电工与电子技术之电工技术课后答案完整版.pdf

《电工与电子技术之电工技术课后答案完整版.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工与电子技术之电工技术课后答案完整版.pdf（102页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、.第第 1 1 章章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律1 11 1试求图 11 所示电路的电压 Uab和 Uba。图 11解解(a)电压 U 的参考方向如图所示，已知 U10V，故有Uab=U=10VUba=-Uab=-U=-10V(b)直流电压源的电压参考方向如图所示，故有Uab=5VUba=-Uab=-5V1 12 2根据图 12 所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向，并计算各元件的功率，说明元件是吸收功率还是发出功率。(a)(b)(c)图 12(d)解解(a)因为电流为2mA，电压为5V，所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。电阻元件的功率为P=

2、UI=5210-3=1010-3=10Mw电阻元件的电压与电流取关联参考方向，计算结果P0，说明电阻元件吸收功率。(b)因为电流、电压随时间 t 按照正弦规律变化，所以当电流 i0、电压 u0时，它们的实际方向与参考方向一致；当电流 i0、电压 u0，说明电阻元件吸收功率。(c)因为电流为 2mA，所以电流的实际方向与参考方向相反；电压为5V，所以电压的实际方向与参考方向相同。直流电压源的功率为P=UI=5(210-3)=1010-3=10mW直流电压源的电压与电流取关联参考方向，计算结果P0，说明直流电流源发出功率。1 13 3在图 13 所示电路中，试求：(1)若元件 A 吸收 10W 功

3、率，求其电压 UA；(2)若元件 B 吸收10W 功率，求其电流 IB；(3)若元件 C 发出 10W 功率，求其电流 IC；(4)若元件 D 发出 10mW 功率，求其电流 ID。4 AIBIDICUAA A10VB B10VD D6VC C+(a)(b)(c)(d)图 13解解(1)元件 A 的电流与电压取关联参考方向，其吸收功率为PA=UA4=10W故其电压 UA为UA=10/4=2.5V(2)元件 B 的电流与电压取关联参考方向，其吸收功率为PB=10IB=10W故其电流 IB为IB=10/10=1A电流 IB0，说明其实际方向与参考方向相反。(3)元件 C 的电流与电压取关联参考方向

4、，其发出功率为PC=6IC=10W故其电流 IC为.IC=10/61.67A电流 IC0，说明其实际方向与参考方向相反。(4)元件 D 的电流与电压取非关联参考方向，其发出功率为PD=10ID=10Mw故其电流 ID为ID=(1010-3)/10=10-3=1Ma1 14 4在图 14 所示电路中，串联电阻 R1、R2、R3和 R4的电压、电流额定值分别是 6.3V、0.3A，R5的电压、电流额定值分别是 6.3V、0.45A。为使上述各电阻元件均处于其额定工作状态，应当选配多大的电阻 Rx和 Ry？图 14解解为使电阻元件 R1、R2、R3、R4和 R5均处于其额定工作状态，电阻 Rx的电压

5、应为串联电阻 R1、R2、R3和 R4的端电压，即 Ux=6.3V，电阻 Rx的电流应为Ix=0.450.3=0.15A(KCL)故Rx=Ux/Ix=6.3/0.15=42电阻 Ry的电流应为 Iy=0.45A，由 KVL，得Uy6.36.3=110Uy=1106.36.3=97.4V故Ry=Uy/Iy=97.4/0.45=216.441 15 5图 15 是某电路的一部分，试分别计算下述两种情况的电压 Uab、Ubc、Uac和 Uae。(1)在图示电流参考方向 I1A；(2)在图示电流参考方向 I2A。3V1010I I+5V+eacdb图 15解解(1)在图示电流 I 参考方向，I1A，有

6、.Uab=10I=101=10VUbc=5V由 KVL，得Uac=UabUbc=105=15V又Ucd=10I=101=10VUde=3V由 KVL，得Uae=UacUcdUde=1510（3）=22V(2)在图示电流 I 参考方向，I2A，有Uab=10I=10(2)=20VUbc=5V由 KVL，得Uac=UabUbc=(20)5=15V又Ucd=10I=10(2)=20VUde=3V由 KVL，得Uae=UacUcdUde=(15)（20）（3）=38V1 16 6在图 16 所示电路中，已知 U110 V，Us14V，Us22V，R14，R22，R35。试计算端子 1、2 开路时流过电

7、阻 R2的电流 I2和电压 U2。I I2 2+R R2 2U Us2s2+1 1U U1 1+R R1 1+U U2 2U Us1s1R R3 32 2图 16解解端子 1、2 开路时流过电阻 R3和电压源 Us2的电流为零，因此流过电阻 R2、R1和 Us1的电流均为 I2。由 KVL，得R2I2+R1I2+US1=U1(R2+R1)I2=U1US1I2=(U1U S1)/(R2+R1)=(104)/(2+4)=1AU2=R2I2=21=2V1 17 7在图 17 所示电路中，四个电路元件的电压和回路电流的参考方向如图所示。设电压U1100V，U240V，U360V，U480V，电流 I）

8、及回路电流 I 的10A。(1)试标出各元件电压的实际极性（正极性，负极性实际方向；(2)判别哪些元件是电源，哪些元件是负载；(3)计算各元件的功率，.并验证电路的功率平衡。I I+2+U2U331U1U44+图 17解解(1)根据图示电流、电压的参考方向和它们的代数值，各元件电压的实际极性和回路电流的实际方向如图 18 所示。I I2+U2U331U1U44图 18(2)元件 1 和 2 的电压与电流实际方向相反，因此它们是电源；元件 3 和 4的电压与电流实际方向相同，因此它们是负载。(3)各元件的功率为P1=U1I=1000WP2=U2I=(40)(10)=400WP3=U3I=60(1

9、0)=600WP4=U4I=(80)(10)=800W电路发出的功率为P发出=1000+400=1400W电路吸收的功率为P吸收600+800=1400W上述计算结果表明，电路的功率平衡。1 18 8在图 19(a)所示电路中，已知 I10.2A，I20.3A，I61 A。试求电流I3、I4和 I5。I6I2II26I4I4II55I1I1I3I3.(a)(b)图 19解解应用 KCL 对图 19(a)电路中各结点列写电流方程，得I3=I1+I2=0.2+0.3=0.5AI4=I6I2=10.3=0.7AI5=I3+I4=0.5+0.7=1.2A验证：作一闭合面如图 19(b)所示，对该闭合面

10、有I5=I1+I6=0.2+1=1.2A通过该闭合面的电流符合 KCL，故上述计算正确。第二章第二章电阻电路的分析电阻电路的分析2 21 1电路如图 21 所示，设电路中每个电阻均为 9。试将电路分别变换为Y 形电路和形电路。A AD DB BF FE EC C图 2-1解解将 ADE、DBF、EFC 组成的形电路等效变换成 Y 形电路，如图 2-1(a)所示，其中每个电阻为RY=1/3R=3然后将图 2-1(a)所示电路再进行等效变换，其变换过程如图 2-1(b)和(c)所示。由图 2-1(c)即可得到原电路的 Y 形电路和形电路，分别如图 2-1(d)和(e)所示。.2 22 2在图 22

11、 中，已知电压源 Us27V，电阻 R1R26，R3R4R52，R6R76。试求支路电流 I1、I2和 I3。.解解由电路可知，组成电桥电路，且，故它是平衡电桥，因此可将原电路等效变换为图22(a)所示电路。由欧姆定律，得由分流公式得，2 23 3试用电源等效变换法将图 23 所示的各电路化简。aa5635A+10V12V9V_ _ _-b(b)（a）aa184A64A-1298A12Vb+b(d)(c)图 2-3解解将原电路逐步等效变换，最终化简成为最简电路。化简过程如图所示。aaa23A2A5A632或+10V_ _bbb图 2-3(a)aaa55A2A7A或+5535V_ _bbb.图

12、2-3(b).aa44A2A或+4122A68V_ _bb图 2-3(c)aa6_ _或624V4A+bb图 2-3(d)2 24 4电路如图 24 所示，试用电源等效变换法求电流 I。ab解解首先利用电源的等效变换求出 1 电阻以左部分的最简等效电路，逐步等效化简过程如图所示。.在最简的等效电路中，由欧姆定律得5I=20所以I=5A2 25 5如图 25 所示，已知电压源 Us1140V，Us290V，电阻 R120，R25，R360。试用支路电流法求各支路电流 I1、I2和 I3。+US1US2US1US2R3_ _R3-II-R22R12RR2I3I1I11图 2-5图 2-5(a)解解

13、根据给定的电路可列得 1 个独立的 KCL 方程和 2 个独立的 KVL方程I1I2I30代入数据 并整理得：20I15I2505I60I903232537A，I2A，I3A164162 26 6如图 26 所示，已知电压源 Us180V，Us230V，Us3220V，电阻R120，R25，R310，R44。试计算开关 S 断开和闭合时各支路电流。SI2I4R1R2RR3R2I11R4+R4_ _+US1U+US1S2US2US3_ _ _ _ _+图 2-6图 2-6(a)解解（1）当 S 断开时，电路如图 2-6(a)。根据电路图可列得1 个独立的 KCL方程和 2 个独立的 KVL方程，

14、回路方向取顺时针方向。1可得支路电流方程I3I2I4I1I2I40R1R3R2I1R4+_ _+R1I1R2I2Us2Us10US1US2R IR IU0US3_ _ _4 4s222+解得：I1图 2-6(b).I13A代入数据整理，解得I22AI5A4（2）S 闭合，电路如图 2-6(b)。选参考结点，得 1 个结点电压Un1。列结点电压方程1111Us1Us2Us3URRRRn1RRR2341231代入数值80302201111Un120510420510解得Un120V由结点电压和支路电压的关系可求得支路电流I1Un1Us12080UUs220305A，I2n110AR120R25Un

15、1Us220220U2020A，I4n15AR310R44I32 27 7在图 27 中，已知电压源 Us20V，电流源 Is1=2A，Is2=3A，电阻 R13，R22，R31，R44。试求各支路电流及各元件的功率，并验证电路的功率是否平衡。USI3USI3_ _2+1+_ _R3I2R3I2Is1Is1Is2Is2R2R1R2R1I1R4I1R4I4I43图 2-7图 2-7(a)解解对 1、2、3 结点列写独立的 KCL 方程I1I3Is10I2I3Is20III0s242对中间回路列写 KVL方程UsR3I3R2I2R4I4R1I10.联立方程，代入数据，可解得支路电流I1 4A，I2

16、 1A，I3 2A，I4 2A电阻消耗的功率为PR1 I1R1 423 48W，PR2 I2R2(1)22 2W22PR3 I3R3 221 4W，PR4 I4R4 224 16W2220V 电压源发出的功率为PUsUsI3 202 40W2A 电流源发出的功率为PIs1UR1Is1(R1I1)Is1 342 24W3A 电流源发出的功率为PIs2UR2Is1 23 6WP吸 P发，功率平衡。2 28 8电路如图 28 所示，试计算开关 S 断开和闭合时 A 点的电位和各支路电流。+30V+10V25I3I1A10AI3I1-30VAI25102108AI252S_ _ _+30V30V30V

17、10V30V10V8A_ _ _ _ _+图 2-8(b)图 2-8(a)图 2-8解解（1）S 断开时，电路如图 2-8(a)，利用结点电压法解题。选参考结点，得到 1 个结点电压Un1，即为 A 点电压UA，列结点电压方程303010 111U A10521052得UA10V由结点电压和支路电压的关系，可求得支路电流30UA3010I1 4A1010.UA301030 4A55U 101010I3A 0A22（2）S 闭合，电路如图 2-8(b)，选参考结点，结点电压方程I2303010 111UA 810521052得UA 20V30UA30 20 5A1010U 302030I2A 2

18、A55U 102010I3A 5A222 29 9在图 29 所示电路中，Us19V，Us24V，Is=11A，R13，R22，R36。试求 A 点的电位和各电源的功率，并指出是发出功率还是吸收功率。AAI1I2R1R2R1R2IIssRR3_ _ _3+US1UUS2S2_ _ _+图 2-9(a)图 2-9解解采用结点电压法解本题，选参考结点，如图 2-9(a)，列结点电压方程得支路电流I1 111 Us1Us2U I sRRRAR1R2231代入数据解得UA12V由结点电压和支路电压的关系可求得各支路电流为I1UAUs11291AR13UAUs212 4 8AR22I29V 电压源吸收功

19、率PUs1Us1I1 91 9W4V 电压源发出功率PUs2Us2I2 48 32W.11A 电流源发出功率PIsUAIs1211132W2 21010在图 210 所示电路中，设 Us1Us28V，Is=2A，R12，R23，R36。试求电流 I1、I2和 I3。I1I1I2I2I3I3R2R2R1R1R3+R3+US1+US1US2US2_ _ _ _ _图 2-10(a)图 2-10解解 采用结点电压法，选参考结点，如图2-10(a)，可列出一个结点电压方程。111 Us1Us2U I n1sRRRR1R223126V3由结点电压和支路电压的关系可求得支路电流代入数据得Un1UUs1I1

20、n1R1UUs2I2n1R2268253A23268503A3926Un113I33AR3692 21111在图 211 所示电路中，设 Us110V，Us29V，Us36V，Is=1A，R12，R23，R33，R43，R56。以结点 4 为参考点，求结点1、2、3 的结点电压；求支路电流 I1、I2、I3、I4和 I5。I2R2+Us2_ _R512R4I4us2+I5Us1Us3-I1IsISI3R3R14图 2-11解解（1）以结点 4 为参考点，得到 3 个结点电压Un1、Un2、Un3.可列结点电压方程 11111Us1Us2()UUUn1n2n3RRRRRRR22552111111

21、U()UUn3 Isn1n2RRRR454511111Us3Us2UU()Un1n2n3R4R2R3R4R3R2R2代入数据并整理方程得6Un1Un2 2Un312Un13Un2 2Un3 6UU3U15n2n3n1解得Un1 6V，Un2 6V，Un3 9V（2）由结点电压和支路电压的关系可求得各支路电流为I1Us1Un1106 2AR12Un1Un3Us2669 3AR23Us3Un369 1AR33Un2Un369 1AR43Un1Un266 0AR56I2I3I4I52 21212在图 212 所示电路中，设 Us145V，Us28V，Is1=6A，Is2=5A，R12，R210，R3

22、1，R42。试求各支路电流 I1、I2、I3、I4和 I5；求电流源的端电压 U1和 U2。Is2Is2I2I2_ _ _1R2R2+R4I4R4I4I31I323+R3+R3+UUIs1UIs1Us1s1s2s2-IIIUIUSS1212-R1R1II55_ _ _图 2-12图 2-12(a).解解选参考结点，如图 2-12(a)，得 3 个结点电压Un1、Un2、Un3，列结点电压方程Us111 1()UU Is2n1n3RRRR33111111U()UUn3 Is1n1n2RRRR3443Un3Us2 8VUn3 8V4535代入数据整理得Un1Un32231UUUn3 6n1n222

23、解得Un117V，Un218V，Un3 8V（1）由结点电压和支路电压的关系可得各支路电流为I1UnUns117 45 14AR12I2 Is2 5AI3Un1Un217 18 1AR31Un2Un3188 5AR42I4由 KCL 方程可得I5 I4 I2 5(5)10A（2）电流源的端电压U1Un218V由U2 R2Is2Un1Un3，可得U2 41V2-12*用叠加定理计算图 212 所示电路的电压 U。若电压源的电压升高到 12V，则电压 U 升高到多少伏3+3A9V_ _U366_ _.图 2-12*.331+3A9V_ _33666(1)(2)UU6_ _ _图 2-12*(b)图

24、 2-12*(a)解解（1）首先画出两个独立电源单独作用时的分电路如图 2-12*(a)和图 2-12*(b)。3A 电流源单独作用时，分电路如图2-12*(a)，两个6并联电阻阻值为33，其两端电压为U1，由分流公式和欧姆定律可得U1 33 3V3 69V 电压源单独作用时，分电路如图 2-12*(b)，应用结点电压法求U(2)9111Un16666解得U(2)Un1 3V故由叠加定理得U U(1)U(2)33 6V（2）若电压源电压升高到 12V，由齐性定理可知U(2)可得U U(1)U(2)3 4 7V2 21313如图 213 所示，试分别计算开关 S 合在 a 点和 b 点时，各支路

25、电流I1I1、I2和 I3。I3+US1+10V20VI2_ _ _R32R22b4aR1S图 2-716A(2)(2)(2)(2)(1)I(1)II1I31I1I33图 2-13(2)+(1)(2)I22I10V2I220V224_ _ _426A242图 2-13(c)图 2-13(b)图 2-13(a).123 4V9.解解（1）S 合在 a 点时，有两个电压源作用于电路，采用叠加定理求取。20V 电压源单独作用时的分电路如图 2-13(a)，由 KVL 方程4I1 20 I1 0可得I1 4A由分流公式得I2(1)(1)(1)(1)I(1)1 2A，I3 2A2(1)10V 电压源单独

26、作用时的分电路如图 2-13(b)，42(2)(2)由 KVL 方程I2 2I2104 2可得I2(2)3A(2)由分流公式得I1 24(2)3 1A，I33 2A4 24 2(1)由叠加定理可得I1 I1I2 I2 I1 I2(2)4 1 3A 2 3 1A(1)(2)I3 I3 I3(1)(2)2 2 4A（2）S 合在 b 点，有三个独立源作用于电路，可将其分成两组：2 个电压源为一组，6A电流源为一组，则（1）中求得的支路电流将是 2 个电压源Us1、Us2作用时的响应分量I1 3A，I2(1)(1)1A，I3(1)4A。电流源单独作用时的分电路如图 2-13(c)，可得I2(2)6A

27、，(2)由分流公式得I1(1)24(2)6 2A，I36 4A4 24 2(2)分量叠加可得I1 I1 I1I2 I2(1)3 2 1A1 6 7A I2(2)I3 I3 I3(1)(2)44 8A2 21414电路如图 214 所示，试分别求出各电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。aa121062+-.24V10A6V10V_ _+b+(b)b（a）.+20V-10Aa5+10V-(c)a4-8V+（d）3Ab4Ab解解 4 个小题分别求其戴维宁等效电路和诺顿等效电路，可采用电源的等效变换直接求取。aa41A+44V_ _bb诺顿等效电路戴维宁等效电路图 2-14(a)aa25A+210V_

28、 _bb诺顿等效电路戴维宁等效电路图 2-14(b)aa512A5+60V_ _bb诺顿等效电路戴维宁等效电路图 2-14(c)aa41A+44V_ _bb.诺顿等效电路图 2-14(d)戴维宁等效电路.2 21515在图 215 所示电路中，Is1=2A，Is2=5A，R12，R210，R33，R415，R55。试用戴维宁定理求电流 I。Is2R2R3R3R5R5aus2Is1R1R4R1ISIb图 2-15(a)图 2-15Is2R2I2I3R3R5+aI210R415+Is1R150VUocI_ _I1_ _b图 2-15(c)图 2-15(b)解解 首先求出 R4电阻以左部分的等效电路

29、。断开 R4后余下的看成含源一端口网络。把含源一端口内独立源置零，电路如图2-15(a)，可求得等效电阻Req。Req R1 R3 R5 2 3 5 10设其开路电压为Uoc，电路如图 2-15(b)，由电路结构可看出I1 Is1 2A，I2 Is2 5A由 KCL 可得I1 I2 I3 0所以I3(I1 I2)7A由 KVL 可得Uoc R5I2 R3I3 R1I1 553(7)22 50V画出戴维宁等效电路，接上待求支路 R4，如图 2-15(c)，.50 2A10152 21616如图 216 所示，已知 Us1Us210V，Us311V，Is=20A，R13，R26，R15。试用戴维宁

30、定理求电流 I；当电阻 R 取何值时，它从电路中获取最大功率，最大功率为多少？U10VR1_ _S2I13_ _+a+I20A6R2IsR+UocUS1+US310V11V_ _ _ _ _ _b图 2-16图 2-16(a)3a2R+617VI_ _b图 2-16(c)图 2-16(b)易得I 解解（1）首先求出 R 电阻以左部分的等效电路。断开 R，设开路电压Uoc如图 2-16(a)所示，由 KVL 得103I110 6I111 0I11A故开路电压Uoc 6I111 61117V把含源一端口内独立源置零，电路如图 2-16(b)所示，可得等效电阻ReqR1R2 2R1 R2画出戴维宁等

31、效电路，接上待求支路 R4，如图 2-16(c)所示，17171A易得I 2 R215（2）根据最大功率传输定理知，当电阻R Req 2时，其上获得最大功率Uoc172Pmax 36.125W4Req422 21717如图 217 所示，已知 Us115V，Us25V，Us36V，Us44V，.2.Is=6A，R1R22，R34，R41，R51，RL2。试用戴维宁定理求电流 I；当电阻 R 取何值时，它从电路中获取最大功率，最大功率为多少？US2US4US2US4RR_ _2_ _ _ _2+R4+R4+U+US1S1IR3IR3I_ _s_ _sUoc+RL+US3US3R1R1_ _ _

32、_R5R5图 2-17(a)图 2-17R2R4aI42+R3R1RL18V_ _R5b图 2-17(b)图 2-17(c)解解 首先求出 RL电阻以左部分的等效电路。断开 RL，设Uoc如图 2-17(a)所示，由 KVL 得(R1 R2 R3)I1Us1Us2Us31代入数据可得I1A 0.5A2故开路电压UocUs4 R3I1Us3 R5Is 4 41616 18V2把含源一端口内独立源置零，求Req，电路如图 2-17(b)所示，Req R4 R5(R1 R2)/R311等效的最简电路如图 2-17(c)，I 44 44 41818 3A4 R4 2（2）根据最大功率传输定理知，当电阻

33、R Req 4时，其上获得最大功率Uoc182Pmax 20.25W4Req442 21818一个有源二端网络，测得其开路电压为 18 V，极性为上正下负，当输出端接一个 8 电阻时通过的电流为 2 A。现将该有源二端网络连成如图 218.2.所示的电路，试求其输出电流 I 及输出功率 P。I88A有源1二端网络I图 2-1888A11+18V_ _图 2-18(b)ReqI18+18V_ _I图 2-18(a)19+18V_ _图 2-18(c)+8V_ _解解 根据题意可知，该含源一端口的开路电压Uoc为18V，设其等效电阻为Req，则含源一端口可用戴维宁等效电路表示为如图 2-18(a)

34、，由题意可得I118 2A8 Req求得Req1将含源一端口右端化成最简的戴维宁等效电路，电路如图 2-18(b)，易得Req 9，Uoc 8V则含源一端口及其右端电路可最终等效为如图 2-18(c)所示的最简电路，由 KVL 可得10I 188所以I 1A2 21919在图 219 所示电路中，当电流源的电流 Is=5A 时，电流 I2A；当电流源的电流 Is=3A 时，电流 I3A。试求有源二端网络的等效电源（即戴维宁等效电路）。IIReq6Is有源6+Uoc6Is二端网络_ _ _图 2-19图 2-19(a)解解 设有源二端网络的戴维宁等效电路中，开路电压为Uoc，等效电阻为Req，有

35、源二端口网络的右端应用电源的等效变换，则可得最简的等效电路如图.2-19(a)所示，由单回路电路的 KVL 方程可得I Uoc6Is6 ReqUoc652 6 Req根据题意有U633oc6 ReqUoc 54V解得R 6eq2 22020如图 220 所示，已知 Is6A，Us12V，R11，R25，R36，R43。试求电流 I1和 I2。I1I2R2R1IsR4R3_ _Us+图 2-20(1)(1)R1RI12I2(2)R1I1R3R3R4R2(2)I2R4IS_ _+Us图 2-20(b)图 2-20(a)解解本题采用叠加定理方法求取，先找到两个独立源单独作用时的分电路，在分电路中求响

36、应分量，然后进行分量的叠加。电压源Us单独作用时的分电路如图 2-20(a)所示，I1(1)Us12(1)(1)2A，I2 I1 2AR1 R215电流源Is单独作用时的分电路如图 2-20(b)所示，.由分流公式得I1(2)51(2)6 5A，I26 1A66(1)由分量的叠加得I1 I1I2 I2 I1(2)2 5 7A(1)I2(2)2 1 1A2 22121如图 221 所示，已知 Us18V，Is10A，R1R26，R3R43。试用诺顿定理求电流 I。（R 4）R1R1aR3IR3+IsIsIscRUUssR4R4-bR2R2图 2-21图 2-21(a)R2R1R2R1(1)Isc

37、aR4R3R4R3(2)10A+Isc18VUs_ _b图 2-21(c)图 2-21(b)R2R1aI9A2a44R4R3bb图 2-21(d)图 2-21(e)解解 将电阻R断开后，余下的作为一端口，化成最简的诺顿等效电路。设含源一端口的短路电流为Isc，如图 2-21(a)所示，应用叠加定理求取。18V的电压源单独作用时的分电路如图 2-21(b)所示，由欧姆定律可得189(1)IscA2 2210A的电流源单独作用时的分电路如图 2-21(c)所示，由电路结构可知Isc(2)10A.叠加定理可得Isc Isc(1)Isc(2)92910 A22将含源一端口内所有独立源置零，求等效电阻R

38、eq，如图 2-21(d)所示，Req R1/R4 R2/R3 2 2 4可得电路的诺顿等效电路表示的最简电路如图 2-21(e)所示，29由分流公式得I 22 7.25A2 22222试求图 222 中的电压 Uab；如果在 a-b 端接入一个 2 的电阻，求其电流。1428a+Uab14V4_ _ _b147图 2-223I6a221RIeq3+6+214V7VUoc_ _4_ _b图 2-22(b)图 2-22(a)解解 将8，14，2电阻组成的形连接等效变换成形连接，电路如图2-22(a)所示，求该含源一端口的戴维宁等效电路。142由 KVL 得(4)I 14333I A22故开路电压

39、UabUoc(4)I 7V3将含源一端口内所有独立源置零，求等效电阻Req，216画出戴维宁等效电路，接上 2 的电阻可得如 2-22(b)所示的等效电路，易得Req.由欧姆定律得I1714A1122162 22323试用戴维宁定理求解图 223 中的电流 I。66I1666I26+I+a+318V30V18V30Vb_ _4_ _4_ _4_ _4I3图 2-23图 2-23(a)66aI5Req+3624VUoc_ _ba4b4图 2-23(c)图 2-23(b)解解 将3电阻所在支路断开，余下的看成一个含源一端口，如图2-23(a)所示。设该含源一端口的开路电压为Uoc，UocUabI1

40、 I2 I3 0由电路的 KCL 和 KVL 方程得6I112I2 012I 188I 30 0321解得I2A，I3 1A3对左端假想的回路列 KVL 方程得6I2Uoc 4I330 01故开路电压Uoc 4I3306I2 30 4(1)6=24V3将含源一端口内所有独立源置零，求Req，电路如图 2-23(b)所示，且由电路结构可知 5 个电阻组成电桥平衡电路，根据电桥平衡等效电路和电阻的串、并联关系，可得.6 4 52画出戴维宁等效电路，接上3电阻，可得包含所有量的最简电路如图2-2423(c)，由欧姆定律得I 3A532 22424如图 224 所示，已知 Us30V，Is13A，Is

41、22A，R12，R23，R33。试求：支路电流 I1、I2和 I3；电流源的端电压 U1和 U2。Is1Is1+U_ _+U I_ _111R1R12R2R231I2+I1I2+Is2+I3Is2I3R3U2R3U2UUss_ _ _ _ _图 2-24(a)图 2-24解解（1）采用结点电压法，选参考结点，如图 2-24(a)所示，得 3 个结点电Req压Un1、Un2、Un3，列结点电压方程UU 30Vsn111111Un1()Un2Un3 0R1R2R3R2R111UUn3 Is1 Is2n2R2R2代入数据并整理方程得Un1 30V3Un17Un2 2Un3 0UU15n3n1解得Un

42、1 30V，Un2 24V，Un3 39V由结点电压和支路电压的关系可得各支路电流I1Un1Un230 24 33AR12Un2Un32439 5AR23Un224 8AR33I2I3.（2）电流源的端电压U2Un3 39V由 KVL 得U1U2Us 0得U1 U2Us 39 30 9V2 22525试求图 225 中支路电流 I1和 I2。I1I1117AI22+10V2+10V21_ _+4I1_ _图 2-257AI22_ _+4_ _I1图 2-25(a)解解 本题采用结点电压法，选参考结点，如图 2-25(a)所示，得 1 个结点电压Un1，列结点电压方程1104I11Un1 7 1

43、2212因含有受控源，所以需加附加方程10 2I1Un1 0联立方程可得Un1 8V，I11AUn18 4A222 22626试求图 226 中电压 U1和 U2。2U22U21+7V7V_ _ _ _1U_ _1U11222U2U_ _ _11+图 2-26图 2-26(a)解解 采用结点电压法，选参考结点，如图2-26(a)所示，得 1 个结点电压由欧姆定律得I2Un1。列结点电压方程711U 2U n12222.含有受控源，加附加方程U2Un17联立求解，得Un1V6故得U2Un1又由 KVL 方程7 U1Un1得U17V635V62 22727试求图 227 中的电流 I 和电压 U。

44、(a)(b)图 2-27解解（a）列单回路电路的 KVL 方程2I 4I 221得I A6314所以U 4I 4A33（b）单回路电路的 KVL 方程3U U 221得U V42U1所以I A482 22828已知非线性电阻元件的伏安特性为u 4 2i3，当非线性电阻元件通过2 A的电流时，求它的静态电阻 R 和动态电阻 r。解解 依据电阻元件的伏安特性u 4 2i3，可知，当电流i 2A时，u 4 2i3 4 223 20Vu2010i2du动态电阻r 23i2 622 24di则它的静态电阻R.2 22929电路如图 229(a)所示，其中二极管的伏安特性曲线如图229(b)所示。试用图解

45、法求二极管的电压 U 和电流 I。i/mA5300I30043+23V600VDU1_ _ _00.511.52(b)(a)u/V图 2-29i/mA54300300a5003aI+2VD+U3V6001_ _2V_ _ _bb00.511.52u/V图 2-29(a)图 2-29(c)图 2-29(b)解解 首先将含二极管的支路断开，余下的看成一个含源一端口，如图2-29(a)所示。根据戴维宁定理将其化成最简电路，易得Uoc 2V，Req 500画出戴维宁等效电路，接上二极管支路，可得如图 2-29(b)所示简化电路。由 KVL 方程U 500I 2令I 0A，得U 20V令U 0V，得I

46、4mA根据两点画出直流负载线，如图 2-29(c)所示，从交点处，可得U 0.8V，I 2mA第第 3 3 章章正弦交流电路的稳态分析正弦交流电路的稳态分析.3-1已知正弦电压和电流的三角函数式，试用有效值相量表示它们，并画出它们的相量图。（1）i 10 2 sin(t 20)A，u 150 2 sin(t 60)V（2）i 8 2 sin(t 20)A，u 120 2 sin(t 45)V（3）i 5 2 sin(t 30)A，u 100 2 sin(t 90)V1020A，U15060V，相量图如图 3-1（a）所示。解解(1)I120(45)V，相量图如图 3-1（b）所示10(20)A

47、，U(2)I10090V，相量图如图 3-1（c）所示 530A，U(3)I+j+jU+jUII（a+1（b图 3-1+1UI（c+13-2已知电压、电流的相量表示式，试分别用三角函数式、波形图及相量图表示它们。30 j40V，I 3 j4A（1）U 3 j4A100V，I（2）Uj45 4 j4 A（3）U 100eV，I 30 j40 50(53.13)=50cos53.13 j50sin53.13，V解解(1)U 3 j4 5(53.13)=5cos53.13 j5sin53.13，AI波形图相量图如图 3-2（a）所示。100=100cos0 j100sin0，V(2)U 3 j4 5

48、(53.13)=5cos(53.13)j5sin(53.13)，AI波形图相量图如图 3-2（b）所示。.100ej45=100cos45 j100sin45，V(3)Uu,i0u,i0u,i0+jU（a）I+1+jwtUI（b）+1+jUwt（c）图 3-2I+1 4 j4 5.66(45)=5.66cos45 j5.66sin45，AI波形图相量图如图 3-2（c）所示。220ej45V，电感L 100mH，电源频率3-3已知电感元件的电压U和电流I的相量图。f 50Hz。求电流的瞬时表达式i?，并画出电压U解电流相量j45U220eI 7.01(45)A3jLj25010010+j瞬时值

49、i 7.01 2sin(314t 45)AU相量图如图 3-3 所示。.I图 3-3+1.3-4已知电容元件的电容C 0.1F，当电容两端加上频率为300Hz电压10ej45mA。求电容电压的瞬时值表达式u时，产生的电流I?并画出电压U的相量图。和电流I解解角频率 2f 23.14300 1884rads电容电压j453I10e10U 53.08(45)VjCj18840.1106+j-1U+1I图 3-4相量图如图 3-4 所示。3-5 电路如图 3-5 所示，Ra1k，且已知电源电压u和Ra两端电压uR的波形如图所示，并设电源电压u 10 2sin628tV。试求该无源网络在此特定频率f+

50、uR_ _+Rau_ _的等效阻抗。u14.147.07A无源网络uRT0.8ms（b）B（a）3-5解解设uR和u的相位差图rad=6280.8103 0.16=28.8T100V，无源网络的等效阻抗Z R jX。若电源电压相量U17.07(28.8)5(28.8)V则UR2而Ra1k，U所以 整个电路的电流I R 5(28.8)mARaU10则Z (R 1000)jX 2000(28.8)3I510(28.8).1753 j964Z1 753 j9643-6 图 3-6 为测量感性负载功率的电路。已知R 1k，I1 0.4A，I2 0.1A，I3 0.35A。求负载的有功功率、无功功率及其