有机化学-课件电路作业

1.5.1在图1.01中,五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，今通过实验测量得知I1=-

4A

，

I2=

6A

，I3=10A

，U1=140V，

U2=

-90V

，U3=60V

，U4

=-80V

，U5=30V。试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。判断哪些元件是电源？哪些是负载？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：1、2为电源，其他为负载。电源发出功率：P

=140×(-4)+(-90)×6=1000W负载取用功率:P=600+320+180=1000W1.5.2在图1.02中，已知I1=3mA，I2=1mA。试确定电路元件3中的电流I3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。解：∵I1+I3=I2∴I3=

I2-

I1=

-

2mAU3=U2

-

I2×20KΩ=U1+I1×

10KΩ=60V元件3为电源输出功率=80×1+60×2=200mW吸收功率=30×3

+10K×I12

+20K×I22

=90+90+20=200mW1.6.2

在图1.11所示的电路中，已知U1=10V，E1=4V，E2=2V，R1=4Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，1、2两点间处于开路状态，试计算开路电压U2。解：I

U1

E1

10

4

1AR1

R2

4

2U2

E2

R1I

E1

2

41

4

6V1.7.1

试求图1.12所示电路中A点的电位。解：

1AI

1

23VA

UAO

3

21

6

5VO1.7.2试求图1.13所示电路中A点和B点的电位。如将A、B两点直接连接或接一电阻，对电路工作有无影响？解：

8VAV

20

12

88

8VBV

16

4

441.7.3在图1.14中，在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。解：等效电路图变换当开关S

断开时：

0.89mAI

3

20

3.912

12VA

12

200.89

5.8V当开关S闭合时：

0.502mAI

20

3.912VA

3.90.502

1.96VVA

12

200.502

1.96V1.7.4

在图1.

15中，求A点电位VA。解：转换等效电路图I1I2I3VA=50-R1I1VA=R3I3VA=R2I2-501.7.5

在图1.

16中，如果15Ω电阻上的电压降为30V。其极性，试求电阻R及B点的电位VB。I1I2I3解：设电流的方向∵I1=30÷15=2A∴I2=I1+5=7AVB=100

-

30

-

5×7=35VI3=I2

–

2

-

3=2AR=35÷2=17.5Ω2.1.1

在图2

.01的电路中，E=6V，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，R4=3Ω，R5=1Ω

。试求I3和I4。解：6

314R

6

3

2R143

R14

R3

2

4

66

36

3

3

2

A6

31

6

33I

62

6

46

3

3

9

9

A34I

I

2.3.3

计算2.13中的电流I3。解：电源等值变换US=ISR4=2V

0.6

A3

12.5

21111111

111

23I

2.3.4

计算图2.14中的电压U5。解：R1

R1

3R2

R3R2

R3S1I

15

5

A32

10

AS

2I

0.2IS

IS1

IS

2

15AR

R1R4

3

0.2

0.187R1

R4

3

0.2E

IS

R

150.187

2.81V

2.37VR55R

R5U

解：求等值电路。I

2.81VU1

U

42

0.2

10444R

U1

20

0.2

R

R

R2

R3R2

R3

3R1

R1

2

3R

RR2

R3

0.187

0.32

30.2R1R441

RR0R

E

2.37VR5

R0R55U

2.4.2试用支路电流法或结点电压法求图2.17所示电路中各支路电流,并求三个电源的输出功率和负载电阻RL取用的功率。

0.8Ω和0.4Ω分别为两个电压源的内阻。解：列写结点电压方程120

116

100.8

0.4

4

112.5VUab1

1

1

0.8

0.4

120

112.5

9.38

AI0.8

116

112.5

8.75

A1I0.424I

112.5

28.1AP1

112.59.38

1055Wp2

112.58.75

984WPS

112.510

1125W接上页

3164WPL

4(112.5)2列写支路电流方程：I1+I2+10=I-120+116-0.4I2+0.8I1=0-116+4I+0.4I2=0OO’2.5.1

试用结点电压法求图2.18所示电路中的各支路电流。解:50

50

50VUOOaI

25

50

0.5A

100

50

1AIb50C5050I

25

50

0.5A2.6.1用叠加原理计算图2.19中各支路的电流。解：对于（1）图：∵c、d为等位点。（1）（2）baI

104

4

2

1AIad

Iac

Idb

Icb

0.5AIdc

0对于（2）同理a、b为等位点。

0.714

AcdI

4

4

6107

Abcdbac

Iab

0Iba

Iba

Iab

1A714A.0cd

dc

cd

ad

003..557

0.857

A

IIdIbIdbdbac0.50.

357

0.143A

IIcbIcIbbc2.6.4应用叠加原理计算图2.22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。I1I5I4IE解：

I1

IE

10

8A1

445I

010

2

A1

414I

51

4

I

I

10

2

A55I

10

2

AIE

I4

I5

4AI1I5I4IEI1

I1

I1

6A5

5

5I

I

I

2AI4

I4

I4

4AIE

IE

IE

4A电流源：10A

，US=2×10+1I1+5I5=36V，360W（输出）。电压源：-4A，10V，40W（输入）。1Ω：6A，6V，36W。2Ω：10A，20V，200W。4Ω：4A，16V，64W。5Ω：2A，10V，20W。2.7.1

应用

定理计算图2

.22中1Ω电阻中的电流。解：E=4×10－10=30VR0

=4Ω＋E—R01ΩI

6

AR0

1EI

2.7.3图2.24所示是常见的分压电路，试用定理分别求负载电流IL。定理和解：E

50

5050

220

110V0R

50

50

2550

50110

1.47

ALI

25

50ISS50I

2204.4

A50

500R

50

50

25IL

25

50

IS

1.47

A252.7.4

在图2.25,已知E1=15V,E2=13V,E3=4V,R1=R2=R3=R4=1Ω,R5=10Ω。当开关S断开时，试求电阻R5上的电压U5和电流I5；当开关闭合后，试用

定理计算I5。解：（1）I5=

0，U5=

0（2）

14V

E1

E2

RR1

R2ac22U

E

2VER3

R4R4bcU

3E

Uac

Ubc

12V

11

2

3

4R

R

R

RR1R2

R3

R40R

1.09

AR0

R5E110125I 2.7.5用

定理计算图2.26所示电路中的电流I。解：E=Uab=20－150＋120=-

10VR0=010I

10

1A3.2.1图3.01所示的是时间T=0

时电压和电流的相量图，并已知U=220V，I1=10A，I2=5√2A，试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。解：

i

1

210

sin(t

90 )

A0u

2220sin

tV02i

10sin(t

45

)AI0

1090

A1U

22000VI0

5

2

45

A23.7.1在图3.04所示的各电路图中，除A0和V0外，其余电流表和电压表的读数在图上都已标出（都是正弦量的有效值），试求电流表A0或电压表V0的读数。102

102

210A0解（a）

A

80V1002

6020（b）V

52

32

2A0（c）

A

210V102

1020（d）V

2I（e）

j10

5

j57.0745010000

1000

109000

j10041

450V

j10

10

j10

10

A 0000

10

(

j10)3.7.2

在图3.05中，电流表A1和A2的读数分别为I1=3A，I2=4A。设Z1=R，Z2=－jXc，则电流表A0的读数应为多少?设Z1=R，问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最大？此读数应为多少？设Z1=jXL，问Z2为何种参数才能使电流表A0的读数最小？此读数应为多少？解（1）32I

42

5A（2）Z2=

R

时，I

=

I1+I2

=7A2

C（3）Z=－jX

时，21I

1AI

I

U13.7.3

在图3.06中,I1=10A,I2=10√2A,U=200V,R=5Ω,R2=XL,试求I,XC,XL及R2。解：设01

290

A,

I

10 2

450

AI

10

1

2I

I

I

j10

10

j10

1000U1

U

RI

150V

U1

15

U1222

15,

z1IIXC222

2

L

z

R

2

X

2RR2

XL

7.53.7.4

在图3.07中,I1=I2=10A,U=100V,u及i同相,试求I,R,XC,及XL。解：设U11

22450

AI

I

I

j10

10

10II0

100

10

A20

1090

j10

A10∵u与i同相位，∴U

10045

V可画出电压相量图450U1ULU

L1001350V可得U1

LU

U

U

100

200VR

U1I2

U1

10

2

10

21IXC

5

2

ULIXL3.7.9

无源二端网络（图3.08）输入端的电压和电流为u

=220√2sin(314t+200)vi

=

4.4√2sin(314t-330)A试求此二端网络由两个元件串联的等效电路和元件的参数值，并求二端网络的功率因数及输入的有功功率和无功功率。解：U

220200V

,I

4.4

330

A4.4

2Z

0

0.cR

30,

XL

40P

UI

cos

580WQ

UI

.1V7a7r33.7.10有一RC串联电路，电源电压为u，电阻和电容上的电压分别为uR和uC，已知电路阻抗为2000Ω，频率为1000Hz，并设u与uC之间的相位差为300，试求R和C，并说明在相位上uC比u超前还是滞后。I解：画出相量图Z

2000

600

1000

j1732.1R

1000,

XC

1732.1UUC300600

0.1F12fXCC3.8.2

在图3.13中，已知U=220V，R1=10Ω，X1=10√3Ω，R2=20Ω，试求各个电流和平均功率。解：设U

22000V1Z

10

j10 3

20600

I0

11

60

A0220001Z

20601

URI0222022000

110

AU01

2

I

5.5

j9.5

11

19.05

30

AI

I

P

UI

cos(300

)

220

19.050.866

3630W3.8.4

在图3.15中已知R1=3Ω，X1=4Ω，R2=8Ω，X2=6Ω，u=220√2sin314tV，试求i1，i2和i。解：Z1=R1+jx1=3+j4=5∠53.10ΩZ2=R2+jx2

=8+j6=10∠36.90Ω

44

53.10

A553.102201I

220

22

36.90

A21036.90I

0

47.7

Aj13.2

65.41I

I

I

26.4

j35.2

17.6

122

sin(314t

53.10

)

Ai

442i

22

2

sin(314t

36.90

)

Ai

65.3

2

sin(314t

47.70

)

A3.8.6

求图3.17所示电路的阻抗Zab。解:

(a)

XL

L

10

10

106

5

51

1C

106

0.2106X

C

jX

L

(

jX

C

)

50

j10jX

L

jX

C

j5Zab(b)Z1Z2Z1

1

jL

1

j

1

j

0.5

0.5

j1

j

(1

j)(1

j)

2

j(1

j)

1(

j)

1

j

11(

j

1

)Z

CC2Zab

Z1

Z2

1

j

0.5

0.5

j

1.5

0.5

j3.8.7

在图3.18两图中的电流I。解（a）I

0

1.4145

A05

1000

20

5

j5 7.07

450（b）3

j4

j4

j4I

040

60

A4

900

3030003

3030

3.8.9

在图3.19所示的电路中，已知UC=1∠00V，求U。II2I1Z解：设电流的正方向

0.5900

A22

j2100

0.5A,

I

1100I

01 245

AI

I

I

0.5

j0.5

0.707

Z

2

j2

2 2450

U

ZI

UC100

2 2450

0.707450

2900

100

1

j2

563.40V3.10.2

某收音机输入电路的电感约为0.3mH，可变电容器的调节范围为25~360pF。试问能否满足收听中波段535~1605kHz的要求。解：2

LCf

1L=0.3mH，C1=360pF，C2=25pF

484.5KHz0.3

3.12410316201013

1f

.7KHzf2

2

3.14

0.能满足收听中波段535~1605kHz的要求。3.10.5有一R，L，C串联电路，接于频率可调的电源上，电源电压保持在10V，当频率增加时，电流从10mA（500Hz）增加到最大值60mA（1000Hz）。试求（1）电阻R，电感L和电容C的值；（2）在谐振时电容器两端的电压UC；（3）谐振时磁场中和电场中所储的最大能量。

166.760

103U

10解：R

Imax

R2

98610

103Z

21Uf

500

Hz,

Z

1K

,

X

当f2

1000Hz列方程：

98612f

c1112fL

（1）

022f

C22f

L

（2）从方程（2）可得：62802

LC

1代入方程（1）中

9862f1L

162802

L2f9420

L

986

L

0.105H

,

C

0.24F

QU

0

LU

1000

6.28

0.105

10

39.6VR

166.7UC

1

0.24

106

(39.6

2)22

3.8104

Jcmm2max2

2W

1

LI

2

1

CU4.2.1

有一三相对称负载,其每相的电阻R=8，感抗XL=6Ω。如果将负载连接成星形接于线电压UL=380V的三相电源上，试求相电压、相电流及线电流。解：Z=8+j6=10∠36.90Ω

380

220V

UlUP3z

103

220

22

A

UPIPIl

IP

22A∵负载为星形连接∴4.2.2

图4.01所示的是三相四线制电路，电源线电压UL=380V。三个电阻性负载连接成星形，其电阻为RA=11Ω，RB=RC=22Ω。（1）试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；（2）如无中线，求负载相电压及中性点电压；（3）如无中性线，当A相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；（4）如无中性线，当C相断路时求另外两相的电压和电流；（5）在（3），（4）中

中性线，则又如何？解:(1)PU

380

220V

2000

ARAA322000A

UI

11RBBI

U

B220

1200

10

1222201200RUCCCI

0

10120

A22NIABC

I

I

I

20

IABIICNIAIBICIIN(2)22000

220

1200

2201200

54.900VN

N11

22

221

1

111

22

22

22000

54.900

165.1V220

1200

54.900

251.9

1310V

2201200

54.900

251.91310VUU

RAU

RBU

RCN’N’(3)

A相短路时AIBICI

17.3A223803IC

30

A3IB

IB

IC

IA

BUCUU

ABU

ABAICAIIA（4）C相断路N’IABICIIA

BR

RU

ABA

B

I

0

11.530

A

0CI

380

126.7VRA

RBRARAU

380

253VRA

RBRBRBU

N’IABICI（5）4.2.5在图4.02所示的电路中，三相四线制电源电压为380/220V，接有对称星形连接的白炽灯负载，其总功率为180W。此外，在C相上接有额定电压为220V，功率为40W功率因数COSφ=0.5

的日光灯一支。试求电流A

B

C

NI

,I

,I

及IA。设

U

22000V。解：

I

60

0.273

AI

0.273

1200

ACBA220

I

0.27300

A0

0.273120

AIPCCU

220

220I

S

cos

80

0.364

AC00

0120

60

0.36460

AI

0.364

60,

0.2731200

0,364600

055385.30

AC

C

C

I

I

I

I

I

I

0.273

0.273

1200

0.55385.30

0.364600A B CNI4.4.2在图4.07中，电源线电压UL=380V。（1）如果图中各相负载的阻抗都等于10Ω，是否可以说负载是对称的？（2）试求各相电流，并用电压与电流的相量图计算中性线电流。如果中性线电流的参考方向选定得

路图上所示的方向相反，则结果有何不同？（3）试求三相平均功率P。解（1）不是对称负载（2）

220V

UlUP3IA01022000

220

A

22300

ACBI0

22

30

A,

INIA00B

C22

300

2230

0

I

I

I0

600

A

22P

PA

22022

4840WUCCIBUIAABUINI4.4.3

在图4.08中，对称负载联成三角形，已知电源电压

UL=220V，电流表读数IL=17.3A，三相功率P=4.5W，试求（1）每相负载的电阻和感抗；（2）当AB相断开时，图中各电流表的读数和总功率P；（3）当A线断开时，图中各电流表的读数

和总功率P。3Ul

IlS

6.6

47.10解:（1）

cos

P

4.5

4.5

0.68

2247.10

15

j16.110

47.10Z

10

A

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