第1章 电路的基本分析方法 ---习题解答参考

1、1.8 习习 题题 1.2.1 如图如图1.8.1 所示，电流和电压均标注参考方向，五个元件所示，电流和电压均标注参考方向，五个元件代表电源或负载。通过实验测量已知：代表电源或负载。通过实验测量已知： 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。 试求：（试求：（1）判断哪些元件是电源？哪些是负载？）判断哪些元件是电源？哪些是负载？ （2）计算各元件的功率，并验证电源发出的功率和负）计算各元件的功率，并验证电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？载取用的功率是否

2、平衡？解：解：（1）元件）元件1，2 为电源；为电源； 3，4，5 为负载。为负载。 （2） 11 11404560(W)PU I 222906540(W)PU I 33 360 10600(W)PU I 44 1804320(W)PU I 55230 6180(W)PU I电源发出功率：电源发出功率： 125605401100(W)EPPP负载取用功率：负载取用功率： 345600320 1801100(W)PPPP功率平衡。功率平衡。（2） 11 11404560(W)PU I 1.2.2 在图在图1.8.2中，在开关中，在开关S断开和闭合两种情况下，试求断开和闭合两种情况下，试求A点点电

3、位。电位。 图图1.82 习题习题1.2.2的图的图解：解： S断开时断开时， VA =-5.8V； S闭合时闭合时， VA = 1.96V。 1.2.3 已知图已知图1.8.3电路中的电路中的B点开路，求点开路，求B点电位。点电位。 图图1.8.3 习题习题1.2.3的图的图 A(6/8)(4/2)2(V)(1/8)(1/2)V BA12 1012(V)SVVU 解：解： 1.2.4 如图如图1.8.4所示，已知所示，已知US=24V，IS=1A，试用电源等效变换法，试用电源等效变换法求电流求电流I。图图1.8.4 习题习题1.2.4的图的图 解解:步骤略。步骤略。 I=1.5A 1.2.5

4、 试用电压源与电流源的等效互换法求图试用电压源与电流源的等效互换法求图1.8.5中的电压中的电压UAB。图图1.8.5 习题习题1.2.5的图的图V12V66228ABU解：解： 1.3.1 如图如图1.8.6所示，方框所示，方框N表示一线性网络，若已知（表示一线性网络，若已知（1）U =10V，I =1A；(2) U =10V，I =-1A。 试问哪个网络吸收功率？哪个网络输出功率？试问哪个网络吸收功率？哪个网络输出功率？图图1.8.6 习题习题1.3.1的图的图 解：略。解：略。 1.3.5 如图如图1.8.7 所示，有一直流电源的额定功率所示，有一直流电源的额定功率PN = 200W，额

5、，额定电压定电压UN = 50V，内阻，内阻R0 = 0.5，负载电阻，负载电阻R 大小可以调节。大小可以调节。 试求：（试求：（1）额定工作状态下的电流及负载电阻；）额定工作状态下的电流及负载电阻； （2）电源开路状态下的电源端电压；）电源开路状态下的电源端电压； （3）电源短路状态下的电流。）电源短路状态下的电流。图图1.8.7 习题习题1.3.5图图解：（解：（1）额定电流）额定电流 NNN2004(A)50PIU负载电阻负载电阻 NN5012.54URI （2）电源开路电压）电源开路电压 0NN0504 0.552(V)UEUI R （3）电源短路电流）电源短路电流 S052104(A

6、)0.5EIR 1.3.6 如图如图1.8.8 所示，为电源有载工作的电路。已知电源电动所示，为电源有载工作的电路。已知电源电动势势E = 220 V，内阻，内阻R0 = 0.2；负载电阻；负载电阻R1 =10 ， R2 = 6.67；线；线路电阻路电阻 R l = 0.1 。在负载电阻。在负载电阻R2并联前后分别求：并联前后分别求： （1）电流）电流I ； （2）电源端电压）电源端电压1 U 和负载端电压和负载端电压U2 ； （3）负载功率）负载功率P 。当负载增大时，总的负载电阻、线路总电流、。当负载增大时，总的负载电阻、线路总电流、负载功率、电源端和负载的电压是如何变化的？负载功率、电源

7、端和负载的电压是如何变化的？R2并联前，电路总电阻并联前，电路总电阻 4 .10101 . 022 . 0210RRRRl（1）电路中电流）电路中电流22021.2(A)10.4EIR（2）电源端电压）电源端电压102200.2 21.2216(V)UER I负载端电压负载端电压 2110 21.2212(V)UR I（3）负载功率）负载功率 2212 21.24490(W)=4.49(kW)PU IR2并联前，电路总电阻并联前，电路总电阻 （1）电路中电流）电路中电流R2并联前，电路总电阻并联前，电路总电阻 （1）电路中电流）电路中电流（3）负载功率）负载功率 （1）电路中电流）电路中电流解

8、：解：R2并联前，电路总电阻并联前，电路总电阻 解：解：（3）负载功率）负载功率 （2）电源端电压）电源端电压R2并联后，电路总电阻并联后，电路总电阻 （1）电路中电流）电路中电流4 . 467. 61067. 6101 . 022 . 0221210RRRRRRRl22050(A)4.4EIR102200.2 50210(V)UER I1221210 6.6750200(V)106.67R RUIRR负载端电压负载端电压 2200 5010000(W)=10(kW)PU I 结论结论:可见当负载增大后，电路总电阻减小，电路中电流增大，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

9、增大，电源端电压和负载端电压均降低。负载功率增大，电源端电压和负载端电压均降低。1.4.1 如图如图1.8.9 所示，已知所示，已知US =5V， I 1=1A。求电流。求电流I 2 、I3 。1I3+1I25=0 I3=I21 解方程组得解方程组得: I2=3A， I3=2A 解：解：I3=I21 1.4.2 如图如图1.8.10 所示，已知所示，已知IS=1mA， R1 =5k，R2=R3 = 10k，求求A 点的电位及支路电流点的电位及支路电流I1 、I2。2SA32(2/)I4 V(1/)(1/)RVRRI1=VA/R3=0.4 mA I2=ISI1=0.6 mA 解：解： 1.4.3

10、 （1）如图）如图1.8.11 所示，两个电路中电流所示，两个电路中电流I5 和和I6 是否相等？是否相等？为什么？（为什么？（2）如图）如图1.8.12 所示，试求电路中所示，试求电路中A 点和点和B 点的电位。如点的电位。如将将A、B 两点直接连接或接一电阻，对电路的工作有无影响？两点直接连接或接一电阻，对电路的工作有无影响？（1）不相等）不相等 （2）电路包含左、右两个回路，对左边回路有）电路包含左、右两个回路，对左边回路有 1201(A)128I 得得 A188(V)VI对右边回路有对右边回路有 2162(A)44I A248VVI得得 可见，可见，A、B两点等电位，将两点等电位，将A

11、、B两点直接连接或接一电阻，两点直接连接或接一电阻，对电路的工作无影响。对电路的工作无影响。 解：解：得得 A188(V)VIA248VVI得得 1.4.4 如图如图1.8.13 所示，已知：所示，已知：IS1=0.1A，IS2=0.2A，R1=20，R2=10。分别求两个电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流。分别求两个电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输出功率？哪个电流源吸收功率？源输出功率？哪个电流源吸收功率？A1 . 02 . 01 . 0211SSIIIV220) 1 . 0(111RIUSV4102 . 020) 1 . 0(22112RIRIUSSW2 . 0)2(1 .

12、0111SSSUIPW8 . 042 . 0222SSSUIP电流源电流源IS1消耗功率；消耗功率； 电流源电流源IS2输出功率。输出功率。 解：解： 1.4.5 如图如图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 。用支路电流法求各支路电流，并计算各。用支路电流法求各支路电流，并计算各理想电压源吸收或发出的功率？理想电压源吸收或发出的功率？I1IS2= IS1I2 IS1I2I3=0 I2 R2US2I1R1US1=0 I11=2I2 2I2I3=0 4I2126I138=0 解：解：1.4.6 如图如图1.8.1

13、5 所示，用支路电流法求图中的未知支路电流所示，用支路电流法求图中的未知支路电流I。I1+I2=1 I2+I3=I 2I10+4I3=0 -4I3+10+2I22I1=0 解：解： 1.4.7 如图如图1.8.16 所示，已知所示，已知US1=224V，US2=220V，US3=216V，R1=R2=R3=50。用节点电压法计算电压。用节点电压法计算电压UNN 和电流和电流I1。S11S22S33N N123()()()224220216220 V(1)(1)(1)3U/ RU/ RU/ RU/ R/ R/ R+=+S1NN112242200.08 A50UUIR解：解： 1.4.8 如图如图

14、1.8.17 所示电路，已知所示电路，已知VC =12V, VE = 12V, R1 = R2 = R4 =1k， R3 = R5 =2k 。用节点电压法求各支路电流及电位。用节点电压法求各支路电流及电位 V A 、 V B 的电位值。的电位值。CE12A12312( 12)110V111111112VVRRVRRR 5BE452( 12)8V12RVVRR CA1112012mA1VVIRAE220( 12)12mA1VVIR A3300mA2VIRE445124mA1 2VIRR 解：解： 1.5.1 如图如图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。用叠加。用叠加原理计算原理计算R2中的电流中的电流I2。电压源单独作用电压源单独作用 S22460.1A4020UIRR 电流源单独作用电流源单独作用42S24200.30.1A4020RIIRRA2 . 01 . 01 . 0222 III解：解： 1.5.2 如图如图1.8.19 所示，当开关所示，当开关S 合在合在a 点时，求电流点时，求电流I1、I2、和、和I3；并讨论当开关；并讨论当开关S合在合在b 点时，利用前述的结果，用叠加定理计算点时，利用前述的结果，用叠加定理计算电流电流I1、I2 和和I3 ，会有什么结论。，会有

16、什么结论。I1=11AI2=16AI3=27A 解：过程略。解：过程略。 1.5.3 如图如图1.8.20 所示，试用叠加原理求电流所示，试用叠加原理求电流I1、I2、I3 及及36 电阻消耗的电功率电阻消耗的电功率P。 解：（解：（1）先计算）先计算90V电压源单电压源单独作用时的电流和电压，电路如图独作用时的电流和电压，电路如图(a)所示。所示。 190906(A)12 361561236I 23664.5(A)1236I 31261.5(A)1236I (a)（2）再计算）再计算60V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图电压源单独作用时的电流和电压，电路如图(b)所示。所示。 2603

17、.5(A)6 3612636I1363.53(A)636I363.50.5(A)636I（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 111633(A)III223.531(A)III 331.50.52(A)III（4）36电阻消耗的电功率为电阻消耗的电功率为 1443622323RIP(b) 1.6.1 如图如图1.8.21 所示，已知所示，已知E=16V，R1=8，R2=3，R3=4，R4=20，RL=3。分别用用戴维南定理和诺顿定理计算电阻。分别用用戴维南定理和诺顿定理计算电阻RL 上的上的电流电流IL。 IL=1/3A

18、解：略。解：略。 1.6.2 如图如图1.8.22 所所示，已知示，已知R1=8，R2=5，R3=4，R4=6，R5=12。用戴维宁定理求电用戴维宁定理求电流流I3。解：解：11OC550I RUI R1S5452AIUIRR0145/RRRReS03UIRR等效电阻等效电阻 电流电流 诺顿定理诺顿定理 短路电流短路电流 1.6.3 如图如图1.8.23 所示，试用戴维宁定理和诺顿定理分别求电流所示，试用戴维宁定理和诺顿定理分别求电流I。开路电压开路电压 解：解：1OC23260IUIA612)63()36(361IA612)63()36(632I等效电阻等效电阻 .)/()(R电流电流 5 . 55 . 4esUI诺顿定理诺顿定理 短路电流短路电流 1.6.4 如图如图1.8.24 所示