电工与电子技术基础习题答案

1、第1章电路的基本定律与分析方法【思1.1.1 (a图U ab二IR二5x10二50V,电压和电流的实际方向均由a指向 bo (b图U ab = -IR = -5x10= -50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。 (c图U ab =IR = -5x10= -50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。(d图U ab = -IR = -(-5xl0 = 50V,电压和电流的实际方向均由a指向b。【思1.1.2】根据KCL定律可得(1 12= -I 1 = - 1A o(212 = 0,所以此时U CD二0,但VA和VB不一定相等，所以U AB不一 定等于零。【思1.1.3】这是一个参考方向问题，

2、三个电流中必有一个或两个的数值为 负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。【思1.1.4】(a图UAB二U 1+U2二-2V,各点的电位高低为VC > VB > V A o (b 图 U AB =U 1-U2 = -10V,各点的电位高低为 V B > VC > V A o(c 图 U AB 二 812-4x(1 二 0,各点的电位高低为 VD >VB(VA=VB> VC o【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。当电位器RW的滑动触 点C处于中间位置时，电位VC=0 ；若将其滑动触点C右移，则VC降低。【思1.1.6】 (

3、a当S闭合时,VB =VC =0, I =0e当S断开时，I = 1233+ = 2mA , VB 二 VC 二 2x3 二 6V。(b 当 S 闭合时，I = 63=2A, VB = 一 321+x2 = -2V o 当 S 断开时，I 二0, VB 二6 321+x2 = 4V o【思1.1.7根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是 负载。当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负 载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。可以根据元件电压与电流的正方向和功率的正、负来判别该元件是发出还是吸 收功率。例如某元件A电压、电流的正方

4、向按关联正方向约定，即将其先视为“负 载模型”，如图l-2(a所示，元件功率P二UI。设U二10V(电压实际方向与其正方 向一致，I二2A(电流实际方向与其正方向一致，U、I实际方向一致，P二UI二 10x2二20W>0(P值为正，可判断A元件吸收功率，为负载。设U二10V(电压实 际方向与其正方向一致，I二-2A(电流实际方向与其正方向相反，U、I实际方 向相反，P 二 UI 二 10x(-2 = -20W < 0(P 值为负，可判断A元件发出功率，为电源。同理，元件B电压、电流的正方向按非关联正方向约定，即将其先视为“电源 模型”，如图l-2(b所示，元件功率P二UI,若P =

5、UI >0(P值为正，可判断该元 件发出功率，为电源；若P =UI <(a0(P值为负，可判断该元件吸收功率，为负载。6V BI6V(b图1-1思考题1.1.5的电路图图1-2思考题1.7的电路图【思1.1.8 A元件的KVL方程为U二El-IR1二10V, A元件电压、电流 的正方向按非关联正方向约定，PA二IU二-10W <0,可判断其吸收功率，为负 载（其电压、电流实际方向一致。B元件的KVL方程为U二E2 + IR2二10V, B元件电压、电流的正方向按关 联正方向约定，PB =1U = -10W <0,可判断其发出功率，为电源（其电压、电 流实际方向相反。若由

6、U、I的正方向及其值正、负先判定它们的实际方向，则元件A、B为发 出还是吸收功率是很容易判断的。【思1.2.1 （1错°因为有载工作状态下的电压源、恒压源、电流源、恒流 源，如果在其两端电压的实际方向与流过它的电流实际方向相反，则向外电路发出 功率，为电源；反之，则由外电路吸收功率，为负载。（2错。两个电源等效的条件为它们具有相同的外特性（V-A特性，此题对任 意相同的外接电路都具有相同的电压、电流和功率。如图l-3（a和（b所示的恒压源和恒流源电路，它们外接相同的1Q电阻元件， 尽管此时它们输出相同的U、I、P,但它们并非等效电源。例如将电阻1Q增大 到2Q,两个电源输出的U、I、

7、P不再相等。+6V Rq +6VAo(a(b图1-3思考题1.2.1的电路图(3对。(4错.电源只对外电路等效，对内电路则不等效。(5错恒压源与恒流源之间不可以等效变换。【思 1.2.2 UR = - 10x2= -20V ； PE = 10x2 = 20W >0,非关联正方向， 它发出功率；SIP二-10x2二-20W <0,关联正方向，它发出功率。第1章电路的基本定律与分析方法【思123 (alS二69=1.5A, RS二6G,电流源的IS正方向向上。(b I S =3-410 = 0.5A, RS 二 4Q,电流源的 IS 正方向向下。(cE 二 5x5 二 25V, R0

8、二 5Q,电压源的E正方向向上。(dE =3x6-3=15V, R0二3Q,电压源的E正方向向下。【思124】利用等效电压源和电流源化简方法，可把教材图128化简为图1- 4(a和(b所示。其中,IS1=5A, IS2 = 2010二2A, IS二5-2二3A,再利用并联电阻分流原理可得I 3=- 223+R R R xl S 二一10105+x3 =-2A(a (b图14思考题1.2.4的电路图【思1.3.1 (1对。(2错。叠加原理只适用于电压和电流的叠加运算，不适用于功率的叠加运 算。(3对。(4错。应用戴维南定理求等效电压源内阻R0时，凡恒压源应短接，恒流源应 开路。【思132】根据叠

9、加原理可得，I与US成正比，所以，当US増大到30V 时，I等于3A。【思133】根据叠加原理可得，当电路仅将恒流源断开后，电压表的读数为U V 二 12-8 二4V。【思134】当开关S断开时，其等效电路图如图l-5(a所示，Rab二R5(R1 +R3 (R2 + R4。当开关S闭合时，其等效电路图如图l-5(b所示，Rab二R5(R 1R2 + R 3R4。1 1(a(b图1-5思考题1.3.4的电路图【思135】其等效电路图如图1-6所示,Rab二(44 + 3 6二3011G。【思1.3.6其等效电路图如图17所示，R ab =8 +4 二 12G。图1-6思考题1.3.5的电路图图1

10、-7思考题1.3.6的电路图【思 137 】(aE UO 二 2+1x1 二 3V , R0 二 1G。(b E '二 U 0 二 24 24663-+x6 二 12V, RO 二 36 二 2G。(c E '二 U 0 二 1x4 + 10 二 14V , RO 二 4 + 4 二 8k(d E 1 = U 0 = 61030+xlO - 62040+x40 = -2.5V , R 0 二 30 10 + 2040 二 12562 由图 l-9(a 得 E' = U0=10-lx4 = 6V,由图 l-9(b 得 RO 二 4Q,由图 1- 9(c 得 I 二40R

11、RE+'二 642+二1A。【习题1.1【解】(1各电流、电压的实际方向如图1-10所示。(2从图1-10中可知，元件1、3、5上电流的实际方向与电压的实际方向相反，故为电源。元件2、4上电流的方向与电压的实际方向相同，故为负载。电源1、3、5上消耗的功率分别为P 1 二U II 1 二5x1 二 5W , P3 二 U3I2 二 4x2 二 8W , P 5 二 U 51 3 二 3x3 二 9W。 负载2、4上消耗的功率分别为P2 二 U2I 1 二 1x1 二 1W , P4 二 U4I3 二 7x3 二 21W。【习题1.2【解】(1从电路图可得.流过回路ABCDA的电流为I二

12、111 AC r R E U +- = 411828+- = 2A。由此可求出 E 2 = U AC + I (R 2 + R 3 + r 2= 28+2x(2+6+l =46V。(2 V A 二 E3 二 5VVB = V A - IR 1 = 5 - 2x4 = - 3V V B 二 El+Irl-UAC + V A = 18 +2x1 - 28 + 5= - 3V VC 二 VB - El -Irl 二 -3-18 - 2x1 二-23V 或 VC = -UAC + V A 二一 28 + 5 二 一 23VVD=VC-IR2=-23-2x2=-27Vo!cVD=Ir2-E2 + IR3

13、 + VA=2- 46+ 12 + 5 二一 27V第1章电路的基本定律与分析方法【习题13】【解】利用电源等效变换法化简后可得图MKa和图I-H(bo(a(b图1-10【习® 1.1各电流、电压的实际方向图图1-11【习题1.3】的图在图 l-ll(a 中，E3 二 ISR3 二 3x1 二 3V , IS1 =11RE 二252.二 1.25A。在图 l-ll(b 中,R0 =2121RRRR +二 56 二 1.2G, E 0 二 I SIR 0 二 1.25x1.2 二 1.5V。所以，I 二 5430320R RRREEE +卄+ = 7538112111351.+二 2A

14、。由 KCL 定律可得 I R3 二 I S -I =3-2= 1A , 所以，u 二IR3R 二(IS -IR3 二(3-2x1 二 IV。【习题1.4【解】根据弥尔曼定理可得Uab =4321332121111RRRRRERREE +-二 2324102012+-二 236104+4-= 12二2V【习题1.5】【解】由题可知，因本电路中有三个电源，故应用叠加原理解题分三步进行， IS2、IS1、E1单独作用时的等效电路分别如图l-12(a、(b、(c所示。由图 l-12(a得 U 1=321312SRRRRRI+ 由图 l-12(b得 U2 = 321211SRRRRRI+ 由图 l12

15、(c得U3 二-321321 (RRRRRE+ 根据叠加原理可得 U 二 U1+U2 + U3 二321312S R R R R R I + + 321211S R R R R R I + - 321321 (R R R R R E +二 321321211S 312S(RRRRRERRIRRI +-+6电工技术与电子技术基础(第三版(a图1-12 (b【习题1.5的图(c【习题 16【解】根据叠加原理可得Uab可看成为三个电源(E、IS1、IS2共同作用时， 在ab支路上产生的电压之和。当电压源E单独作用时的等效电路如图l-13(a所 示，可求得 二UabR3xE二1 X16二4VR1 R2

16、 R3 R44所以，将理想电 压源除去后，仅剩下两个电流源作用时的等效电路如图M3(b所示，+ Uab,即 U ab = Uab - U ab =12-4 = 8VO 根据叠加原理可得 Uab = U ab (a图1-13【习题1.6】的图(b【习题1.7】【解】首先求出支路R3的电流13。根 据戴维南定理，可把支路R3划出，其等效电压源的电动势E 和内阻R0的等效 电路分别如图l-14(a和图l-14(b所ZF。最后得到如图l-14(c所ZF的电路图。化简 和计算过程如下：(a图1-14 (b【习题1.7】的图(c第1章电路的基本定律与分析方法-7-IRE1 SI 1 RR1 R2由图1 -

17、14(a 得 E 二 U0 二 4=1OV11 R4R1 R2 由图 l-14(b 得 RO 二由图 l-14(c 得 13 二 R4(R1 R2 4 = kHRl R2 R4 3 10E15 = = mA 4 8 RO R3 43 所以，VA二I3R3二【习题1.8】 15x4二7.5V8【解】要求出支路R4的电流I,根 据戴维南定理，可把支路R4划出，其等效电压源的电动势E 和内阻R0的等效 电路分别如图l-15(a和图l-15(b所ZF。最后得到如图1-15(c所ZF的电路图。化简 和计算过程如下：在图M5(a中，先用叠加原理求通过R1的电流II,其电压源 U和电流源IS单独作用时的等效

18、电路分别如图l-15(d和图l-15(e所示。U 16 1 由图 l-15(d 得II 二二二 ARI R2 R3 84202 二由图 l-15(e 得Il ISR3 205 = = ARI R2 R3 84208 二所以,II = I 1+ II 159 + = A2889-lx3 = 4V8(R R3 R1 2 4 由图 1 -15(b 得 R0 二 R5 + 2 二 3 + 8x 二 9QR1 R2 R3 32 E 4 1 由图 l-15(c 得 I二二二 A RO R4 9 3 3 由图 l-15(a 得 E =UO = U-R1I1 -ISR5= 16-8x (a (b (c8电工技

19、术与电子技术基础(第三版(d图1-15【习题1.8】的图(e【习题 1.9【解】要求出支路R3的电流I。根据戴维南定理，可把支路R3划出，其等 效电压源的电动势E 和内阻R0的等效电路分别如图l-16(a和图l-16(b所示。 最后得到如图l-16(c所示的电路图。化简和计算过程如下：ER ( E E2 R2 15 134 1 由图 l-16(a 得 E 二 U0 二 1 +E2 34 二 + 13-二 12VR1 R2 R5 R4 1 1 1 1 由图 l-16(b 得 R0 二由图 l-16(c 得 I二 RRR1 R2 + 54 = 1QR1 R2 R5 R4E 12 = = 1.1AR0 R3 110 (a 图 1-16 (b【习题 1.9】的图(c【习题1.10【解】要求出支路R4的电压Uab,可先