電工學(xué)少學(xué)時(shí)第2-8章習(xí)題答案

1、練習(xí)題解答 1.3.1 求圖示電路中開關(guān)S 閉合和斷開兩種情況下 a、b、c 三點(diǎn)的電位。RS3 V6 Vabc 解 S 閉合時(shí)， S 斷開時(shí)VVVabc6V,3V,0V. VVVabc6V,(63)V9V.下一題返回練習(xí)題集解：S閉合時(shí)VVVb3a333c330 V41 0(1 2 ) V8 V21 041 041 0(6 )V4 V21 041 0 1.3.2 求圖示電路中開關(guān) S 閉合和斷開兩種情況下a、b、c 三點(diǎn)的電位。S2 kabc12 V4 k6 V4 k2 k下一題上一題返回練習(xí)題集 解 S 斷開時(shí)，VVV3a33b33c321 01 2( 1 26 )V9 V( 2442 )

2、1 0( 24 )1 01 2( 1 26 )V3 V( 2442 )1 021 06( 1 26 )V3 V( 2442 )1 0 1.5.1 試根據(jù)理想電壓源和理想電流源的特點(diǎn)分析圖示的兩電路：當(dāng) R 變化時(shí)，對其余電路（虛線方框內(nèi)的電路）的電壓和電流有無影響？R 變化時(shí)所造成的影響是什么？US+_R任何電路ISR任何電路（a）（b）解：對電路（a），因?yàn)榉才c理想電壓源并聯(lián)的元件其兩端電壓均等于理想電壓源的電壓，故改變R不會(huì)影響虛線部分電路的電壓，而虛線部分電路結(jié)構(gòu)一定，故亦不會(huì)影響其電流。R的變化僅影響其本身的電流及理想電壓源的電流。US+_R任何電路 解 對電路（b），因?yàn)榉才c理想電流

3、源串聯(lián)的元件其電流均等于理想電流源的電流，故改變 R 不會(huì)影響虛線部分電路的電流，而虛線部分電路結(jié)構(gòu)一定，故亦不會(huì)影響其電壓。R 的變化僅影響其本身的電壓及理想電流源的電壓。ISR任何電路（b）下一題上一題返回練習(xí)題集S 斷開時(shí)，I2 = IS = 2 A選取由 US、R2 和 S 組成的回路，利用KVL 求得 U = US R2 I2 4 V S 閉合時(shí)， R2 右端電位與 US 下端電位相同， R2 兩端電壓等于 US ，故 I2 = USR2 = 6 A選取右上結(jié)點(diǎn)，利用 KCL 求得 I = I2 IS 4 A 1.6.1 圖示電路中，已知 US6 V，IS2 A ，R12 ，R21

4、。求開關(guān) S 斷開時(shí)開關(guān)兩端的電壓 U 和開關(guān) S 閉合時(shí)通過開關(guān)的電流 I（不必用支路電流法）。US+_ISR1R2U+_IS解 設(shè)通過 R2 的電流為 I2 。I2下一題上一題返回練習(xí)題集 1.6.2 圖示電路中，已知 US6 V ，IS2 A， R1R24 。求開關(guān)S斷開時(shí)開關(guān)兩端的電壓U和開關(guān)S閉合時(shí)通過開關(guān)的電流 I（在圖中注明所選的參考方向）。US+_ISR1R2SU+_I解 設(shè)所求電壓和電流的參考方向如圖。S 斷開時(shí)， U14 VS 閉合時(shí)， I 3.5 A下一題上一題返回練習(xí)題集10 V 1.6.3 求圖示電路中通過恒壓源的電流 I1、I2 及其功率，并說明是起電源作用還是起負(fù)

5、載作用。+_I15 +_2 40 VI2解 設(shè) 2 電阻上電流為 I3， 如圖。I3 該電阻與 10 V恒壓源并聯(lián)，故其上電壓為10 V，所以I3 = (102) A = 5 A 。 右回路： 5I12I340 = 0，則 I1= 6 A 或外回路：5I11040 = 0，有 I1= 6 A 再用 KCL 求得 I2= I1I3= 1 A， 左恒壓源的功率 P1240 W，由于其電壓和電流的實(shí)際方向符合電源關(guān)聯(lián)參考方向，故起電源作用； 右恒壓源的功率P210 W，由于其電壓和電流的實(shí)際方向符合負(fù)載關(guān)聯(lián)參考方向，故起負(fù)載作用。下一題上一題返回練習(xí)題集左恒流源的功率 P140 W，起電源作用；右恒

6、流源的功率 P23 W，起負(fù)載作用。 1.6.4 求圖示電路中恒流源兩端的電壓 U1、U2 及其功率，并說明是起電源作用還是起負(fù)載作用。5 5 A+_U1+_2 U21 AI+_U3設(shè) 2 電阻上電流為 I，5 電阻兩端電壓為U3 如圖。IUUUUU13213(51)A4A(24)V8V ,(51)V5V(85)V3V 下一題上一題返回練習(xí)題集解 1.6.5 試分析圖示兩電路中：(1) 圖(a)中的理想電壓源在R 為何值時(shí)既不取用也不輸出電功率？在 R 為何范圍時(shí)輸出電功率？在 R 為何范圍時(shí)取用電功率？而理想電流源處于何種狀態(tài)？ (2) 圖(b)中的理想電流源在R為何值時(shí)既不取用也不輸出電功

7、率？在R為何范圍時(shí)輸出電功率？在 R 為何范圍時(shí)取用電功率？而理想電壓源處于何種狀態(tài)？1 V+_1 AR(a)1 V+_1 AR(b) 解 (a)當(dāng) R1 時(shí)理想電壓源既不取用也不輸出電功率;R 1 時(shí),理想電壓源取用電功率。而理想電流源始終起電源作用。 (b)當(dāng) R1 時(shí)理想電流源既不取用也不輸出電功率;R 1 時(shí),理想電流源輸出電功率; R 2 A 時(shí)， IS2 起電源作用，輸出電功率。當(dāng) IS2 2 A 時(shí)， IS2 起負(fù)載作用，取用電功率。下一題上一題返回練習(xí)題集解 各支路和結(jié)點(diǎn)標(biāo)于圖中。ab聯(lián)立方程，解得： I10.2 A I21.6 A I31.4 A 1.7.1 用支路電流法求圖

8、中各支路電流，并說明 US1 和 US2 是起電源作用還是起負(fù)載作用。圖中US112 V ，US215 V ，R13 ， R21.5 , R39 。R3I3I1R1US1+_I2R2US2+_結(jié)點(diǎn)a: I1+ I2 I3 0回路 : R2 I2 R3 I3 US2 0回路 : R1 I1 R3 I3 US1 0下一題上一題返回練習(xí)題集聯(lián)立方程，解得： I12.5 A I20.5 A I32 A I41 A 結(jié)點(diǎn)a: I1 I2 I3 0結(jié)點(diǎn)b: I3 I4 IS 0回路 : R1 I1 R2 I2 US 0回路 : R2 I2 R3 I3 R4 I4 0（注意選取回路時(shí)避開理想電流源所在支路）

9、 1.7.2 用支路電流法求圖中各支路電流。R3ISR1US+_R2R46 V2 2 1 1 3 A解 各支路和結(jié)點(diǎn)標(biāo)于圖中。I2abI1I3I4下一題上一題返回練習(xí)題集 1.8.1 用疊加原理求圖示電路中的電流I1和 I2 。IS10 V2 5 AR2I2I1R1US+_3 解ISR2I2I1R1恒流源單獨(dú)作用:RIIRR21S123A RIIRR12S122A R2I2I1R1US+_恒壓源單獨(dú)作用:UIIRRS12122A IIIIII1112221A4A 下一題上一題返回練習(xí)題集解III8 A 恒壓源單獨(dú)作用UIRRS345A R2IR1US+_R3R4 1.8.2 用疊加原理求圖示電

10、路中的電流 I 。IS35 V2 7 AR2IR1US+_1 R33 R44 恒流源單獨(dú)作用RIIRR3S343A R2IR1ISR3R4下一題上一題返回練習(xí)題集解 恒壓源US16 V 單獨(dú)作用時(shí)， 1.8.3 在圖示電路中，當(dāng) US16 V 時(shí) ，Uab8 V，試用疊加原理求 US0 時(shí)的 Uab 。IS1RRUS+_RaIS2bRUURabS4 V4 RRUS+_Rab+_Uab 則 US0 時(shí)Uab 的值可記做 Uab 應(yīng)為三個(gè)電源共同作用的結(jié)果減去恒壓源單獨(dú)作用的結(jié)果：UUUababab4V 下一題上一題返回練習(xí)題集 1.8.4 圖示電路中，R2 R3。當(dāng) IS0 時(shí)，I12 A, I

11、2I34 A。求 IS10 A 時(shí)的 I1、I2 和 I3 。ISR1US1+_US2+_R3R2I1I2I3解 恒流源 IS10 A 單獨(dú)作用時(shí)，IRIIRRRIIRR132S2323S230 A5 A5 A ISR1R3R2I1I2I3則三個(gè)電源共同作用時(shí)：III123(20)A2A(45)A1A(45)A9A 下一題上一題返回練習(xí)題集 解 US 的數(shù)值加倍則流通過 R 的電流亦應(yīng)加倍，即為 10 A。 1.8.5 圖示的虛線方框內(nèi)是一個(gè)由線性電阻組成的任意的無源電路，現(xiàn)已知 US6 V 時(shí)，通過 R 的電流為 5 A。若將 US 增加到 12 V，問通過 R 的電流是多少 ?RUS+_線

12、性無源電路下一題上一題返回練習(xí)題集 1.9.1 用戴維寧定理求圖示電路中通過理想電壓源的電流。圖中 US10 V， IS13 A， IS25 A，R12 ，R23 ，R34 。 解IS1R1US+_R3R2IS2IS1R1UOC+_R3R2IS2將待求支路提出，剩下一有源二端網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓 UOC 為 21 V。R1R3R2有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源等效電阻 RO為 5 。R0UeS+_+_USI用等效電壓源代替有源二端網(wǎng)絡(luò)，電流 I為 6.2 A 。下一題上一題返回練習(xí)題集 1.9.2 用戴維寧定理求圖示電路中理想電流源兩端的電壓。 解R3ISR1US1+_R2R46 V2 2 1 1 3 A將待

13、求支路提出，剩下一有源二端網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓 UOC 為 1 V。R3R1US+_R2R4UOC+_有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源等效電阻 RO為 0.667 。R3R1R2R4用等效電壓源代替有源二端網(wǎng)絡(luò)， UI 為 1 V 。R0UeS+_ISUI+_下一題上一題返回練習(xí)題集 1.9.3 用戴維寧定理求圖示電路中的電流I2 。 解IS10 V2 5 AR2I2R1US+_3 將待求支路提出，剩下一有源二端網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓 UOC 為 20 V。ISR1US+_UOC+_有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源等效電阻 RO 為 2 。R1用等效電壓源代替有源二端網(wǎng)絡(luò)， I2 為 4 A 。R0UeS+_I2R2下一題上一題返

14、回練習(xí)題集 1.9.4 用諾頓定理求圖示電路中的電流 I3 。 解R3I3R1US1+_R2US2+_將待求支路提出，剩下一有源二端網(wǎng)絡(luò)，其等效電流源 ISC 為 14 A。ISCR1US1+_R2US2+_有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源等效電阻 RO 為 1 。R1R2用等效電流源代替有源二端網(wǎng)絡(luò)， I3 為1.4 A 。R0ISCI3R3下一題上一題返回練習(xí)題集 1.10.1 某非線性電阻的伏安特性如圖示,已知該電阻兩端的電壓為3 V,求通過該電阻的電流及靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻。 解I/AU/V012 34512453URI1.5UrI1 上一題返回練習(xí)題集返回主頁第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析

15、【解】(1)求初始值由于 S 閉合前，電路已穩(wěn)定，C 相當(dāng)于開路，i1=IS=1.5A。因此，根據(jù)換路定律，由換路前(S 斷開時(shí))的電路，首先求得然后，根據(jù)，由換路后(S 閉合時(shí))的電路求得VVIRusC6)5 . 14()0(1 AAiiIiAARuiAARuiSCCC3) 35 . 15 . 1 () 0 () 0 () 0 (326) 0 () 0 (5 . 146) 0 () 0 (212211 返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題2.2.1在圖所示電路中，開關(guān) S 閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，試確定 S 閉合后電壓 uC和電流 ic、i1、i2 的初始值和穩(wěn)態(tài)值。sI1i1R2RCi2iS Cu

16、 4A5 . 1 2C 練 習(xí) 題 解 答第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析(2)求穩(wěn)態(tài)值由于電路穩(wěn)定后，C 相當(dāng)于開路。因此，首先求得然后，進(jìn)一步求得AiC0)( VViRuAAiiIiAAIRRRiCCSS2) 5 . 04 ()()(1) 05 . 05 . 1 ()()()(5 . 0) 5 . 1242()(11122121 返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析【解】(1)求初始值由于 S 閉合前，電路已穩(wěn)定，L 相當(dāng)于短路，R2 兩端的電壓等于US， R2中的電流即iL。因此，根據(jù)換路定律，由換路前(S 斷開時(shí))的電

17、路，首先求得AARUusL3412)0(1 然后，根據(jù)，由換路后(S 閉合時(shí))的電路求得AAiRRRiAAiRRRiLL2 . 13644)0()0(8 . 13646)0()0(21122121 上一題2.2.2在圖所示電路中，開關(guān) S 閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，試確定 S 閉合后電壓 uL和電流 iL、i1、i2 的初始值和穩(wěn)態(tài)值。 6 sU1i1R2R2iS 4V12 LuLLi第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析(2)求穩(wěn)態(tài)值由于電路穩(wěn)定后，L 相當(dāng)于短路，因此首先求得然后，進(jìn)一步求得0)( LuAAiiiAARuUiAARuUiLLSLS5) 23()()()(26012)()(340

18、12)()(212211 返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題VViRUuAAiiiSLL8 . 4) 8 . 1412() 0() 0(2 . 1) 8 . 13() 0() 0() 0(1112 或者第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析ViRuAIiiiARUiAIRRRRRUiiVuuLLSLCSSSLLCC12)0()0(6)0()0()0(5)0(4)0()0(0)0()0(211121121 穩(wěn)態(tài)值：ViRuAIiiAIRRRRRUiVuAiLCSLSSLLC12)()(1)()(4)(0)(0)(2121121 返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題【解】初始值：2.2.3在圖所

19、示電路中，開關(guān) S 閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)，C中無儲(chǔ)能，試確定 S 閉合后電壓uC、 uL和電流 i1 、 ic 、iL 的初始值和穩(wěn)態(tài)值。sI1i1RCiS Cu 2V10 sU 32RLi LuLCA52.3.1在圖所示電路原已穩(wěn)定，在 t=0 時(shí)，將開關(guān) S 閉合，試求 S 閉合后的 uC和 iC。第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析2R 6sI1R2RCiCiS Cu 3A5 8CF 10下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析 【解】 本題目是練習(xí)利用電阻的串并聯(lián)來簡化電路，求出響應(yīng)。根據(jù)換路定律和電路穩(wěn)定時(shí)電容相當(dāng)于開路，由換路前的電路求得換路后電

20、容經(jīng) R3及R1 與R2的并聯(lián)電阻放電，響應(yīng)為零輸入響應(yīng)。電路可簡化為圖所示，其中等效電阻設(shè)電路的時(shí)間常數(shù)所以ssRC4610101010 AeeRUdtduCiVeeUuttCCttC441001003 30 VVIRUuSC30) 56() 0(20 10)86363()/(321RRRRR CuCCi返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題2.3.2在圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)，在 t=0 時(shí)，將開關(guān) S 閉合，試求響應(yīng)uC和iC，并說明是什么響應(yīng)？sI1R2RCiS Cu k3mA15 k6CF 5第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的

21、 暫 態(tài) 分 析 【解】 本題目是為了練習(xí)利用戴維寧定律將電路簡化后求響應(yīng)。由于換路前電容無儲(chǔ)能，故 uC(0) = 0 ，響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。 將換路后電路中的電容支路提出，使余下電路成為有源二端網(wǎng)路，利用戴維寧定理,將原電路變?yōu)閳D所示電路，由戴維寧定理求得 kRRRVIRRUeOSS2/30)/(2121電路的時(shí)間常數(shù)sCR2010 AeeRUeiVeeUeuttoSCttSCm15 )1(3 )1(100100 則OR eSU CuCCi返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題2.3.3圖所示電路原已穩(wěn)定，求開關(guān) S 閉合后的響應(yīng) uC 和 i1、 i2 ，并畫出其變化曲線。2R k61R3R

22、CiCiS Cu k4 k6 . 1CF 5 . 21i sUV20第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析 【解】本題目與上題相同，只是響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。換路前電容未儲(chǔ)能， uC(0) = 0 。 將換路后電路中電容提出，用戴維寧定理將剩下的有源二端網(wǎng)路化簡為等效電壓源，則換路后電路可化簡為如圖所示 。其中 kRRRRVURRRUeSS4)/(123210212sCR01. 00 mAeeRUeiVeeUeuttoSCttSC1001003 )1(12 )1( 則所以O(shè)R eSU CuCCi返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題

23、上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析mAeAeAeeiiimAeAeAeeRiRuittttCttttCC)1.8(210)1.8(2 )102 . 1102103()2 . 12(10)2 . 12( 106106 . 1103)1(12 1003100100331003211003100331003100232 uC、i1、i2的變化曲線見圖0st /120st /0 . 2VuC/mAi /8 . 38 . 0下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題2.3.4圖所示電路中電容原先未充電。在 t=0 時(shí)將開關(guān) S1閉合， t=0.1s 時(shí)將開關(guān) S2 閉合，試求 S2閉合后的響應(yīng) uR

24、1，并說明是什么響應(yīng)。第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析1R2R1S k60 k120CF 5 . 22S 1Ru0 tst1 . 0 sUV30下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析 【解】此題目與上題相同，只是該電路兩次換路，第二次換路(S2閉合)時(shí)uC的初始值應(yīng)等于第一次換路(S1閉合)后uC在 t= 0.1s 時(shí)數(shù)值。 t 在 00.1s 時(shí)，電路為圖(a)所示，且 uC(0)=0。電路的時(shí)間常數(shù))1 . 00()1(30)1(15. 0)105 . 21060(15. 016311stVeeUussCRttSC t=0.1s時(shí)，S2合上，則01

25、5. 01 . 06 .14 )1(30)1 . 0()1 . 0(UVVeuuCC 1RC sU Cu(a)返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析t=0.1s 換路后電路可化簡為圖(b)所示 kRRRVUS401040 )101201060101201060(/3033333210電路的時(shí)間常數(shù)VeVeeUUUussCRtttSSC)4 .1530( )306 .14(30)(1 . 0)105 . 21040(1010063022 )1 . 0( 4 .15 )1 . 0( )4 .1530( , 1 . 0)1 . 0(10)1 . 0(101stVe

26、uUustVeutttCSRtC 則則1RC sU Cu(b)此未全響應(yīng)下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題2.4.1圖所示電路原已穩(wěn)定。在 t=0 時(shí)將開關(guān) S 從 a 端換接到b 端。試求換路后的響應(yīng) iL和 uL。第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析2R 61R3RLiS 2 4 sUV24 LuLabH1下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析【解】此題目與2.3.1相同，只是將C 改為L。根據(jù)換路定律和電路穩(wěn)定時(shí)電感相當(dāng)于短路，由換路前的電路得換路后電感經(jīng)串聯(lián)電阻放電，響應(yīng)為零輸入響應(yīng)，設(shè)電路的時(shí)間常數(shù)所以ssRL1 . 0101 VeeRIdtd

27、iLuAeeIittLLttL10010040 4 AARRUIiSL44224) 0(210 10)64(32RRR返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題2.4.2圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)。試求 S 閉合后的 i2 、iL和uL，并畫出其變化曲線。sI1R2R2iS 5 . 1A24 7 LuLH4 . 0 33R1iLi第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析 【解】此題目與2.3.2相同，只是將C 改為L。換路前電感無儲(chǔ)能，iL(0)=0，響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。將換路后電路中的電感支路提出，使余下電路成為有源二端網(wǎng)路，用戴維

28、寧定理將原電路變?yōu)閳D所示電路，其中： 8)/(24)/(32121RRRRVIRRUSS電路的時(shí)間常數(shù)sRL05. 0 AeAeeRRiuiVeeUdtdiLuAeeRUitttLLttSLLttSL)7(37)1(32424 )1(3 )1(2020202322020 則R sU(b) LuLLi返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析 i1 、 u、i2的波形見圖0st /3st /24AiL/VuL/00st /Ai /287下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題2.4.3圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)。在 t=0 時(shí)將開關(guān) S 從 a 端改合到 b 端。試求換路

29、后的 iL和uL，并說明是什么響應(yīng)。1R2RS 3 3 LuL 63RLiH1 1sUV6 2sUV6ab第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁返 回練習(xí)題下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析【解】此題目與上題相同，只是響應(yīng)改為全響應(yīng)。首先根據(jù)換路定律，由換路前的電路求得然后將換路后的電路用戴維寧定理簡化成圖(B)所示電路，其中所以電路的時(shí)間常數(shù)則ARRRRRRUiiSL8 . 0)/()0(32232110 5)/(43212122RRRRVRRRUUOSesARUIOeSS8 . 0 sRLO2 . 0 VeeIIRuAeeIIIittSOLttSSL50508

30、)()6 . 18 . 0( )( 此響應(yīng)應(yīng)屬全響應(yīng)。返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析【解】VeuuVeeuuuussCRRVuVURRRRuutCRttCCCCCSCC556333332 32121212)()0()(2 . 0)105010121061012106()/(0)(06102106)0()0( 由換路后的電路知?jiǎng)t返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題2.5.1圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)。試用三要素法求開關(guān) S 閉合后的 uL 和 uR。S1R Cu k2V40 k62RC sUF 503R k12 Ru第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析V

31、eeuuuusCRRRRVURRRURRRuVuttCCCCSSCC)1 ( 6 )()0()(04. 0)/()/(6)(0)0(254321212434 則返 回練習(xí)題下一頁上一頁下一題上一題2.5.2圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)。試用三要素法求 S 閉合后的 uC。S1R CuV18 k62RC sUF 103R k3 k3 k64R【解】2.5.3圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)，在 t=0 時(shí)，將開關(guān) S 斷開，試用三要素法求換路后的 uC和 iC。1RCiS Cu 8V18 122RSIC sUF 50A5 . 0第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁AedtduCuVeeuuuusC

32、RRVIRuVUuutCLttCCCCSCSCC100010002122 . 1)246( )()0()(001. 0)(6)(18)0()0( 則【解】返 回練習(xí)題下一題上一題2.5.4圖所示電路原已處于穩(wěn)態(tài)。試用三要素法求開關(guān) S 斷開后的 iL 和 uL。 LuL1RS 6V12 62RSI sUA4mH24Li第 2 章 電 路 的 暫 態(tài) 分 析下一頁上一頁【解】VedtdiLuAeeiiiisRRLAIRRRiARUiitLLttLLLLSLSLL50050021212148)42( )()0()(002.02)(2)0()0( 則返 回練習(xí)題上一題練 習(xí) 題 解 答下一題返 回【

33、解】 本題目的是為了熟悉正弦交流電的三要素。A)30314sin(22 tiV)45314sin(236 tu（1）（2）波形圖如圖3.5 所示。 3.1.1 已知某負(fù)載的電流和電壓的有效值和初相位分別 是2A 、- ; 36V、 , 頻率均為 50 Hz。(1)寫出它們的 瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)畫出它們的波形圖；(3) 指出它們的幅 值、角頻率以及二者之間的相位差。3045圖3.5下一頁下一題（3） 幅值 角頻率 相位差電流 314 rad/s A2275電壓 314 rad/s （u 超前于i）V236 = u i =返 回上一頁上一題下一題返 回下一頁 3.2.1 已知某正弦電流當(dāng)其相位角

34、為 時(shí)，其值為 5 A，則該電流的有效值是多少？若此電流的周期為 10 ms，且在t0 時(shí)正處于正值過渡到負(fù)值時(shí)的零值，寫出電流的瞬時(shí)值表達(dá)式 i 和相量 。I6【解】 本題目的仍是為了熟悉正弦交流電的三要素。設(shè) i = Imsin(t +) A則5 A = Imsin A = 0.5 Im A6故Im = A = 10 A50.5I = = A = 7.707 A Im2102Hz100Hz101011ms,103 TfT則則若若A)180628sin(10A)180628sin(10 ttiA628sin10t 故A07. 7A18007. 7A18007. 7 I上一題下一題返 回上一頁

35、【解】 本題目的是為了熟悉復(fù)數(shù)運(yùn)算。 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， 。求（1）AB ;（2） AB；（3） ；（4） ；（5）j AB ；（6） 。458 BBA BAjBA 66. 5j66. 56j8 BA34. 0j66.13 43. 166.13 )66. 5j66. 5(6j8 BA66.11j34. 2 65.7889.11 45887.3610 BA上一題下一題返 回87.36106j8 A66. 5j66. 5458 B下一頁13. 880 66.5j66.568jj BA34. 2j34. 0 27.9836.2 9014586j8j BA13586j8 66.

36、 5j66. 56j8 34. 0j34. 2 28. 836. 2 87.8125. 145887.3610 BA上一題下一題返 回上一頁【解】 本題目的是為了熟悉 R、C、L在交流電路中的作用，即熟悉單一參數(shù)交流電路。 當(dāng)f50 Hz、U100 V時(shí) S 合向 a ：A1A100100R RUI0W,100W1100 QUIP圖3.6 3.3.1 在圖3.6（教材圖3.01）所示 電路中，已知 求電源的頻率和電壓分別為50 Hz、100 V 和1 000 Hz，100 V兩種情況下，開關(guān) S 合向 a、b、c 位置時(shí)電流表的讀數(shù)，并 計(jì)算各元件中的有功功率和無功功率。F,318mH,8 .

37、31,100 CLR上一題下一題返 回下一頁S 合向 b：fLUXUILL 2 A10A108 .315014. 321003 0var,0001var10100 PUIQLLS 合向 c ：fCUXUI 2CC A10A100103185014. 326 0var,0001var10100C PUIQC當(dāng)f1 000Hz、U100 V時(shí)S 合向 a：A1A100100R I0,W100W1100 QP上一題返 回下一題下一頁上一頁S 合向 b：A108 .31000114. 321003 LIA5 . 0 0var,50var5 . 0100 PQLS 合向 c：A1001031800011

38、4. 326 CIA200 0,var00020var200100 PQC上一題返 回下一題上一頁 【解】本題的目的有二：一是熟悉R、C、L三者在交直流電路中的作用有何不同；二是熟悉它們在交直流電路中的分析方法有何不同。 3.4.1 在圖3.7（教材圖3.02）所示電路中，三個(gè)照明相同， ,試問接于交流電源上時(shí)，照明燈的亮度有什么不 同？若該接到電壓相同的直流電源上，穩(wěn)定后，與接交流電 源時(shí)相比，各照明燈的亮度有什么變化？LCXXR 圖3.7 照明燈的亮度取決于它們消耗的電功率的大小。由于照明燈是電阻性元件且三個(gè)照明燈相同，即它們的電阻 相同，功率 ，因而可以比較三者電路的大小即可判斷出它們的

39、亮度。2RIP R上一題下一題返 回下一頁接交流電源時(shí)RRUI A22CBXRUI 22CLXRUI CBAIII RRUI A顯然， ，故照明燈 B 和 C 亮度相同且比 A 亮。接直流電源時(shí)上一題下一題返 回下一頁上一頁 顯然，與接交流電源時(shí)相比，IA不變，A 亮度不變，IB 為零， B 不亮，IC 增大，C 亮度增加。0 BIRUI C（C 開路）（L 短路）上一題下一題返 回上一頁 【解】 本題為串聯(lián)交流電路的分析題，目的是為了熟悉 電壓、電流和阻抗的關(guān)系。 8,6LXR（1）1 .5368arctan u 超前于 i ，電感性 3.4.2 求串聯(lián)交流電路中下列三種情況下電路中的 R

40、和 X 各為多少？指出電路的性質(zhì)和電壓對電流的相位差 V,30100)3(A;302V,3050)2(;)8 j6() 1 ( UIUZA404 I上一題下一題返 回下一頁u 與 i 同相，電阻性。（3）u 滯后于 i，電容性。)49.23j55. 8( 70,49.23,55. 8C XR（2）0, 0,25 XR )0j25(0253023050jIUXRZ 702540430100jIUXRZ上一題下一題返 回上一頁【解】 當(dāng)線圈接直流電源時(shí)，其電感相當(dāng)于短路，故 20120IUR當(dāng)線圈接交流電源時(shí)，其阻抗為 258 . 020|IUZ故感抗和電感為 152025|2222RZXLH00

41、0214.32152L fXL mH19. 1H00119. 0 3.4.3 將一個(gè)電感線圈接到 20 V直流電源時(shí)，通過的電 流為1 A，將此線圈該接于2 000 Hz、20 V的電源時(shí)，電流為 0.8 A。求該線圈的電阻 R 和電感 L 。上一題下一題返 回【解】 解法1：利用相量圖求解V6V5 . 01260cosC UUV4 .10V866. 01260sinR UU k2 . 520051024 .103RIUR 3.4.4 一個(gè) R 、C 串聯(lián)電路，當(dāng)輸入電壓為1 000 Hz、12V時(shí)，電路中的電流為 2 mA，電容電壓 滯后于電源電壓 ，求 R 和 C。C U60 U 首先據(jù)題

42、意定性地畫出相量圖如圖3.8所示，作圖時(shí)選電流 為參考相量。由相量圖可知： I圖3.8上一題下一題返 回下一頁 k3000310263CCIUXF0003000114. 32121 CfXC F053. 0F10053. 06 解法2：利用公式求解 k6000610212|3IUZ由阻抗三角形求得 k2 . 5k866. 0630cos|ZR k3k5 . 0630sin|ZXCF053.021fXCC 上一題下一題返 回上一頁【解】 （1）21ZZZ )10j8j6( )2j6( 3.4.5 電流如圖3.9（教材圖3.03） 所示， 求：（1） 和 ；（2）改變 為何 值時(shí)，電路中的電流最大

43、，這時(shí)的電流 是多少？V015,10j,)8 j6(S21 UZZ I 21UU 、2Z圖3.9 4 .1832. 6則A4 .1832.6015S ZUIA4 .1837. 2 上一題下一題返 回下一頁 （2）由于 ，所以 時(shí)，Z最 小，I 最大。這時(shí)2218j6ZZZZ 8j2ZV4 .1837. 2)8j6(11 IZUV4 .1837. 21 .5310 V5 .717 .23 V4 .1837. 2)10j(22 IZUV4 .1837. 29010 V6 .717 .23 A06015A8j8j601521S ZZUIA5 . 2 上一題下一題返 回上一頁 3.4.6 在圖3.10

44、（教材圖3.04）所示電路中，已知U220 V， 超前于 ，超前于 ，求 和 。 【解】 本題未給出電路參數(shù)，只給出了相位關(guān)系，利用相 量圖求解比較方便?，F(xiàn)選電流為參考相量，據(jù)意定性地畫出相 量圖如圖3.11所示。從相量圖中可以知道 超前 ，而且 U302 U90 U 1U30 I1U2U圖3.10圖3.11上一題下一題返 回下一頁V127V577. 022030tan1 UUV254V127220222122 UUU或V254V866. 022030cos2 UU上一題下一題返 回上一頁 3.5.2 電路如圖3.13（教材圖3.06） 所示， 保持不變。 （1）當(dāng)f 50 Hz時(shí)， ， 求

45、UR 和 ULC ;（2）當(dāng) f 100 Hz時(shí)，求 UR 和 ULC 。圖3.13V80V)240(A2A)24( RIUIIIRLCLV10040 UR、A2A,4 CLII【解】 （1）f 50 Hz時(shí) 如圖3.14所示，選擇 ULC 為參考相量，畫出 和 ；由 ，再畫出 ；由 與 同相，畫出 ；最后由 ，畫出 。由相量圖求得 CLII LCRUU U I RU LI CI I I RU U圖3.14上一題下一題返 回下一頁 現(xiàn)在頻率增加了一倍，故 XL 增加一倍，XC 減少一半，即現(xiàn)在 15,30CLXX 30j15301530jj)j(j)j(jCLCLCLCLLCXXXXXXXXZ

46、V60V80100222R2LC UUU（2）f100 Hz 時(shí) 由于 f50 Hz 時(shí)，可求得 3026015460CLCCLLCLIUXIUX圖3.14上一題下一題返 回下一頁上一頁V60230|V80V)240(A250100|9.3650)30j40( IZURIUZUIZRZLCRLC上一題下一題返 回上一頁【解】 S 斷開時(shí)，A97. 1A10050220|2222 LRLXRUZUII U I 與 的相位差4 .6350100arctanarctan RXLRL 3.5.3 電路如圖3.15（教材圖 3.07）所示，已知 U220 V，f 50 Hz，開關(guān)閉合前后電流表的穩(wěn) 定讀

47、數(shù)不變。試求電流表的讀數(shù) 值以及電容 C（C不為零）。圖3.15上一題下一題返 回下一頁S 閉合時(shí)， 由于 IRL不會(huì)改變，而電流表讀數(shù)也未改變，即 IIRL1.97 A。由這時(shí)的相量圖（圖3.16）可知圖3.16 5.6252.3220A52.3A4.63sin97.12sin2sinsinCCRLRLCIUXIIII 4 .63 RL F51F1051F5 .625014.321216fXCC 上一題下一題返 回上一頁圖3.17 3.5.4 在圖3.17（教材圖3.08） 所示電路中，已知 , 。求： 和 。A305 IZ,)30j40(,10j221 II 、 U 2R 1Z【解】 9

48、.3650)3040(901010j21jZZA6 .8612. 1A30530j4010j9010A3 .4059. 5A30530j4010j9 .365021122121 IZZZIIZZZI上一題下一題返 回下一頁V405 .58V305707 .11707 .11)30j4010j9 .365090102(2121 IZUZZZZRZ上一題下一題返 回上一頁 由于 RXC ，所以 IR = IC ，且 與 的相位差為 。 I RI45 又由于 與 同相、 超前于 ， 超前 U I CI90 CU LU90 I 3.5.5 在圖3.18（教材圖3.09）所示電路中，已知 總電壓 與總電

49、流 相位相同。求 和 。V220, UXRC LU CU U I圖3.18 【解】 首先定性地畫出相量圖（取 為參考相量）如圖3.19所示。圖3.19上一題下一題返 回下一頁所以 、 、 之間成等腰直角三角形關(guān)系。 U LU CU故V311V220220V2202222 UUUUULCL上一題下一題返 回上一頁【解】 由S閉合時(shí)的電路求得 554220|20480A4A80320IUZIURUPIRLRR 2 .512055|2222RZXRLL 3.6.1 圖3.20（教材圖3.10）所示交流電路，U220V,S 閉合時(shí)， ;S 斷開時(shí)，P405 W，電路為 電感性，求 R、XL 和XC 。

50、W320V,80 PUR圖3.20上一題下一題返 回下一頁由 S 斷開時(shí)的電路求得A5.4A20405 RPI 5.4220|IUZ 9.48由于故22)(|CLXXRZ 6 . 6)6 .442 .51()209 .482 .51(|2222RZXXLC圖3.20返 回上一頁上一題下一題【解】 為保持負(fù)載正常工作，負(fù)載電流應(yīng)為A4A6 .0110264LLL UPI負(fù)載阻抗模、負(fù)載電阻和負(fù)載感抗分別為 3.7.1 在圖3.21（教材圖3.11） 所示電路中，為保持負(fù)載的 ,欲將 負(fù)載接在220 V，50 Hz的交流電源上， 求開關(guān) S 分別合到 a、b、c 位置時(shí)， 應(yīng)分別串聯(lián)多大的 R，L

51、 和 C。6 . 0W,264,V110LL P LU圖3.21上一題下一題返 回下一頁 228 .05 .27sin|5 .166 .05 .27|5 .274110|LLLLLLLL ZXZRIUZL 無論 S 合到 a、b、c中哪一位置，負(fù)載電流的大小 I 都應(yīng)保 持不變，故電路總阻抗模也應(yīng)不變（注意總阻抗角是不同的）， 即 554220|IUZS 合向a 時(shí)， ，故2L2L)(|LXRRZ 9 .33)5 .162255(|22L2L2RXZRL返 回下一頁上一題下一題上一頁S 合向 b 時(shí)， ,故2LL2L)(|LXXRZ mH97H097.0H5014.325 .3025 .30)

52、225 .1655(|22L2L2 fXLXRZXLLL S 合向 c 時(shí) ，故2L2L)(|CLXXRZ F8 .42F108 .42F47.745014.3212147.74)225 .1655(|622L2L2fXCXRZXCLC 返 回上一頁上一題下一題【解】 R 和 XL串聯(lián)支路的功率因數(shù)角1 .536 . 0arccosarccos11 該支路的無功功率var6 .965var1 .53tan726tan111 PQS閉合后，電路的總有功功率、無功功率和視在功率分別為 P = P1+P2 = ( 726 + 74 ) W = 800 W Q = Q1Q2 = ( 965.6 168

53、 ) var = 797.6 var 3.7.2 電路如圖3.22（教材圖3.1 2）所示,U220 V, R 和 XL串聯(lián)支路 的 。當(dāng)開關(guān) S 閉合后，電路的總有功功率增加了74 W， 無功功率減少了168 var，試求總電流 I 及 Z2 的大小和性質(zhì)。6.0W,72611 P圖3.22上一題下一題返 回下一頁由于S 閉合后，電路的總無功功率減少了，故知Z2為電容性。AV7 .1291AV6 .7978002222 QPS由此求得總電流為A13. 5A2207 .1129 USI再由開關(guān) S 支路求得 6 .2638345. 0220|A8345. 0A2206 .183AV6 .183

54、AV168742222222222IUZUSIQPS返 回上一頁上一題下一題【解】kW5 . 1kW)5 . 01(45707. 0arccosarccos9 .368 . 0arccosarccos212211 PPP kvar25. 1vark)15 . 075. 01(tantan221121 PPQQQ77. 095. 15 . 1A86. 8A2201095. 1AKV95. 1AKV25. 15 . 132222 SPUSIQPS 3.7.3 兩臺單相交流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)在220V交流電源上工作， 取用的有功功率和功率因數(shù)分別為 0.5 kW，20.707 求總電流、總有功功率、無功功率

55、、視 在功率和總功率因數(shù)。 211;8 . 0kW,1PP 上一題下一題返 回【解】 （1） 75.434.072504.010022LLIPRIURRL 3.7.4 圖3.23（教材圖3.13） 所示日光燈電路，接于220 V、50 Hz交流電源上工作，測得燈管電 壓為100 V、電流為0.4 A，鎮(zhèn)流器 的功率為7 W。求：（1）燈管的 電阻 RL及鎮(zhèn)流器的電阻和電感； （2）燈管消耗的有功功率、電路 消耗的總有功功率以及電路的功 率因數(shù)；（3）欲使電路的功率因數(shù)提高到 0.9，需并聯(lián)多大的 電容？（4）畫出完整的相量圖。圖3.23上一題下一題返 回下一頁H48.1H5014.324652

56、465)75.43250(550)(|222L2 fXLRRZXLL 5504 . 0220)(|22LIUXRRZL（2）W40W4 .0100LL IUP53.04.0220740W47W)740(RLRL UIPPPPP 返 回上一頁上一題下一題（4）相量圖如圖3.24所示（3）48.084.25tantan6 .158tantan84.259 .0arccosarccos5853.0arccosarccos F)48.06 .1(2205014.3247)tan(tan22UPC 圖3.24返 回上一頁上一題下一題上一頁【解】（1） kvar92var1092. 0100sinAkV1

57、00AV2 .263380A2 .263A4 . 038010403NN3NNNN SQIUSUPI 3.7.5 有一電感性負(fù)載，額定功率 ，額定電 壓 ,額定功率因數(shù) ，現(xiàn)接到 50 Hz、380 V 的交流電源上工作。求：（1）負(fù)載的電流、視在功率和無 功功率；（2）若與負(fù)載并聯(lián)一電容，使電路總電流降到120 A， 此時(shí)電路的功率因數(shù)提高到多少？并聯(lián)的電容是多大？4 . 0N V380N UkW40N P上一題下一題返 回下一頁（2）設(shè) ,則A120 I4 .2888.0arccosarccos4 .664 .0arccosarccos88.0106 .451040AkV6 .45AV38

58、0120NN33N SPUISF1542F)4 .28tan4 .66(tan3805014. 321040)tan(tan23N2UPC 返 回上一頁上一題下一題 3.8.1 在圖3.25（教材圖3.14）所示電路中， , , , 。 求：（1）f 50 Hz時(shí)的 和 、 ； （2）f 為何值時(shí)，I 最小，這時(shí)的 、 和 是多少？mH7 .63 LV0220 UF106 C I CI LI I CI LI【解】 80R圖3.25 30101065014.321216fCXC （1） 906060j10j60020j)30j(20j)30j(20107 .635014.3223LCLZfLX

59、上一題下一題返 回下一頁圖3.25A9 .366 . 6A)9 .364 . 49 .362 . 2( CLIII1434 . 49 .364 . 4A20j)30j(20j9 .36202j)j(j AXXXIILCLCA9.362.2A9.3610002209.36100)60j80( ZUIZRZLC返 回下一頁上一題下一題上一頁（2）當(dāng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振時(shí)，總電流 I 最小，諧振頻率Hz3 .61Hz10106107 .6314.3212163n LCf 5 .241063 .6114.3210216nCfXC 5 .24CLXX由于 ，故 I0 )(,LCLCZRZZ由于 R 上無電壓降，

60、故 C 和 L 上的電壓等于 。 U返 回下一頁上一題下一題上一頁返 回上一頁上一題下一題9098.8A5 .24j0220jA9098.8A5 .24j0220 CCLLXUIjXUIA 【解】 欲使 uL= u1，必須使 C1、L1、C2 并聯(lián)電路對 u3 的角頻率（3 000 rad/s）產(chǎn)生并聯(lián)諧振，這時(shí)該電路對 u3 呈現(xiàn)的阻 抗為無窮大，使 u3 全部降再諧振電路上；而 C1L1串聯(lián)電路對 u1 的角頻率（1 000 rad/s）產(chǎn)生串聯(lián)諧振，這時(shí)該電路對 u1 呈 現(xiàn)的阻抗為零，使 u1 全部降在 R 上。圖3.26 3.8.2 在圖3.26（教材圖3.15）所示電路中 ， 。欲