電工技術(shù)(第四版高教版)思考題及習(xí)題解答：第一章電路的基礎(chǔ)知識席時達編.doc

1、思考題與習(xí)題解答第一章電路的基礎(chǔ)知識思考題解答1-1-1圖1-1中的電爐發(fā)生碰線事故時， 有什么后果？如果熔斷器 沒有熔斷，電爐中的電熱絲會燒斷嗎？為什么？答圖1-1-10中的電爐發(fā)生碰線事故時，由于短路電流Is很大，正常情況下線路上的熔斷器會被熔斷。如果熔斷器沒有熔斷，則電源 和線路上的其它設(shè)備(例如電源、開關(guān)、電線等)可能被燒毀，但由 于負載被短路，負載上的電流I =0,故電爐中的電熱絲不會被燒毀。1-2-1計算電路中某點的電位可否“反走”。即從該點出發(fā)，沿著任選的一條路徑“走” 到參考點？這樣走如何計算電位？答計算電路中某點的電位可以“反走”。即從該點出發(fā)，沿著任選的一條路徑“走” 到參

2、考點，遇到電位降低取正值，遇到電位升高取負值，累計其代數(shù)和就是該點的電位。1-2-2指出圖1-2所示電路中 A、B、C三點的電位。圖1-2答A、B、C三點的電位分別為：(a)圖：6V、3V、0V; (b)圖：4V、0V、-2V; (c)圖：開關(guān) S 斷開時 6V、6V、0V ;開關(guān) S 閉合時 6V、2V、2V; (d)圖：12V、4V、0V;(e)圖：6V、-2V、-6V。色卜陰 &&1-2-3在檢修電子儀器時，說明書上附有線路圖，其中Ubc=1V, Ucd=0, Ude=2V,某一局部線路如圖1-3所示。用電壓表測量發(fā)現(xiàn)U ab = 3VUae=6V。試判斷線路中可能出現(xiàn)的

3、故障是什么？答由Ubc=1V, Ude = 2V可知電阻 電、R4支路上有電流通過，而 Ucd=0,故判定電 阻R3短路。1-2-4 上題的線路故障可否用測量電位的方法進行判斷？如何測量？最少需要測量幾 點電位?答可以用測量電位的方法進行判斷。只需測出B、C、D三點的電位，就可知R3支路上有電流，而 R3電阻短路。1-2-5在圖1-4所示電路中，已知U = 10V, I=2A,試問A、B兩點，哪點電位高？ 元件P是電源還是負載？.1.答因U為負值，電壓的實際方向與參考方向相反，故b點電位高。氣|又因I、U參考方向一致，則u |P = UI =10X2= 20W<0 ,發(fā)出功率，故元件 P

4、是電源。b圖1-41-4-1 有人說：所謂線性電阻，是指該電阻的阻值不隨時間的變化而變化。他說得對嗎？答(1)所謂線性電阻，通常是指伏安特性為直線的電阻，其阻值 R=常數(shù)，不隨電流 或電壓的變化而變化?！熬€性電阻的阻值不隨時間的變化而變化”這句話一般來說并不錯， 但作為線性元件的定義是不妥的，因為從長時間來看元件會老化，阻值也會變化。diu=L1),而dt1-4-2當流過電感元件的電流越大時，電感元件兩端的電壓是否也越大?不對，電感元件兩端電壓的大小與電感電流對時間的變化率成正比(與電流的大小無關(guān)。1-4-3 當電容兩端電壓為零時，其電流必定為零嗎?答不對，電容電流的大小與電容兩端的電壓對時間

5、的變化率成正比( 當電容兩端電壓為零時，電壓的變化率不一定為零，故電流不一定為零。1-4-4 圖1-5所示各理想電路元件的伏安關(guān)系式中，哪些是正確的，哪些是錯誤的?(&y uRi圖1-6圖1-5答（a）、（b）、（e）、（d）正確，（c）、錯誤。因為（c）i、u參考方向不一致，等式應(yīng)有負號, （f） i、u參考方向一致，等式不應(yīng)有負號。1-4-5 試根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律對例1-4-1的計算結(jié)果進行驗算。例1-4-1電路如圖1-6所示，求：5n（1）理想電壓源的電流和功率；:白（2）理想電流源的端電壓和功率。解（1）電路為單回路，電路中各處的電流都相等，故理想電壓源的電流也是2A,其方

6、向與端電壓方向一致（從十處流入，從一處流出），故理想電壓源的功率P1 = 6V X 2A = 12W（2）按圖1-4-17中所示極性，可知理想電流源的端電壓U =2A X5Q+ 6V = 16V理想電流源的電流方向與端電壓方向不一致（從一處流入，從十處流出），故理想電流源的功率P2=- UI = 16Vx 2A = 32W理想電流源的功率為負值，表示它是提供功率的，是電路中的電源。理想電壓源的功率為正值，表示 它是吸取功率的，是電路中的負載。答根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，電路中電源供出的電功率應(yīng)等于負載消耗或吸收的電功率的總和。由于例1-4-1的計算結(jié)果Pi+P2+i2x5g12W-32W+ （2

7、A） 2X 5Q =0滿足2P =0,說明計算正確。1-4-6 在分析電路中，若計算出某電阻兩端的電壓小于零，則該電阻是發(fā)出功率還是吸 收功率?答計算出某電阻兩端的電壓小于零，只是說明電壓的實際方向與所標明的參考方向相反，但電阻總是消耗功率的，不可能發(fā)出功率 。1-5-1試求圖1-7所示電路中的電流 I。答(a)由基爾霍夫電流定律有I +3+(-2)+1=0，得 I = 2A;A1-5-2設(shè)某電路中的閉合面如圖1-8所示，根據(jù)基爾霍夫電流定律可得Ia+Ib+Ic=0。有人問：電流都流入閉合面內(nèi)，那怎么流回去呢？你如何解釋這個問題?答由I A+ I B+ I C=0可知，三個電流值必然有正有負，

8、故它們的實際方向有的與參考方向一致，有的與參考方向相反，即有的流入閉合面，有的流出閉合面，不可能同時都流 入閉合面內(nèi)。1-5-3求解例1-5-4時，如果選其他回路，能否得出同樣的結(jié)果？試驗證之。答選其他回路，應(yīng)能得出同樣的結(jié)果。(驗證略)習(xí)題解答1-1 在圖1-9所示電路中，已知R2=R4 , Uad = 15V, Uce=10V,試用電位差的概念計算Uab圖1-9解由 R2= R4,有 Ucd=Ueb,故Uab= Uac+Ucd+Ude+Ueb=(Uac + Ucd)+(Ude+ Ucd )=Uad+ Uce= 15+ 10= 25V1-2 電路如圖1-10 (a)所示，求A點的電位。+ 1

9、QV-1QV(a)圖 1-10解圖1-10 （a）電路的一般畫法如圖 1-10 （b）所示，故Va=0 5V = -5VVa=10V+5V= -5Vo1-3 圖1-11所示電路中元件 P產(chǎn)生功率為10W,則電流I應(yīng)為多少?解U、I為非關(guān)聯(lián)參考方向，則 P=UI,故I =-10 A = 1 A。U 101-4 額定值為1W、10的電阻器，使用時通過電流的限額是多少?解由于Pn= I n2R,故電流的限額為1年評"316A1-5 在圖1-12 （a）、（b）所示的電路中，是哪些電路元件在提供功率?解（a）電流1A從理想電壓源的（一）極流進，（+ ）極流出，故理想電壓源在提供功率。由歐姆定

10、律可知，此電流在電阻上產(chǎn)生壓降為20V,上（+）下（一）。再由基爾霍夫電壓定律可知，理想電流源的電壓為 40V-20V=20V ,極性為右（+）左（一），即電流從（+）極流進，（-）極流出，故理想電流源在里是負載，不提供功率。（b）理想電流源的電壓為上（+）下（一），即電流從（一）極流進，（+ ）極流出，故理想 電流源在提供功率。電阻上的電流為10V/20Q=0.5A,方向向下，由基爾霍夫電流定律可知， 理想電壓源的電流為 1A-0.5A=0.5A ,方向向下，即從（+）極流進，（一）極流出，故理想 電壓源在這里是負載，不提供功率。圖1-12 題1-5的電路圖圖1-13 題1-6的電路圖1-6

11、 圖1-13所示的電路中,已知電壓 U1=U2=U4=5V,求U3和Uca。解由基爾霍夫電壓定律可得U3=U4+U+U2= (5+5+5) V=15V同樣根據(jù)基爾霍夫電壓定律可得U ca= U1 U 2 = ( 5 5) V= 10V oUca=U4- U3= (515) V= 10V。1-7 欲使圖1-14 (a)所示電路中的電流 I =0, Us應(yīng)為多少?解設(shè)各支路電流的參考方向如圖1-6 (b)所示，若1 = 0,則11= I 2=4V/(15+5) Q= 0.2A,根據(jù)基爾霍夫定電壓律可得Us = 100 I + 5 I 2=0+ (5X 0.2) V= 1 V1-8試應(yīng)用基爾霍夫電壓

12、定律寫出圖解(a) Us+ I R+ U=0 ；(b) Us- I R+ U = 01-9在圖1-16 (a)所示的電路中,1-15所示各支路中電壓與電流的關(guān)系。(b)Us=100V, Ii=5A, I2=2A。若 R2 電阻兩端電壓 U=30V,求電阻R3 。圖 1-15Ir2=U/R2= (30/15) A = 2AI ri = I i + I R2= (5+2)A = 7AUab = Us+U+ IriRi= ( 100+30+7 X 5) V= - 35VR3.= Uab/ ( I R2)= ( 35) V/ (2) A= 17.5Q1-10求圖1-17所示各支路中的未知量(b>U)圖 1-17解根據(jù)基爾霍夫電壓定律可得圖(a): 8=16 + (2) R,故 R=4Q;圖(b): U= (3X 10-20) V=10V ;圖(c): -10=10