電工學(xué)(第七版上)電工技術(shù)課后答案(秦曾煌)編(最全).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除目錄第1章電路的基本概念與定律3第1.5節(jié)電源有載工作、開路與短路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.3題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.4題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.6題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.8題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.11題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7第1.5.12題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第1.6節(jié)基爾霍夫定律. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.6.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.7節(jié)電路中電位的概念及計(jì)算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10第1.7.4題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101List of Figures1 習(xí)題1.5.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 習(xí)題1.5.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 習(xí)題1.5.8圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 習(xí)題1.5.11圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 習(xí)題1.5.12圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 習(xí)題1.6.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 習(xí)題1.7.4圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 電路的基本概念與定律1.5 電源有載工作、開路與短路1.5.1在圖1中,五個(gè)元件代表電源和負(fù)載。電流和電壓的參考方向如圖中所示。今通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得知圖1: 習(xí)題1.5.1圖I1 = 4A I2 = 6A I3 = 10AU1 = 140V U2 = 90V U3 = 60VU4 = 80V U5 = 30V1 試標(biāo)出各電流的實(shí)際方向和各電壓的實(shí)際極性。2 判斷哪些元件是電源？哪些是負(fù)載？3 計(jì)算各元件的功率，電源發(fā)出的功率和負(fù)載取用的功率是否平衡？解:2 元件1，2為電源；3，4，5為負(fù)載。3 P1 = U1I1 = 140 (4)W = 560WP2 = U2I2 = (90) 6W = 540WP3 = U3I3 = 60 10W = 600WP4 = U4I1 = (80) (4)W = 320WP5 = U5I2 = 30 6W = 180W電源發(fā)出功率PE =P1 + P2 = 1100W負(fù)載取用功率P = P3 + P4 + P5 = 1100W兩者平衡1.5.2在圖2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.試確定電路元件3中的電流I3和其兩端電壓U3，并說明它是電源還是負(fù)載。校驗(yàn)整個(gè)電路的功率是否平衡。3解 首先根據(jù)基爾霍夫電流定律列出圖2: 習(xí)題1.5.2圖I1 + I2 I3 = 03 + 1 I3 = 0可求得I3 = 2mA, I3的實(shí)際方向與圖中的參考方向相反。根據(jù)基爾霍夫電流定律可得U3 = (30 + 10 103 3 103)V = 60V其次確定電源還是負(fù)載：1 從電壓和電流的實(shí)際方向判定：電路元件380V元件30V元件電流I3從+端流出,故為電源;電流I2從+端流出，故為電源；電流I1從+端流出，故為負(fù)載。2 從電壓和電流的參考方向判別：電路元件3 U3和I3的參考方向相同P = U3I3 = 60 (2) 103W =120 103W（負(fù)值），故為電源；80V元件U2和I2的參考方向相反P = U2I2 = 80 1 103W =80 103W（正值），故為電源；30V元件U1和I1參考方向相同P = U1I1 = 30 3 103W = 90 103W（正值），故為負(fù)載。兩者結(jié)果一致。最后校驗(yàn)功率平衡：電阻消耗功率:PR1 = R1I21 = 10 32mW = 90mWPR2 = R2I22 = 20 12mW = 20mW4電源發(fā)出功率:PE = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW負(fù)載取用和電阻損耗功率:P = U1I1 + R1I21 + R2I22 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW兩者平衡1.5.3有一直流電源，其額定功率PN = 200W，額定電壓UN = 50V 。內(nèi)阻R0 =0:5，負(fù)載電阻R可以調(diào)節(jié)。其電路如教材圖1.5.1所示試求：1 額定工作狀態(tài)下的電流及負(fù)載電阻；2 開路狀態(tài)下的電源端電壓；3 電源短路狀態(tài)下的電流。解(1) 額定電流IN =PNUN=20050A = 4A, 負(fù)載電阻R =UNIN=504 = 12:5(2) 電源開路電壓U0 = E = UN + INR0 = (50 + 4 0:5)V = 52V(3) 電源短路電流IS =ER0=520:5A = 104A1.5.4有一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源，其額定輸出電壓為30V ,額定輸出電流為2A，從空載到額定負(fù)載，其輸出電壓的變化率為千分之一（即U =U0 UNUN= 0:1%),試求該電源的內(nèi)阻。解 電源空載電壓U0即為其電動(dòng)勢(shì)E，故可先求出U0，而后由U = E R0I，求內(nèi)阻R0。U0 UNUN= UU0 3030= 0:1%由此得U0 = E = 30:03V5再由U = E R0I30 = 30:03 R0 2得出R0 = 0:0151.5.6一只110V 、8W的指示燈，現(xiàn)在要接在380V 的電源上，問要串多大阻值的電阻？該電阻應(yīng)選多大瓦數(shù)的？解 由指示燈的額定值求額定狀態(tài)下的電流IN和電阻RN：IN =PNUN=8110A = 0:073A RN =UNIN=1100:073 = 1507在380V 電源上指示燈仍保持110V 額定電壓，所串電阻R =U UNIN=380 1100:073 = 3700其額定功率PN = RI2N= 3700 (0:073)2W = 19:6W故可選用額定值為3:7K、20W的電阻。1.5.8圖3所示的是用變阻器R調(diào)節(jié)直流電機(jī)勵(lì)磁電流If的電路。設(shè)電機(jī)勵(lì)磁繞組的電阻為315,其額定電壓為220V ,如果要求勵(lì)磁電流在0:35 0:7A的范圍內(nèi)變動(dòng)，試在下列三個(gè)變阻器中選用一個(gè)合適的:(1) 1000、0:5A；(2) 200、1A；(3) 350、1A。解當(dāng)R = 0時(shí)I =220315= 0:7A當(dāng)I = 0:35A時(shí)R + 315 =2200:35= 630R = (630 315) = 315因此，只能選用350、1A的變阻器。6圖3: 習(xí)題1.5.8圖1.5.11圖4所示的是電阻應(yīng)變儀中測(cè)量電橋的原理電路。Rx是電阻應(yīng)變片，粘附在被測(cè)零件上。當(dāng)零件發(fā)生變形（伸長或縮短）時(shí)，Rx的阻值隨之而改變，這反映在輸出信號(hào)Uo上。在測(cè)量前如果把各個(gè)電阻調(diào)節(jié)到Rx = 100，R1 = R2 =200，R3 = 100，這時(shí)滿足RxR3=R1R2的電橋平衡條件，Uo = 0。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果測(cè)出:(1) Uo = +1mV ；(2) Uo = 1mV ；試計(jì)算兩種情況下的Rx。Uo極性的改變反映了什么？設(shè)電源電壓U是直流3V 。解 (1) Uo = +1mV圖4: 習(xí)題1.5.11圖應(yīng)用基爾霍夫電壓定律可列出:Uab + Ubd + Uda = 0Uab + Uo Uad = 0或URx + R3Rx + Uo U2= 03RxRx + 100+ 0:001 1:5 = 07解之得Rx = 99:867因零件縮短而使Rx阻值減小，即Rx = (99:867 100) = 0:133(2) Uo = 1mV同理3RxRx + 100 0:001 1:5 = 0Rx = 100:133因零件伸長而使Rx阻值增大，即Rx = (100:133 100) = +0:133Uo極性的變化反映了零件的伸長和縮短。1.5.12圖5是電源有載工作的電路。電源的電動(dòng)勢(shì)E = 220V ，內(nèi)阻R0 = 0:2；負(fù)載電阻R1 = 10，R2 = 6:67；線路電阻Rl = 0:1。試求負(fù)載電阻R2并聯(lián)前后：(1)電路中電流I；(2)電源端電壓U1和負(fù)載端電壓U2;(3)負(fù)載功率P。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，總的負(fù)載電阻、線路中電流、負(fù)載功率、電源端和負(fù)載端的電壓是如何變化的？解 R2并聯(lián)前，電路總電阻圖5: 習(xí)題1.5.12圖R = R0 + 2Rl + R1 = (0:2 + 2 0:1 + 10) = 10:4(1) 電路中電流I =ER=22010:4A = 21:2A8(2) 電源端電壓U1 = E R0I = (220 0:2 21:2)V = 216V負(fù)載端電壓U2 = R1I = 10 21:2V = 212V(3) 負(fù)載功率P = U2I = 212 21:2W = 4490W = 4:49kWR2并聯(lián)后，電路總電阻R = R0 + 2Rl +R1R2R1 + R2= (0:2 + 2 0:1 +10 6:6710 + 6:67) = 4:4(1) 電路中電流I =ER=2204:4A = 50A(2) 電源端電壓U1 = E R0I = (220 0:2 50)V = 210V負(fù)載端電壓U2 =R1R2R1 + R2I =10 6:6710 + 6:67 50V = 200V(3) 負(fù)載功率P = U2I = 200 50W = 10000W = 10kW可見，當(dāng)負(fù)載增大后，電路總電阻減小，電路中電流增大，負(fù)載功率增大，電源端電壓和負(fù)載端電壓均降低。1.6 基爾霍夫定律1.6.2試求圖6所示部分電路中電流I、I1和電阻R，設(shè)Uab = 0。解 由基爾霍夫電流定律可知，I = 6A。由于設(shè)Uab = 0，可得I1 = 1AI2 = I3 =62A = 3A9圖6: 習(xí)題1.6.2圖并得出I4 = I1 + I3 = (1 + 3)A = 2AI5 = I I4 = (6 2)A = 4A因I5R = I4 1得R =I4I5=24 = 0:51.7 電路中電位的概念及計(jì)算1.7.4在圖7中，求A點(diǎn)電位VA。解圖7: 習(xí)題1.7.4圖10I1 I2 I3 = 0 (1)I1 =50 VA10(2)I2 =VA (50)5(3)I3 =VA20(4)將式(2)、(3)、(4)代入式(1)，得50 VA10VA + 505VA20= 0VA = 14:3V1112目錄第2章電路的分析方法3第2.1節(jié)電阻串并聯(lián)接的等效變換. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第2.1.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第2.1.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4第2.1.3題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4第2.1.5題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第2.1.6題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第2.1.7題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第2.1.8題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7第2.3節(jié)電源的兩種模型及其等效變換. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第2.3.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第2.3.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第2.3.4題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第2.4節(jié)支路電流法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10第2.4.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10第2.4.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11第2.5節(jié)結(jié)點(diǎn)電壓法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12第2.5.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12第2.5.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13第2.5.3題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14第2.6節(jié)疊加定理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14第2.6.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14第2.6.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15第2.6.3題_. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16第2.6.4題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18第2.7節(jié)戴維南定理與諾頓定理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19第2.7.1題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19第2.7.2題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19第2.7.5題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20第2.7.7題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21第2.7.8題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22第2.7.9題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22第2.7.10題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23第2.7.11題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241List of Figures1 習(xí)題2.1.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 習(xí)題2.1.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 習(xí)題2.1.3圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 習(xí)題2.1.5圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 習(xí)題2.1.7圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 習(xí)題2.1.8圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 習(xí)題2.3.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 習(xí)題2.3.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 習(xí)題2.3.4圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 910 習(xí)題2.4.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011 習(xí)題2.4.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112 習(xí)題2.5.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 習(xí)題2.5.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 習(xí)題2.5.3圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1415 習(xí)題2.6.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1516 習(xí)題2.6.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1617 習(xí)題2.6.3圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1718 習(xí)題2.6.4圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1819 習(xí)題2.6.4圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1820 習(xí)題2.7.1圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1921 習(xí)題2.7.2圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2022 習(xí)題2.7.5圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2023 習(xí)題2.7.7圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2124 習(xí)題2.7.8圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2225 習(xí)題2.7.9圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2326 習(xí)題2.7.10圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2327 習(xí)題2.7.11圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2422 電路的分析方法2.1 電阻串并聯(lián)接的等效變換2.1.1在圖1所示的電路中，E = 6V ，R1 = 6，R2 = 3，R3 = 4，R4 =3，R5 = 1，試求I3和I4。解圖1: 習(xí)題2.1.1圖本題通過電阻的串聯(lián)和并聯(lián)可化為單回路電路計(jì)算。R1和R4并聯(lián)而后與R3串聯(lián)，得出的等效電阻R1;3;4和R2并聯(lián)，最后與電源及R5組成單回路電路，于是得出電源中電流I =ER5 +R2(R3 +R1R4R1 + R4)R2 + (R3 +R1R4R1 + R4)=61 +3 (4 +6 36 + 3)3 + (4 +6 36 + 3)= 2A而后應(yīng)用分流公式得出I3和I4I3 =R2R2 + R3 +R1R4R1 + R4I =33 + 4 +6 36 + 3 2A =23AI4 = R1R1 + R4I3 = 66 + 323A = 49AI4的實(shí)際方向與圖中的參考方向相反。32.1.2有一無源二端電阻網(wǎng)絡(luò)圖2（a），通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得：當(dāng)U = 10V 時(shí)，I =2A；并已知該電阻網(wǎng)絡(luò)由四個(gè)3的電阻構(gòu)成，試問這四個(gè)電阻是如何連接的？解圖2: 習(xí)題2.1.2圖按題意，總電阻為R =UI=102 = 5四個(gè)3電阻的連接方法如圖2（b）所示。2.1.3在圖3中，R1 = R2 = R3 = R4 = 300，R5 = 600，試求開關(guān)S斷開和閉和時(shí)a和b之間的等效電阻。解圖3: 習(xí)題2.1.3圖當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，R1與R3串聯(lián)后與R5并聯(lián)，R2與R4串聯(lián)后也與R5并聯(lián)，故4有Rab = R5=(R1 + R3)=(R2 + R4)=11600+1300 + 300+1300 + 300= 200當(dāng)S閉合時(shí)，則有Rab = (R1=R2) + (R3=R4)=R5=11R5+1R1R2R1 + R2+R3R4R3 + R4=11600+1300 300300 + 300+300 300300 + 300= 2002.1.5圖4(a)所示是一衰減電路，共有四擋。當(dāng)輸入電壓U1 = 16V 時(shí)，試計(jì)算各擋輸出電壓U2。解a擋： U2a = U1 = 16Vb擋： 由末級(jí)看，先求等效電阻R0見圖4(d)和(c)R0=(45 + 5) 5:5(45 + 5) + 5:5 =27555:5 = 5同樣可得R0 0= 5。于是由圖4(b)可求U2b，即U2b =U145 + 5 5 =1650 5V = 1:6Vc擋：由圖4(c)可求U2c，即U2c =U2b45 + 5 5 =1:650 5V = 0:16Vd擋：由圖4(d)可求U2d，即U2d =U2c45 + 5 5 =0:1650 5V = 0:016V5圖4: 習(xí)題2.1.5圖2.1.6下圖所示電路是由電位器組成的分壓電路，電位器的電阻RP = 270，兩邊的串聯(lián)電阻R1 = 350，R2 = 550。設(shè)輸入電壓U1 = 12V ，試求輸出電壓U2的變化范圍。解當(dāng)箭頭位于RP 最下端時(shí)，U2取最小值U2min =R2R1 + R2 + RPU1=550350 + 550 + 270 12= 5:64V當(dāng)箭頭位于RP 最上端時(shí)，U2取最大值U2max =R2 + RPR1 + R2 + RPU1=550 + 270350 + 550 + 270 12= 8:41V由此可得U2的變化范圍是：5:64 8:41V 。2.1.7試用兩個(gè)6V 的直流電源、兩個(gè)1k的電阻和一個(gè)10k的電位器連接成調(diào)壓范圍為5V +5V 的調(diào)壓電路。6解圖5: 習(xí)題2.1.7圖所聯(lián)調(diào)壓電路如圖5所示。I =6 (6)(1 + 10 + 1) 103 = 1 103A = 1mA當(dāng)滑動(dòng)觸頭移在a點(diǎn)U = (10 + 1) 103 1 103 6V = 5V當(dāng)滑動(dòng)觸頭移在b點(diǎn)U = (1 103 1 103 6)V = 5V2.1.8在圖6所示的電路中，RP1和RP2是同軸電位器，試問當(dāng)活動(dòng)觸點(diǎn)a，b 移到最左端、最右端和中間位置時(shí)，輸出電壓Uab各為多少伏？解圖6: 習(xí)題2.1.8圖同軸電位器的兩個(gè)電位器RP1和RP2的活動(dòng)觸點(diǎn)固定在同一轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)兩個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)左移或右移。當(dāng)活動(dòng)觸點(diǎn)a，b在最左端時(shí)，a點(diǎn)接電源正極，b點(diǎn)接負(fù)極，故Uab = E = +6V ；當(dāng)活動(dòng)觸點(diǎn)在最右端時(shí)，a點(diǎn)接電源負(fù)極，b點(diǎn)接正極，故Uab = E = 6V ；當(dāng)兩個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn)在中間位置時(shí)，a，b兩點(diǎn)電位相等，故Uab = 0。72.3 電源的兩種模型及其等效變換2.3.1在圖7中，求各理想電流源的端電壓、功率及各電阻上消耗的功率。解圖7: 習(xí)題2.3.1圖設(shè)流過電阻R1的電流為I3I3 = I2 I1 = (2 1)A = 1A(1) 理想電流源1U1 = R1I3 = 20 1V = 20VP1 = U1I1 = 20 1W = 20W (取用)因?yàn)殡娏鲝?端流入，故為負(fù)載。(2) 理想電流源2U2 = R1I3 + R2I2 = (20 1 + 10 2)V = 40VP2 = U2I2 = 40 2W = 80W (發(fā)出)因?yàn)殡娏鲝?端流出，故為電源。(3) 電阻R1PR1 = R1I23 = 20 12W = 20W(4) 電阻R2PR2 = R2I22 = 10 22W = 40W校驗(yàn)功率平衡：80W = 20W + 20W + 40W8圖8: 習(xí)_題2.3.2圖2.3.2計(jì)算圖8(a)中的電流I3。解計(jì)算本題應(yīng)用電壓源與電流源等效變換最為方便，變換后的電路如圖8(b)所示。由此得I =2 + 11 + 0:5 + 1A =32:5A = 1:2AI3 =1:22A = 0:6A2.3.4計(jì)算圖9中的電壓U5。解圖9: 習(xí)題2.3.4圖R1;2;3 = R1 +R2R3R2 + R3= (0:6 +6 46 + 4) = 3將U1和R1;2;3與U4和R4都化為電流源，如圖9(a)所示。9將圖9(a)化簡為圖9(b)所示。其中IS = IS1 + IS2 = (5 + 10)A = 15AR0 =R1;2;3R4R1;2;3 + R4=3 0:23 + 0:2 =316I5 =R0R0 + R5IS =316316+ 1 15A =4519AU5 = R5I5 = 1 4519V = 2:37V2.4 支路電流法2.4.1圖10是兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的電路。已知E1 = 230V ，R01 = 0:5，E2 =226V ，R02 = 0:3，負(fù)載電阻RL = 5:5，試分別用支路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法求各支路電流。解圖10: 習(xí)題2.4.1圖10(1) 用支路電流法I1 + I2 = ILE1 = R01I1 + RLILE2 = R02I2 + RLIL將已知數(shù)代入并解之，得I1 = 20A; I2 = 20A; IL = 40A(2) 用結(jié)點(diǎn)電壓法U =E1R01+E2R021R01+1R02+1RL=2300:5+2260:310:5+10:3+15:5V = 220VI1 =E1 UR01=230 2200:5A = 20AI2 =E2 UR02=226 2200:3A = 20AIL =URL=2205:5A = 40A2.4.2試用支路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法求圖11所示電路中的各支路電流，并求三個(gè)電源的輸出功率和負(fù)載電阻RL取用的功率。兩個(gè)電壓源的內(nèi)阻分別為0:8和0:4。解圖11: 習(xí)題2.4.2圖(1) 用支路電流法計(jì)算本題中有四個(gè)支路電流，其中一個(gè)是已知的，故列出三個(gè)方程即可，即120 0:8I1 + 0:4I2 116 = 0120 0:8I1 4I = 011I1 + I2 + 10 I = 0解之，得I1 = 9:38AI2 = 8:75AI = 28:13A(2) 用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算Uab =1200:8+1160:4+ 1010:8+10:4+14V = 112:5V而后按各支路電流的參考方向應(yīng)用有源電路的歐姆定律可求得I1 =120 112:50:8A = 9:38AI2 =116 112:50:4A = 8:75AI =UabRL=112:54A = 28:13A(3) 計(jì)算功率三個(gè)電源的輸出功率分別為P1 = 112:5 9:38W = 1055WP2 = 112:5 8:75W = 984WP3 = 112:5 10W = 1125WP1 + P2 + P3 = (1055 + 984 + 1125)W = 3164W負(fù)載電阻RL取用的功率為P = 112:5 28:13W = 3164W兩者平衡。2.5 結(jié)點(diǎn)電壓法2.5.1試用結(jié)點(diǎn)電壓法求圖12所示電路中的各支路電流。解12圖12: 習(xí)題2.5.1圖UO0O =2550+10050+2550150+150+150V = 50VIa =25 5050A = 0:5AIb =100 5050A = 1AIc =25 5050A = 0:5AIa和Ic的實(shí)際方向與圖中的參考方向相反。2.5.2用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算圖13所示電路中A點(diǎn)的電位。解圖13: 習(xí)題2.5.2圖13VA =5010+505150+15+120V = 14:3V2.5.3電路如圖14(a)所示，試用結(jié)點(diǎn)電壓法求電阻RL上的電壓U，并計(jì)算理想電流源的功率。解圖14: 習(xí)題2.5.3圖將與4A理想電流源串聯(lián)的電阻除去（短接）和與16V 理想電壓源并聯(lián)的8電阻除去（斷開），并不影響電阻RL上的電壓U，這樣簡化后的電路如圖14(b)所示，由此得U =4 +16414+14+18V = 12:8V計(jì)算理想電流源的功率時(shí)，不能除去4電阻，其上電壓U4 = 4 4V = 16V ，并由此可得理想電流源上電壓US = U4 + U = (16 + 12:8)V = 28:8V 。理想電流源的功率則為PS = 28:8 4W = 115:2W （發(fā)出功率）2.6 疊加定理2.6.1在圖15中，(1)當(dāng)將開關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，求電流I1、I2和I3；(2)當(dāng)將開關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，利用(1)的結(jié)果，用疊加定理計(jì)算電流I1、I2和I3。解14圖15: 習(xí)題2.6.1圖(1) 當(dāng)將開關(guān)S合在a點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用結(jié)點(diǎn)電壓法計(jì)算：U =1302+120212+12+14V = 100VI1 =130 1002A = 15AI2 =120 1002A = 10AI3 =1004A = 25A(2) 當(dāng)將開關(guān)S合在b點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用疊加原理計(jì)算。在圖15(b)中是20V 電源單獨(dú)作用時(shí)的電路，其中各電流為I01 =42 + 4 6A = 4AI02 =202 +2 42 + 4A = 6AI03 =22 + 4 6A = 2A130V 和120V 兩個(gè)電源共同作用（20V 電源除去）時(shí)的各電流即為(1)中的電流，于是得出I1 = (15 4)A = 11AI2 = (10 + 6)A = 16AI3 = (25 + 2)A = 27A2.6.2電路如圖16(a)所示，E = 12V ，R1 = R2 = R3 = R4，Uab = 10V 。若將理想15電壓源除去后圖16(b)，試問這時(shí)Uab等于多少？解圖16: 習(xí)題2.6.2圖將圖16(a)分為圖16(b)和圖16(c)兩個(gè)疊加的電路，則應(yīng)有Uab = U0ab + U00ab因U00ab =R3R1 + R2 + R3 + R4E =14 12V = 3V故U0ab = (10 3)V = 7V2.6.3應(yīng)用疊加原理計(jì)算圖17(a)所示電路中各支路的電流和各元件（電源和電阻）兩端的電壓，并說明功率平衡關(guān)系。解(1) 求各支路電流電壓源單獨(dú)作用時(shí)圖17(b)I02 = I04 =ER2 + R4=101 + 4A = 2AI03 =ER3=105A = 2AI0E = I02 + I03 = (2 + 2)A = 4A16圖17: 習(xí)題2.6.3圖電流源單獨(dú)作用時(shí)圖17(c)I002 =R4R2 + R4IS =41 + 4 10A = 8AI004 =R2R2 + R4IS =11 + 4 10A = 2AI00E = I002 = 8AI003 = 0兩者疊加，得I2 = I02 I002 = (2 8)A = 6AI3 = I03 + I003 = (2 + 0)A = 2AI4 = I04 + I004 = (2 + 2)A = 4AIE = I0E I00E = (4 8)A = 4A可見，電流源是電源，電壓源是負(fù)載。(2) 求各元件兩端的電壓和功率電流源電壓US = R1IS + R4I4 = (2 10 + 4 4)V = 36V各電阻元件上電壓可應(yīng)用歐姆定律求得電流源功率PS = USIS = 36 10W = 360W (發(fā)出)電壓源功率PE = EIE = 10 4W = 40W （取用）電阻R1功率PR1 = R1I2S = 2 102W = 200W (損耗)電阻R2功_率PR2 = R2I22 = 1 62W = 36W (損耗)17電阻R3功率PR3 = R3I33 = 5 22W = 20W (損耗)電阻R4功率PR4 = R4I24 = 4 42W = 64W (損耗)兩者平衡。2.6.4圖18所示的是R 2RT形網(wǎng)絡(luò)，用于電子技術(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換中，試用疊加原理證明輸出端的電流I為I =UR3R 24 (23 + 22 + 21 + 20)解圖18: 習(xí)題2.6.4圖圖19: 習(xí)題2.6.4圖本題應(yīng)用疊加原理、電阻串并聯(lián)等效變換及分流公式進(jìn)行計(jì)算求證。任何一個(gè)電源UR起作用，其他三個(gè)短路時(shí)，都可化為圖19所示的電路。四個(gè)電源從右到左依次分別單獨(dú)作用時(shí)在輸出端分