226V，R02= 0.3 ?，负载电阻RL= 5.5 ?，试分别用支路电流法和结点电压法 求各支路电流。解kCZI16(b)Ro|5RoRo+ R516X15A =45A19U5图15:习题 2.4.

25、2 图(1) 用支路电流法11+ I2=ILEI= R0111+RLILE2= R0212+RLIL将已知数代入并解之，得11= 20A, I2= 20A, IL= 40A用结点电压法E1-+E2230226+U =R0R02_0.5031V = 220V111 11+-+-+R01R02RL0.50.35.511=E1-230 - 220AA0.5=20AUR01226 - 220A=20A12= :E2-=0.3 AUR02U =220 _ 1L=A = 40ARL5.52.4.2试用支路电流法和结点电压法求图 11 所示电路中的各支路电流，并求 三个电源的输出功率和负载电阻RL取用的功率

26、。两个电压源的内阻分别 为 0.8 ?和 0.4 ?。解i2tvQ H6V0h-1- Qb(1)用支路电流法计算 本题中有四个支路电流，其中一个是已知的，故列出 三个方程即可，即120 - 0.811+ 0.412- 116 = 0120 - 0.811- 411= 02.5.116I1+ I2+ 10 - I = 0解之，得1=9.38A2=8.75AI=28.13A(2) 用结点电压法计算120 116+ 10Uab=_4 V = 112.5V+ -0.80.44而后按各支路电流的参考方向应用有源电路的欧姆定律可求得1120- 1125089.38A116 - 112.5048.75AUa

27、bRL= 28.13A4(3) 计算功率三个电源的输出功率分别为P1= 112.5X9.38W = 1055WP2= 112.5X8.75W = 984WP3=112.5X10W = 1125WP1+ P2+ P3= (1055 + 984 + 1125)W = 3164W负载电阻RL取用的功率为P=112.5X28.13W =3164W 两者平衡。2.5结点电压法试用结点电压法求图 12 所示电路中的各支路电流解I217la和 lc的实际方向与图中的参考方向相反。2.5.2用结点电压法计算图 13 所示电路中 A 点的电位。解+50 Vllsb 1200O丄-50 V图 13:习题 2.5.

28、2 图图 12:习题 2.5.1 图UO0O25100+ +50501 1 + + 505025-5 V = 50V5025 - 5050-A = - 0.5AlbIc100- 505025 - 50501AA = - 0.5A1850- 50+ VA=110151V = - 14.3V+ + _505202.5.3电路如图 14(a)所示，试用结点电压法求电阻RL上的电压 U ,并计算理想电流 源的功率。解将与 4A 理想电流源串联的电阻除去(短接)和与 16V 理想电压源并联的 8?电阻除去(断开)，并不影响电阻RL上的电压 U，这样简化后的电路如图 14(b)所示，由此得/ 164 +-

29、U = 1V = 12.8V+ + -448计算理想电流源的功率时，不能除去 4?电阻，其上电压 U4= 4X4V = 16V，并 由此可得理想电流源上电压 Us= U4+ U = (16 + 12.8)V = 28.8V。理想电流源 的功率则为Ps= 28.8X4W = 115.2W （发出功率）2.6叠加定理2.6.1在图 15 中，当将开关 S 合在 a 点时，求电流 11、丨2和；当将开关 S 合 在b 点时，利用的结果，用叠加定理计算电流丨1、12和 Ao解图 14:习题 2.5.3 图19图 15:习题 261 图当将开关 S 合在 a 点时，应用结点电压法计算:130120+ -

30、22 V = 100V+ + -224100A = 25A4当将开关 S 合在 b 点时，应用叠加原理计算。在图 15(b)中是 20V 电源单独作用时的电路，其中各电流为202X4A=6A2 +2 + 42X6A = 2A2 + 411= (15 - 4)A : =11A12= (10 + 6)A =16A13= (25 + 2)A =27A2.6.2电路如图 16(a)所示，E =12V，=R2=R3=130V 和 120V 两个电源共同作用 电流，于是得出R4，Uab= 10V。若将理想Ii130 - 100A =15AI0X6A = 4A2 + 4I30(20V 电源除去)时的各电流即

31、为(1)中的(a)J;电压源除去后图 16(b),试问这时 Uab等于多少?解图 16:习题 2.6.2 图 将图 16(a)分为图 16(b)和图 16(c )两个叠加的电路，贝 U 应有Uab= Ub+ U00U0b= (10 - 3)V = 7V2.6.3应用叠加原理计算图 17(a)所示电路中各支路的电流和各元件(电源和电阻)两端的电压，并说明功率平衡关系(1)求各支路电流 电压源单独作用时图 17(b)E10AI =A = 2A2| 4R + R1 + 400240E10A=2A13 - A =R3 50E=.0I2+ I316 (2 + 2)A = 4ApGU00=ab=R3E =

32、R1+ R2+ R3+ R41X12V =3V(b)(c17电流源单独作用时图 17（c）两者叠加，得可见，电流源是电源，电压源是负载。（2）求各元件两端的电压和功率电流源电压 Us= Riis+ R4l4= （2X10 + 4X4）V = 36V 各电阻元件上电压可应用欧姆定律求得电流源功率 Ps= Usls= 36X10W = 360W （发出）电 压源功率PE= ElE= 10X4W = 40W （取用） 电阻 Ri功率PRI= Riis= 2X102W = 200W（损耗）电阻 R2功率PR2= R2l2= 1X62W = 36W（损耗）图 17:习题 2.6.3 图亠匕=R2+ R4

33、4X10A = 8A1 + 400R2Is4=R2+ R4IS00,00=8AE=I2003-000300400E(2 - 8)A = - 6A(2 + 0)A = 2A(2 + 2)A = 4A(4 - 8)A = - 4A.00I21X10A = 2A1 + 4+o E18PR3= R3I3= 5X22W = 20W (损耗)PR4= R4I2= 4X42W = 64W (损耗)264图 18 所示的是 R - 2RT 形网络，用于电子技术的数模转换中，试用叠加原理 证明输出端的电流 I 为图 18:习题 2.6.4 图3ff0訓2#2屮图 19:习题 2.6.4 图本题应用叠加原理、电阻

34、串并联等效变换及分流公式进行计算求证。任何一 个电源UR起作用，其他三个短路时，都可化为图 19 所示的电路。四个电源从右 到左依次分别单独作用时在输出端分别得出电流：URURURUR3RX2,3RX4，3RX8,3RX16所以UR+UR+UR+UR3RX21 +3RX22 +3RX23 +3RX24UR3小2c0、E(2 + 2 + 2 + 2)电阻 R3功率电阻 R4功率两者平衡。花(23 + 22 + 21 + 20)192.7戴维南定理与诺顿定理2.7.1应用戴维宁定理计算图 20(a)中 1?电阻中的电流。解图 20:习题 2.7.1 图将与 10A 理想电流源串联的 2?电阻除去(

35、短接)，该支路中的电流仍 为 10A；将与10V 理想电压源并联的 5?电阻除去(断开)，该两端的电压仍 为 10V。因此，除去这两个电阻后不会影响 1?电阻中的电流 I，但电路可得到简 化图 20(b)，计算方便。应用戴维宁定理对图 20(b)的电路求等效电源的电动势(即开路电压U0)和内阻 R。由图 20(c)得U0= (4X10 - 10)V = 30V由图 20(d)得所以 1?R0= 4?电阻中的电流2.7.2应用戴维宁定理计算图 21 中 2?电阻中的电流 IU0R0+ 1304 + 1A = 6A闾IOA20解21图 21:习题 2.7.2 图求开路电压 Uabo和等效电阻 Ro

36、。12 - 6 Uab0= Uac+Ucd+ Udb= (- 1X2 + 0 + 6 + 3X)V = 6V3 + 63X6cRo= (1 + 1 +亍)？= 4?由此得6I = A = 1A2 + 42.7.5用戴维宁定理计算图 22(a)所示电路中的电流 I解图 22:习题 2.7.5 图(1)用戴维宁定理将图 22(a)化为等效电源，如图 22(b)所示。120 V22(2)由图 22(c)计算等效电源的电动势 E,即开路电压 UoUo= E = (20 - 150 + 120)V = - 10V(3)由图 22(d)计算等效电源的内阻 RoRo= 0(4)由图 22(b)计算电流 II

37、 =E=- 1(A = - 1ARo+ 10102.7.7在图 23 中，(1)试求电流 I ; (2)计算理想电压源和理想电流源的功率，并说明是取用的还是发出的功率。解图 23:习题 2.7.7 图(1)应用戴维宁定理计算电流 IIE= I4- I = (| - 2)A = - o.75AIE的实际方向与图中相反，流入电压源的“ +端,故该电压源为负载。PE= 5Xo.75W = 3.75W(取用)理想电流源的电压和功率为Us= 2X5 + 3(5 - 2)V = 19VPs= 19X5W = 95W(发出)UaboRoI(2)理想电压源的电流和功率(3X5 - 5)V = 1ov3?1o2

38、 + 32A23(1)应用戴维宁定理求ILE = Uabo= U - R3I = (32 - 8X2)V =16V Ro= R3= 8?IL=E168A =0.5ARL+ R024 +(2)应用诺顿定理求 ILIS=IabS=谭-2)A=2AILR0Io8X2A =0.5A=RL+IS一24 + 82.7.9电路如图 25(a)所示，当 R = 4?时，I = 2A。求当 R = 9?时，I 等于多少?解把电路 ab 以左部分等效为一个电压源，如图 25(b)所示，则得I =二Ro+ RRo由图 25(c)求出，即R0= R2/R4= 1?所以E = (R0+ R)I = (1 + 4)X2V

39、 = 10V当 R = 9?时10I = A = 1A2.7.8(2)用诺电路如图 24(a)所示，试计算电阻RL上的电流IL；用戴维宁定理; 顿定理。解图 24:习题 2.7.8 图241 + 925-24V = - 2V+ -63Vb= 8 - (- 2)V =10V(2)求 ab 间开路后其间的等效内阻 Ro2.7.10图 25:习题 2.7.9 图试求图 26所示电路中的电流 I。用戴维宁定理计算。(1)求 ab 间的开路电压 Uoa 点电位 V 可用结点电压法计算Va=+62448+6V= 8V16b 点电位12+Vb= 1+ 2 |Uo= E = Va-aH2V0图 26:习题 2

40、.7.10 图6 V26将电压源短路后可见，右边三个 6?电阻并联，左边 2?，6?, 3?三个电阻27也并联，而后两者串联，即得闾OI何图 27:习题 2.7.11 图有源二端网络可用等效电源代替，先求出等效电源的电动势 E 和内阻 Ro(1)由图 27(a)可知，有源二端网络相当于开路，于是得开路电压E = Uo= 4V由图 27(b)可知，有源二端网络相当于短路，于是得短路电流11=IS= 1A由开路电压和短路电流可求出等效电源的内阻于是，由图 27(c)可求得电流 I1Ro=1111+ + -263k? = (2 + 1)k? = 3k?求电流 IUoRo+ R尹尹乔 A =210-3

41、A =2mA2.7.11两个相同的有源二端网络 N 和 N0联结如图 27(a)所示，测得 U1= 4V。若联结 如图 27(b)所示，则测得 11= 1A。试求联结如图 27(c)所示时电流 I1为多少？解128I1=A = 0.8A4 + 1251目录第 3 章 电路的暂态分析3第 3.2 节 储能元件与换路定则 . 3第 3.2.1题. 3 第节 RC 电路的响应3.3.1题. 5 第3.3.3题. 5 第第 3.4.1 题节 RL 电路的响应 . 13第 3.6.1题. 13第 3.6.2题. 143.2.2 题. 4 第 3.35 第3.3.4 题. 6 第 3.4节 一阶线性电路暂

42、态分析的三要素法. 73.4.2题3.4.3题10 第11 第12 第 3.62第 3.6.4题. 16第 3.6.5题. 17List of Figures1习题 3.2.1图. 32习题 3.2.2图. 43习题 3.3.1图. 54习题 3.3.3图. 65习题 3.3.4图. 66习题 3.4.1图. 77习题 3.4.2图. 88习题 3.4.2图. 99习题 3.4.3图. 1010习题 3.4.4图. 1111习题 3.4.5图. 1212习题 3.4.5图. 1313习题 3.6.1图. 1414习题 3.6.2图. 1515习题 3.6.4图. 1616习题 3.6.5图.

43、1723Uc(O+)i(0+)i( %)Uc(O6 -)=6V26 +6A= 03电路的暂态分析3.2储能元件与换路疋则3.2.1图 1 所示各电路在换路前都处于稳态稳态值 i( 3).解，试求换路后其中电流 i 的初始值 i (0+)和图 1:习题 3.2.1 图(1)对图 1(a)所示电路(2)对图 1(b)所示电路00/ 00!6A()小6V沏O“V-3 WL(0+)=:iL(0-)=2A =3Ai(0+)=2X3A =1.5A2 + 2i(3)=: 6X21X-A =2=3A2 + 2i4iL &)UC &)is)10X15V = 7.5V10 + 10亠A=3A对图

44、1(c)所示电路iLi(O+) = iLi(0-) = 6AiL2(0+)= iL2(0-) = 0i(0+)= iLi(O+) - iL2(0+) = (6 - 0)A = 6Ai( %) = 0对图 1(d)所示电路6、,uc(0+) = uc(0-) = 2+2 % 2V = 3V6 - 3i(0+) =A = 0.75A2 + 2i( )=6A = 1A2 + 2 + 23.2.2图 2 所示电路在换路前处于稳态，试求换路后 iL, Uc和 is的初始值和稳态值解图 2:习题 3.2.2 图5iL(0+)=:iL(0-)=1515X3010 + 10 +cc15 + 3030X30 +

45、A =X30A =:1A15230 + 15Uc(0+)=:Uc(0-)=(15 -10X0.5)V =：10VUc(0+)101 2iS(0+)=:i1(0+)-iL(0+)=10-iL(0+)=:(-10)A = -A3330?电阻被短接，其中电流的初始值为零6 + 36时间常数T=RC = 5X103X2X10-6s = 0.01s本题求的是零输入响应（电流源已被短接），故得Uc=i1=丄UeT= 60e 001 = 60e- 100tVtducU0-60- 100t-C = eT=edt R5X10312e-100tmA3.3.3电路如图 4 所示，在开关 S 闭合前电路已处于稳态，求

46、开关闭合后的电压 Uc解Uc(0+)=Uc(0-) = 6X103X9X10- 3V = 54VT=X103X2X10-6s = 4X10-3s3.3 RC电路的响应3.3.1在图 3 中，I = 10 mAR = 3k?, R2= 3k?, R3= 6k?, C = 2 疗。在开关 S 闭合 前电路已处于稳态。求在 t 0 时 uc和 h ,并作出它们随时间的变化曲线。解uc(O+) = uc(0-) = R3I = 6X103X 10X10- 3V = 60V = Uo与电容元件串联的等效电阻R = R1+R2R3R2+ R3(3 +=5k?图 5:习题 3.3.4 图7图 4:习题 33

47、3 图本题是求全响应 Uc:先令 9mA 理想电流源断开求零输入相应 u0;而后令比(0+)=0 求零状态响应 U00最后得 Uc=0 , 00:Uc+Uc。ttuC=U0eT=54e 4x103V = 54e250tV00Uc=U(1 - e tT) = 18(1 -e250t)V式中U =Uc0)=3x63x103x9x10-3V= 18V3 + 6Uc=(18 + 36e一2503.3.4有一线性无源二端网络 N 图 5(a)，其中储能元件未储有能量，当输入电 流 i9 mA图 5:习题 3.3.4 图8其波形如图 5(b)所示后，其两端电压 u 的波形如图 5(c)所示。(1)写出 u

48、 的指数 式；(2)画出该网络的电路，并确定元件的参数值。解2X10-3s9(1)由图 5(c)可得t = 0T寸 tu =2(1 - eT)Vu( T =2(1 - 0.368)V = 2X0.632V = 1.264Vt =TX时(t - 1)u =1.264eTV该网络的电路如图 5(d)所示。因3.4一阶线性电路暂态分析的三要素法3.4.1在图 6(a)所示的电路中， u 为一阶跃电压， 如图 6(b)所示， 试求 i3和 uc。设 uc(0-)= 1V解图 6:习题 3.4.1 图应用三要素法计算(1)求 uc1 +2X2X103X1X10- 6s2 + 2u(x) = RiRX1

49、= 2=2V R= 2?T=RC 1 = 2CC = 0.5Fuc(0+)uc(0-) = 1Vu410ti3= i3(x) + i3(0+) - i3(x)6 T=1 + (3- 1)e500tmA = (1 - 0.25e_ 500t)mA3.4.2电路如图 7 所示， 求 t 0 时(1)电容电压 Uc, (2)B 点电位VB和(3)A 点电位VA的 变化规律。换路前电路处于稳态。解图 7:习题 3.4.2 图(1) 求 t 0 时的电容电压 Uc由此得tUc= Uc(x) + Uc(O+) - Uc(x)6_Tt=2 + (1 - 2)e 2X103V = (2 - e- 500t)V

50、求i3i3(0+)=i3(x)=U(uc(0+)2+1111+ - + -2121R341+2 11 1+ - +2 13mA4由此得u _R1+ R3mA=1mA11t = 0-和 t = 0+的电路如图 8(a)、(b)所示，由此得6 - (-6) - 112图 8:习题 342 图tuc= 1.5 + (1 - 1.5)e 0.44X10-6V=(1.5 - 0.5e-2.3X106 t)V求 t 0 时的 B 点电位VB? ?6 - (- 6) - 13VB(0+) =6 -3X10X103V(10 + 25)X103=(6 - 3.14)V = 2.86V? ?VBL)=6 -上 -

51、X10X103V(10 + 5 + 25)X103=(6 - 3)V = 3V故VB= 3 + (2.86 - 3)e-2.3X106 tV=(3 - 0.14e-2.3X106 t)V注意：(1)VB(0-)=0,而VB(0+)= 2.86V =VB(0-); (2)在 t = 0+的电路中，电阻 10k?和 25k?中通过同一电流，两者串联，而电阻 5k?中通过另 一电流，因此它与 10k?或 25k?不是串联的，在 t = %的电路中，三者才 相串联；在 t = 0+的电路中，计算电阻 10k?或 25k?中电流的式子是Uc(O+)Uc(O-)=0 - (- 6)(5 + 25)X103

52、X5X103V = 1VUc(x)=T=6 - (- 6)(10 + 5 + 25)X103X5X103V = 1.5V(Ri+ R3)/R2C = 0.44X10_ 6s+6V( (6 V6 - (-6) - 113(10 + 25AX10314(3) 求 t 0 时 A 点电位VA15VA(0+)6 - (- 6) - 1 (10 +25)X103X25X103+ (- 6) VVA)(7.86 - 6)V = 1.86V ?6 - (- 6)(10 + 5 + 25)X103X25X103+ (- 6) V(7.5 - 6)V = 1.5V故VA= 1.5 + (1.86 - 1.5)e-2.3X1c6 fV=(1.5 + 0.36e-23X106t)v3.4.3电路如图 9 所示，换路前已处于稳态，试求换路后(t 0)的 Uc解本题应用三要素法计算(1)确定初始值10 k2t=QIfJ lOkQ