《电工学》第六版上下册课后答案.docx

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1、电工学第六版上下册课后答案 1电路的基本概念与定律1.5电源有载工作、开路与短路 1.5.1 在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过试验测量得知1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。2 推断哪些元件是电源？哪些是负载？ 3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？ 解: 2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。3 P 1= U 1 I 1 = 140 × ( − 4)W= − 560W P 2= U 2 I 2 = ( − 90) × 6W = − 540W P

2、3= U 3 I 3 = 60 × 10W = 600 WP 4= U 4 I 1 = ( − 80) × ( − 4)W= 320 W P 5= U 5 I 2 = 30 × 6W = 180 W P 1 + P 2= 1100 W负载取用功率 P = P 3 + P 4 + P 5= 1100 W两者平衡电源发出功率 P E =1.5.2 在图 2 中，已知 I 1 = 3mA,I 2 = 1 mA . 试确定电路元件 3 中的电流 I 3 和其两端 电压U 3 ，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。 解 首先依据

3、基尔霍夫电流定律列出图 2: 习题 1.5.2 图 − I 1 + I 2 − I 3=0− 3 + 1 − I 3=0 可求得 I 3 = − 2mA, I 3 的实际方向与图中的参考方向相反。依据基尔霍夫电流定律可得U 3 = (30 + 10 × 10 3 × 3 × 10 −3 )V = 60 V 其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定： 电路元件3 80V元件 30V元件 电流 I 3从 + 端流出 , 故为电源 ;电流 I 2从 + 端流出，故为电源； 电流 I

4、 1从 + 端流出，故为负载。 2 从电压和电流的参考方向判别：电路元件3 U 3和 I 3 的参考方向相同 P = U 3I 3 = 60 × ( − 2) × 10 −3 W=− 120 × 10 −3 W （负值），故为电源； 80V 元件 U 2和 I 2 的参考方向相反P=U 2 I 2=80 × 1 × 10 −3 W =80 × 10 −3 W （正值），故为电源； 30V元件 U 1和 I 1 参考方向相同 P = U 1 I 1 =

5、30 × 3 × 10 −3 W= 90 ×10 −3 W （正值），故为负载。两者结果一样。最终校验功率平衡：电阻消耗功率:22P R 1=R 1 I 1 = 10 × 3 mW= 90 mW22P R 2=R 2 I 2 = 20 × 1 mW= 20 mW 电源发出功率: P E = U 2I 2 + U 3I 3 = (80 + 120)mW= 200 mW 负载取用和电阻损耗功率: P = U 1 I 1 + R 1 I2 + R 2 I2= (90 + 90 + 20)mW= 200 mW12 两者

6、平衡1.5.3 有始终流电源，其额定功率 P N= 200W ，额定电压 U N= 50V 。内阻R 0 =0 . 5 ，负载电阻 R 可以调整。其电路如教材图 1.5.1 所示试求：1 额定工作状态下的电流及负载电阻； 2 开路状态下的电源端电压； 3 电源短路状态下的电流。解 P N(1)额定电流 I N=U N200 =50 A = 4A, 负载电阻R = U NI N50 = = 12.5 4(2)电源开路电压U 0 = E = U N + I N R 0= (50 + 4 × 0.5)V = 52VE(3)电源短路电流 I S =R 052=0.5A = 104 A 1.

7、5.4 有一台直流稳压电源，其额定输出电压为 30V , 额定输出电流为 2 A ，从空载 到额定负载，其输出电压的改变率为千分之一 （即 U = U 0 − U NU N= 0.1%),试求该电源的内阻。解 电源空载电压 U 0即为其电动势 E ，故可先求出 U 0 ，而后由U = E − R 0 I ，求 内阻 R 0 。由此得U 0 − U NU NU 0 − 3030 = U=0.1 % U 0 = E = 30 . 03 V 再由 U =E − R 0 I30 =30.03 − R 0× 2 得出 R

8、 0= 0 . 015 1.5.6 一只 110V 、8W 的指示灯，现在要接在 380V 的电源上，问要串多大阻值的 电阻？该电阻应选多大瓦数的？ 解 由指示灯的额定值求额定状态下的电流 I N和电阻 R N ：I= P N N8 U N=A = 0.073AR N =110 I N110= = 1507 0.073 在 380V 电源上指示灯仍保持 110V 额定电压，所串电阻其额定功率R = U − U NI N= 380 − 1100.073 = 3700P N = R I2= 3700 × (0.073) 2 W= 19 . 6 W 故可选用额定值

9、为 3 . 7 K 、 20 W的电阻。 1.5.8 图 3 所示的是用变阻器 R 调整直流电机励磁电流 I f的电路。设电机励磁绕组 的电阻为 315, 其额定电压为 220V ,假如要求励磁电流在0.35 ∼ 0 . 7 A 的范围内变 动，试在下列三个变阻器中选用一个合适的: (1)1000、0.5A；(2)200、1A；(3)350、1A。解 当R = 0时当 I = 0 . 35 A 时220I =315= 0 . 7 A R + 315 =220 0.35=630 R = (630 − 315) =315 因此，只能选用350、1A的变阻器。 图 3: 习题 1

10、.5.8 图1.5.11 图 4 所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。R x 是电阻应变片，粘附 在被测零件上。当零件发生变形（伸长或缩短）时， R x 的阻值随之而变更，这 反映在输出信号 U o 上。在测量前假如把各个电阻调整到 R x = 100，R 1= R 2=R x200，R 3= 100，这时满意 R 3时，假如测出: = R 1R 2的电桥平衡条件，U o = 0。在进行测量 (1)U o = +1mV ；(2)U o = − 1mV ；试计算两种状况下的 R x 。U o 极性的改 变反映了什么？设电源电压 U 是直流 3V 。解 (1)U o = +1 mV

11、图 4: 习题1.5.11图 应用基尔霍夫电压定律可列出:U ab + U bd + U da = 0U ab + U o − U ad = 0 或 UR x + R 3UR x + U o − 2 =03 R xR x + 100+ 0.001 − 1.5 =0 解之得R x = 99.867 因零件缩短而使 R x 阻值减小，即 (2)U o = − 1 mV同理R x = (99.867 − 100) = − 0.133 3 R xR x + 100 −0.001 − 1.5 = 0R x =

12、 100.133 因零件伸长而使 R x 阻值增大，即 R x = (100.133 − 100) = +0.133 U o 极性的改变反映了零件的伸长和缩短。 1.5.12 图5是电源有载工作的电路。电源的电动势E = 220V ，内阻R 0= 0.2；负 载电阻R 1 = 10，R 2= 6.67；线路电阻R l= 0.1。试求负载电阻R 2 并联前 后：(1) 电路中电流 I； (2) 电源端电压 U 1 和负载端电压 U 2 ;(3) 负载功率 P 。当负载 增大时，总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端和负载端的电压是如 何改变的？ 解 R 2 并联前，电路总电阻 图

13、 5: 习题 1.5.12 图 R = R 0+ 2R l+ R 1= (0.2 + 2 × 0.1 + 10) = 10.4 (1)电路中电流EI =R220 10.4A = 21 . 2 A (2)电源端电压U 1 = E − R 0 I = (220 − 0.2 × 21.2)V = 216V负载端电压(3)负载功率 U 2 = R 1 I = 10 × 21.2V = 212VP = U 2 I = 212 × 21.2W = 4490W = 4 . 49 k W R 2 并联后，电路总电阻R 1 R 210 &t

14、imes; 6.67R = R 0+ 2R l+1(1)电路中电流+ R 2= (0.2 + 2 × 0.1 + 10 + 6 . 67) = 4.4 (2)电源端电压 EI =R220 4.4A = 50 A U 1 = E − R 0 I = (220 − 0.2 × 50)V = 210V负载端电压 R 1 R 210 × 6.67(3)负载功率 U 2 =1 + R 2I =50V = 200V 10 + 6.67P = U 2 I = 200 × 50W = 10000W = 10kW 可见，当负载增大后，电路总

15、电阻减小，电路中电流增大，负载功率增大，电 源端电压和负载端电压均降低。 1.6基尔霍夫定律 1.6.2 试求图 6 所示部分电路中电流 I、 I 1和电阻R，设U ab= 0。解 由基尔霍夫电流定律可知， I= 6 A 。由于设U ab = 0，可得I 1=− 1 A6I 2=I 3 = 2A = 3 A 图 6: 习题 1.6.2 图并得出I 4=I 1 + I 3 = ( − 1 + 3)A = 2 AI 5=I − I 4 = (6 − 2)A = 4 A因I 5 R = I 4 × 1得 R = I 4I 52= = 0.5

16、 4 1.7电路中电位的概念及计算 1.7.4解 在图 7 中，求 A 点电位 V A。 图 7: 习题1.7.4图I 1 − I 2 − I 3 = 0 (1)50 − V AI 1 =(2)10I 2 =V A − ( − 50)(3)5 V A将式 (2) 、 (3) 、 (4) 代入式 (1) ，得I 3 =(4)2050 − V AV A + 50 V A10− 5 − 20 = 0V A = − 14 . 3 V 书目第2章电路的分析方法 3 第2.1节电阻串并联接的等效变换

17、 .3 第2.1.1题 . 3 第2.1.2题 . 4 第2.1.3题 . 4 第2.1.5题 . 5 第2.1.6题 . 6 第2.1.7题 . 6 第2.1.8题 . 7 第2.3节电源的两种模型及其等效变换.8 第2.3.1题 . 8 第2.3.2题 . 9 第2.3.4题 . 9 第2.4节支路电流法 .10 第2.4.1题 .10 第2.4.2题 .11 第2.5节结点电压法 .12 第2.5.1题 .12 第2.5.2题 .13 第2.5.3题 .14 第2.6节叠加定理 .14 第2.6.1题 .14 第2.6.2题 .15 第2.6.3题 .16 第2.6.4题 .18 第2.

18、7节戴维南定理与诺顿定理 .19 List of Figures 1 习题2.1.1图 .3 2 习题2.1.2图 .4 3 习题2.1.3图 .4 4 习题2.1.5图 .6 5 习题2.1.7图 .7 6 习题2.1.8图 .7 7 习题2.3.1图 .8 8 习题2.3.2图 .9 9 习题2.3.4图 . .本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第86页 共86页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页第 86 页 共 86 页