《电工与电子技术基础》第1章直流电路习题解答(重庆科技学院免费

第1章直流电路及其分析方法习题解答

习题

1.1题1.1图所示电路由4个元件组成，电压电流的参考方向如图中所示。已知U1=–5V，U2=15V，I1=2A，I2=3A，I3=–1A。试计算各元件的电功率，并说明哪些元件是电源？哪些元

件是负载？

题1.1图

解：1元件：P1=U1I1=( 5)×2= 10（W）是电源。

2元件：P2=U2I2=15×3=40（W）是负载。

3元件：P3=U2I3=15×( 1)= 15（W）是电源。

4元件：P4= UI1= ( 5+15)×2= 20（W）是电源。

1.2求题1.2

图所示各元件的端电压或通过的电流。

题1.2图

解：(a)U= IR= 1×10= 10(V)(b)I=U 5== 1(A)R5

(c)U=IR=( 1)×10= 10(V)

有一电感元件L=0.1H，通过此电感的电流i随时间变化的波形如题1.3图所示，若1.3

电压uL与电流i

的参考方向一致，试画出电压的波形。

题1.3

图

2第1章直流电路及其分析方法习题解答

解：t=0~4ms时，di10==2.5dt4

di 10t=4~6ms时，== 5dt6 4uL=Ldi=0.1×2.5=0.25（V）dtdiuL=L=0.1×( 5)= 0.5（V

）dt

1.4有一电容元件C=10µF，其端电压u的波形题1.4图所示。若电流iC与电压u的参考方向一致，试画出流过电容的电流iC

的波形。

题1.4图

4dudu3==2×10==10×10 6×2×103=0.02（mA）iCC dt2×10dt

0dudu 6t=2~4ms时，==0==10×10×0=0（mA）iCC 3dt2×10dt

4dudu3 63t=4~6ms时，==2×10==10×10×2×10=0.02（mA）iCC 3dt2×10dt

0dudut=6~10ms时，==0==10×10 6×0=0（mA）iCC 3dt4×10dt

dudu 43 63（mA）t=10~12ms=iC= 2×10==10×10×( 2×10)= 0.02C 3dt2×10dt

0dudut=12~14ms时，==0==10×10 6×0=0（mA）iCC 3dt2×10dt解：t=0~2ms

第1章直流电路及其分析方法习题解答3

t=14~16ms时， 4dudu3 63== 2×10==10×10×( 2×10)= 0.02（mA

）iCC 3dt2×10dt

1.5已知电路如题1.5图（a）和（b）所示，试计算a、b两端的电阻。

解：(a)

由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：

则Rab=2+[(6//12)+6]//10=2+10//10=7（ ）

(b)

由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：

则Rab=6//6+4//6=3+2.4=5.4（ ）

1.6在题1.6图中，R1=R2=R3=R4=300 ，R5=600 ，试求开关S断开和闭合时a、b之间

的等效电阻。

题1.5图题1.6图

解：S断开时的电阻联接如图所示。

则Rab=R5//(R2+R4)//(R1+R3)=600//600//600=200（ ）

4第1章直流电路及其分析方法习题解答

S闭合时的电阻联接如图所示。

则Rab=R5//[R2//R1+R4//R3]=600//(150+150)=200（

）

1.7题1.7图所示的电路是一衰减电路，共有四挡。当输入电压U1=16V时，试计算各档输出电压U2。

解：a档：U2a=U1

=16V

b档：由末级看，先求等效电阻R[如图(c)和(b)]‘

R′=(45+5)×5.5275==5（ ）(4.5+5)+5.555.5

同理可得R′′=5（ ）

于是由图(a)可求U2b，即

U2b=

c档：由图（b）可求U2c，即U116×5=×5=1.6（V）45+550

第1章直流电路及其分析方法习题解答5

U2c=

d档：由图（c）可求U2d，即U2b1.6×5=×5=0.16（V）45+550

U2d=U2c0.16×5=×5=0.016（V）5045+5

1.8题1.8图所示的电路是由电位器组成的分压电路，电位器的电阻Rp=270 ，两边的串联电阻R1=350 ，R2=550 。设输入电压U1=12V，试求输出电压U2

的变化范围。

题1.7图题1.8图解：三个电阻中的电流为

I=12=0.01（A）350+270+550

550×12=5.64（V）350+270+550

550+270×12=8.41（V）350+270+550当滑动触点移到下方时U2=当滑动触点移到下方时U2=

1.9因此，输出电压U2的变化范围是5.64V-8.41V。题1.9图所示电路是电源有载工作的电路。电源的电动势E=220V，内阻Ro=0.2 ；负载电阻R1=10 ，R2=6.67 ；线路电阻RL=0.1 。试求负载电阻R2并联前后：（1）电路中的电流I；（2）电源端电压U1和负载端电压U2；（3）负载功率P。

解：[1]负载电阻R2并联前

负载电阻为：R=R1=10（ ）

E220==21.15（A）R0+2RL+R0.2+2×0.1+10

（2）电源端电压：U1=E IR0=220 21.15×0.2=215.77（V）（1）电路中的电流为：I=

负载端电压：U2=IR=21.15×10=211.5（V）

（3）负载功率为

P=I2R=21.152×10=4622.5（W）

6第1章直流电路及其分析方法习题解答

[2]负载电阻R2并联后R1R210×6.67==4（ ）R1+R210+6.67

E220（1）电路中的电流为：I===50（A）R0+2RL+R0.2+2×0.1+4

（2）电源端电压：U1=E IR0=220 50×0.2=210（V）

负载端电压：U2=IR=50×4=200（V）负载电阻为：R=

（3）负载功率为

P=I2R=502×4=10（KW）

1.10题1.10图所示电路中，已知I1=0.01A，I2=0.3A，I5=9.61A，试求电流I3、I4、I6。解：由KCL：I1+I2=I3I3+I4=I5I6=I4+I2

所以：I3=I1+I2=0.01+0.3=0.31（A）

I4=I5 I3=9.61 0.31=9.3（A）I6=I4+I2=9.3+0.3

=9.6

（A）

题1.9图题1.10图

1.11根据基尔霍夫定律求题1.11图所示电路中的电流I1和I2。

解：由KCL得：I1

=3+5=8

（A）I2=2 8= 6（A）

题1.11图题1.12图

1.12根据基尔霍夫定律求题1.12图所示电路中的电压U1、U2和U3。

解：由KVL得：U1= 5+2 4= 7（V）

U2= 5+2= 3（V）

U3= 10+4 5+2= 9（V）

1.13已知电路如图1.27所示，其中U1=15V，U2=65V，R1=5 ，R2=R3=10 。试用支路电流法，求R1、R2和R3三个电阻上的电压。

解：应用KCL和KVL列方程如下

第1章直流电路及其分析方法习题解答7

I1+I2=I3

I1R1+I3R3=E1

I2R2+I3R3=E2

代入已知数据得

I1+I2 I3=0

6I1+36I3=90

12I2+36I3=60

解方程可得

I1=3（A），I2=–1（A），I3=2（A）。

UR1=IR1=3×6=18（V）

UR2=I2R2= 1×12= 12（V）

UR3=I3R3=2×36=72（V）

1.14试用支路电流法，求题1.14图所示电路中的电流I1、I2、I3、I4和I5（只列方程，不求解）。

解：由KCL列两个方程

I1+I5=I3I2+I4=I5

由KVL列三个方程（绕行方向分别按顺时针、逆时针、逆时针）

I1R1+I3R3=U1I2R2+I4R4=U2I3R3 I4R4+I5R5=0

1.15试用支路电流法，求图1.45（a）电路中的电流I3

。

解：由KCL和KVL得：I1+I2=I3

所以I3=3（A）12I3+6I1=24I1= 2（A）由于I2=5A

1.16在题1.16

图所示的电路中，求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。

题1.14图题1.16图

解：I3=I2 I1=2 1=1（A）U1=I3R3=1×20=20（V）

U2=I3R1+I2R2=1×20+2×10=40（V）

8第1章直流电路及其分析方法习题解答

（消耗）P1=I1U1=1×20=20（W）

（消耗）PR1=I32R1=12×20=20（W）（产生）P2=I2U2=2×40=80（W）2（消耗）PR2=I2R2=22×10=40（ …… 此处隐藏：4728字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……