電工技術(shù)習(xí)題答案第二章

第二章電阻電路的分析本章的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)電阻電路的分析計(jì)算方法，并運(yùn)用這些方法分析計(jì)算各種電阻電路中的電流、電壓和功率。本章基本要求1．正確理解等效電路的概念，并利用等效變換化簡電路。2．掌握電阻串、并聯(lián)等效變換、電阻的Y形連接與Δ形連接的等效變換、電源的等效變換。3．電阻電路的分壓公式和分流公式的應(yīng)用。4．運(yùn)用支路電流法和結(jié)點(diǎn)電壓法分析計(jì)算電路。5．運(yùn)用疊加定理分析計(jì)算電路。6．熟練應(yīng)用戴維寧定理和諾頓定理分析計(jì)算電路。7．應(yīng)用戴維寧定理或諾頓定理求解電路中負(fù)載電阻獲得的最大功率。8．學(xué)會(huì)含有受控源電路的分析計(jì)算。9．了解非線性電阻電路的分析方法。本章習(xí)題解析2－1電路如圖2－1所示，設(shè)電路中每個(gè)電阻均為9Ω。試將電路分別變換為Y形電路和形電路。圖2-1解將ADE、DBF、EFC組成的△形電路等效變換成形電路，如圖2-1(a)所示，其中每個(gè)電阻為然后將圖2-1(a)所示電路再進(jìn)行等效變換，其變換過程如圖2-1(b)和(c)所示。由圖2-1(c)即可得到原電路的Y形電路和形電路，分別如圖2-1(d)和(e)所示。圖2-1(a)圖2-1(b)2－2在圖2－2中，已知電壓源Us＝27V，電阻R1＝R2＝6Ω，R3＝R4＝R5＝2Ω，R6＝R7＝6Ω。試求支路電流I1、I2和I3。解由電路可知，、、、和組成電橋電路，且，故它是平衡電橋，因此可將原電路等效變換為圖－22(a)所示電路。由歐姆定律，得由分流公式得，2－3試用電源等效變換法將圖2－3所示的各電路化簡。圖2-3解將原電路逐步等效變換，最終化簡成為最簡電路?；嗊^程如圖所示。2－4電路如圖2－4所示，試用電源等效變換法求電流I。解首先利用電源的等效變換求出電阻以左部分的最簡等效電路，逐步等效化簡過程如圖所示。在最簡的等效電路中，由歐姆定律得所以2－5如圖2－5所示，已知電壓源Us1＝140V，Us2＝90V，電阻R1＝20Ω，R2＝5Ω，R3＝60Ω。試用支路電流法求各支路電流I1、I2和I3。解根據(jù)給定的電路可列得1個(gè)獨(dú)立的KCL方程和2個(gè)獨(dú)立的KVL方程代入數(shù)據(jù)并整理得：解得：，，2－6如圖2－6所示，已知電壓源Us1＝80V，Us2＝30V，Us3＝220V，電阻R1＝20Ω，R2＝5Ω，R3＝10Ω，R4＝4Ω。試計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時(shí)各支路電流。解（1）當(dāng)S斷開時(shí)，電路如圖2-6(a)。根據(jù)電路圖可列得1個(gè)獨(dú)立的KCL方程和2個(gè)獨(dú)立的KVL方程，回路方向取順時(shí)針方向?？傻弥冯娏鞣匠檀霐?shù)據(jù)整理，解得（2）S閉合，電路如圖2-6(b)。選參考結(jié)點(diǎn)，得1個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓。列結(jié)點(diǎn)電壓方程代入數(shù)值解得由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可求得支路電流，，2－7在圖2－7中，已知電壓源Us＝20V，電流源Is1=2A，Is2=3A，電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝1Ω，R4＝4Ω。試求各支路電流及各元件的功率，并驗(yàn)證電路的功率是否平衡。解對(duì)1、2、3結(jié)點(diǎn)列寫?yīng)毩⒌腒CL方程對(duì)中間回路列寫KVL方程聯(lián)立方程，代入數(shù)據(jù)，可解得支路電流A，A，A，A電阻消耗的功率為，，20V電壓源發(fā)出的功率為2A電流源發(fā)出的功率為3A電流源發(fā)出的功率為，功率平衡。2－8電路如圖2－8所示，試計(jì)算開關(guān)S斷開和閉合時(shí)A點(diǎn)的電位和各支路電流。10V解（1）S斷開時(shí)，電路如圖2-8(a)，利用結(jié)點(diǎn)電壓法解題。選參考結(jié)點(diǎn)，得到1個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓，即為A點(diǎn)電壓，列結(jié)點(diǎn)電壓方程得由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系，可求得支路電流（2）S閉合，電路如圖2-8(b)，選參考結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)電壓方程得得支路電流2－9在圖2－9所示電路中，Us1＝9V，Us2＝4V，Is=11A，R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝6Ω。試求A點(diǎn)的電位和各電源的功率，并指出是發(fā)出功率還是吸收功率。解采用結(jié)點(diǎn)電壓法解本題，選參考結(jié)點(diǎn)，如圖2-9(a)，列結(jié)點(diǎn)電壓方程代入數(shù)據(jù)解得由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可求得各支路電流為9V電壓源吸收功率4V電壓源發(fā)出功率11A電流源發(fā)出功率2－10在圖2－10所示電路中，設(shè)Us1＝Us2＝8V，Is=2A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω。試求電流I1、I2和I3。解采用結(jié)點(diǎn)電壓法，選參考結(jié)點(diǎn)，如圖2-10(a)，可列出一個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓方程。代入數(shù)據(jù)得由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可求得支路電流2－11在圖2－11所示電路中，設(shè)Us1＝10V，Us2＝9V，Us3＝6V，Is=1A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝3Ω，R4＝3Ω，R5＝6Ω。⑴以結(jié)點(diǎn)4為參考點(diǎn)，求結(jié)點(diǎn)1、2、3的結(jié)點(diǎn)電壓；⑵求支路電流I1、I2、I3、I4和I5。解（1）以結(jié)點(diǎn)4為參考點(diǎn)，得到3個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓、、可列結(jié)點(diǎn)電壓方程代入數(shù)據(jù)并整理方程得解得，，（2）由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可求得各支路電流為2－12在圖2－12所示電路中，設(shè)Us1＝45V，Us2＝8V，Is1=6A，Is2=5A，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝1Ω，R4＝2Ω。⑴試求各支路電流I1、I2、I3、I4和I5；⑵求電流源的端電壓U1和U2。解選參考結(jié)點(diǎn)，如圖2-12(a)，得3個(gè)結(jié)點(diǎn)電壓、、，列結(jié)點(diǎn)電壓方程代入數(shù)據(jù)整理得解得，，（1）由結(jié)點(diǎn)電壓和支路電壓的關(guān)系可得各支路電流為由KCL方程可得（2）電流源的端電壓由，可得2-12*用疊加定理計(jì)算圖2－12所示電路的電壓U。若電壓源的電