电工电子技术(机械工业出版社)习题答案-王鼎、王桂琴-2

1－1确定元件电压电流的实际方向，计算功率、指出元件时发出功率还是吸收功率。N1＋－10V－2.5AN2＋－－60V－1.5A实际方向：如↑依照参考方向PN1＝UI＝10V×－2.5A＝－25W发出PN1＝UI＝－60V×－1.5A＝90W吸收1－2计算电流、电压。+－－+60VU10Ω20V+－60＋u－20＝0U＝－40VI＝－40V/10Ω＝－4A+－1AU2ΩI10Ω4AII＝4A－1A＝3AU＝3A×（2＋10）Ω＝36V1－3试求图中线性电阻两端电压；各电源及线性电阻的功率，并判断其性质。（a）解：+－+－3Vu2Ω1Au=3VIR=u/R=3/2=1.5APR=1.5×3=4.5WPIs=－1×3=－3WPUs=－(1.5－1)×3=－1.5W（b）解：+－+－3Vu2Ω1Au=－1×2=－2VPR=(－1)(－2)=2WPUs=1×3=3WPIs=－(3+2)=－5W+－+－3Vu12Ω1A+－10Ω（c）解：u1=3VIR=u/R=3/2=1.5Au2=－1×10=－10Vu2PR1=1.5×3=4.5WPR2=(－1)×(－10)=10WPUs=－(1.5－1)×3=－1.5WPIs=－1×(3+10)=－13W1－4电压表、电流表都正偏，输出功率的是；电压表正偏，电流表反偏，输出功率的是。A1A2VA＋－－＋电压表正偏：所测电压与电压表极性一致；电流表正偏：所测电流由电流表正极流入负极流出。A1A21－5计算各支路电流。＋－2Ω2Ω1Ω1Ω1V3V2VI1I2I3I4I5I6I2＝2／2＝1AI3＝3／1＝3A－2＋1·I4＋3＝0I4＝－1A－1·I4＋2·I1＋1＝0I1＝－1A对a：I5＝I1＋I2＋I4＝－1A对b：I6＝I3－I4－I1＝5Aab1－6已知US1=6V，US2=12V，IS=2A；R1=2Ω，R2=1Ω，试计算各电压源及电流源的功率，并判断其性质。+－US1ISR1+－US2R2解：UR1=IS·R1=4VUIS=UR1+US1=10VUR2=US2－US1=6VI2=UR2/R2=6AI1=IS+I2=8AI2I1PUS1=6×8W=48WPUS2=－6×12W=－72WPIs=－10×2W=－20WUIS1－7计算R＝0，R=∞时的电流I与IE。IE7AR6Ω2A4Ω3ΩI－＋12VR＝0电路被分为两部分6Ω、3Ω电阻两端电压为12VI＝12V／6Ω＝2AI1＝12V／3Ω＝4AIE＝（2＋4－7）A＝－1AI1R=∞I1＝12V／3Ω＝4AIE＝4A－2A＝2AI＝7A＋2A－4A＝5A15A12A1－8计算I、US、R。1Ω6A12Ω3ΩRI＝6A9A18A3A12×3V－9R－15×1V＝0R＝7／3Ω－US－12×3V－18×3V＝0US＝－90V1－9求图中A点电位及恒流源功率。对A：I＝2－1＝1mAUA=－I×1＝－1VA1k6V1k1k1mA2mAIU1U2U2＋1×2＋1×I＝0U2＝－3VP2＝2×(－3)＝－6mW－6＋U1＋1×1＋UA＝0U1＝6VP1＝1×6＝6mW3V1－10求图中a、b、c各点电位。电路中存在两个独立电流，如图10Ωa1AUC＝1×10＝10V4Ω10Ωbc2Ω－+5V+－bC3412V24UUab57VUU－1－11电压表内阻∞，S断开时，电压表读数12V；S闭合时，电压表读数11.8V，求US、R0。USRR0-+VSS断开时US＝U开＝12VS闭合时S01011.8VR10UUR0＝0.169Ω10Ω1－12求S闭合和打开情况下的A点电位。A+24V－6VS10kΩ10kΩ10kΩ10kΩ2VI=(24+6)/30=1mAUA=－2+10×1－6=2V解：S打开:S闭合:I=6/20=0.3mAUA=－2+3－6=－5VI解：+－10V6Ω3A4ΩI1I2I1－I2+3=04I1+6I2－10=0联解得I1=－0.8A，I2=2.2APR1=4×0.82W=2.56WPR2=6×2.22W=29.04WPUs=10×0.8W=8WPIs=－3×(6×2.2)W=－39.6W2－1用支路电流法求图中各支路电流，及各电源及线性电阻的功率。+－6V2Ω3A1Ω1Ω2Ω2－2用支路电流法求图中各支路电流。I4I2I1I3ab解：列KCL方程a：I1－I2－I3=0b：I3－IS－I4=0联解得I1=2.5A，I2=0.5AI3=2A，I4=－1A列KVL方程Ⅰ：R1I1＋R2I2－US=0Ⅱ：－R2I2+R3I3+R4I4=0ⅠⅡ电压源单独作用时R0′=6∥（4+2)kΩ=3kΩU″=12×(3／6)×(4／6)V=4VU=6V+4V=10V解：+－12V6kΩ3mA2－3用叠加原理求图中电压U。4kΩ2kΩ3kΩ电流源单独作用时R0=3∥6+2kΩ=4kΩU′=3×(4／8)×4V=6V+－U12V+－+-35V2－4用叠加原理求图中电流I。4Ω7A2Ω3Ω1ΩI电压源单独作用时I″=35／（3＋4）A=5AI＝5A＋3A＝8A电流源单独作用时I′=7×3／(3＋4)A=3A+－125V2－5用叠加原理求图示电路中的I。解:125V单独作用时120V单独作用时40Ω36Ω60Ω+-120V60ΩII=I′+I″=－0.75A12560A40[60//36]60361.25AI120A2A(40//60)36I－－2－6已知Uab=10V，去掉E后，Uab=7V，求E=？R+-ERRRIS1IS2解：依叠加原理，Uab=10V是E，IS1，IS2共同作用的结果。Uab=7V是IS1，IS2共同作用的结果。ab··设Uab'为E单独作用的电压。则Uab′=10V－7V＝3VUab'=E·R／4R=3VE＝12V2－7将以下各电路化为等效电压源-+4Ω5Ω3A5Ω15V-+3A4Ω4Ω4V1A4Ω2Ω4A-+2Ω8V2－8将以下各电路化为等效电流源-+2Ω2Ω8V2Ω2A2Ω2Ω4A1Ω-+2Ω4V2Ω＋1A2－9用等效变换法求图示电路中的电流I。2A10Ω10Ω5Ω40Ω－10V+I20V4A+10V5Ω+5VI=(10－5)V/(5+5+40)Ω=0.1A6V-+8V-+12V-+2－10用等效变换法求图示电路中的电流I。3Ω6Ω1Ω2A2Ω1ΩI2A2A4A2Ω+-2VI＝(8－2)A/(2+1+3)Ω＝1A-+6V4Ω3Ω2－11用等效变换法求图示电路中的电流I。2Ω6AI1.5A8ΩI=（6+1.5）×4V／(4＋8)Ω=2.5A+-150V+-20V2－12用戴维宁定理求图中电流I。+-120V10Ω10Ω10Ω4ΩI解：令R开路Uab=(20－150+120)V=－10VR0＝0UabI＝Uab/(R0+10)＝－1A+-2V2－13用戴维宁定理求图中电流I。-+12VI解：令R开路abUab＝(－2×3+8+2)V＝4VR0＝6//3Ω+3Ω＝5ΩI＝Uab/(R0+5)＝4V/10Ω＝0.4A6Ω3Ω5Ω3Ω2AUabU11612V8V63U＝＝＋2－14用戴维宁定理求图中电流I。+-16V1A4Ω8Ω3ΩI3Ω20ΩUab解：Uab＝16－8×9／8－1×3＝16－9－3＝4VR0＝(4+20)//8＋3＝9Ω－16＋8I1＋4I1＋20I2＝0I1＝I2＋1I1＝9／8AI1I2I＝Uab/(R0+3)＝1/3A8V-+12V-+2－15用戴维宁定理求图示电路中的电流I。4Ω4Ω2Ω2ΩI2A3A5A2ΩR0＝2//4//4＝1ΩUabUab=（5/2）×2=5VI＝Uab/（R0+2）＝1.67A2A+19V3Ω2ΩIX2－16求图示电路中的电流IX、UX、PX。3A1Ω9AUX由KCL推广定律可得IX＝9A求电路的戴维宁等效电路UOC＝－2×3+19－2×3＝7VR0＝(3+1+2)Ω＝6Ω电路可等效为UX＝7V－6×9V＝－47VPX＝UXIX＝－9×47W＝－423W（电源）+-7V6ΩIX2－17求图中的I。+-6V+-4V3Ω1ΩI2A6Ω4Ω2Ω2A1A应用等效变换法2Ω+-8V4ΩI=3×2/（1＋2）A=2A3A2Ω+-6V+-4V3Ω1ΩI2A6Ω4Ω2A1A2Ω4A+-8V4Ω3A2Ω-+5V2－18求S闭合和打开情况下的电流I。-+10V5ΩI2A5ΩSS断开，－10＋5I1＋5I＋5＝0I＝I1+2得I＝1.5AI1S闭合，－10＋5I1＋5I＝0I＝I1+2得I＝2A-+U12－19无源二端网络N0，U1＝1V，I2＝1A，时U3＝0；U1＝10V，I2＝0A，时U3＝1V；求U1＝0，I2＝10A，时U3＝？N0I2U3由叠加原理可知U3有U1、I2共同作用设U3＝K1U1＋K2I2有0＝K1＋K21＝10K1得K1＝0.1，K2＝－0.1U1＝0，I2＝10A，时U3＝10K2＝－1V2－20无源二端网络N0，IS＝1A，求I＝？N010VISN02VISN0IS5ΩI则其戴维宁等效电路为U开＝10V将N0、IS看作有源二端网络R0＝(2／1)Ω＝2ΩI＝(10／2+5)A＝1.43A3－1t＝0时，S闭合后uC及各电流的初始值及稳态值。uC(0－)＝1.5×4V＝6V在S闭合的瞬间，根据换路定律有：uC(0－)=uC(0+)=6V,i1(0+)＝uC(0+)/4=1.5Ai2(0+)=uC(0+)/2=3AiC(0+)＝1.5－1.5－3＝－3ASCi2iCuCi11.5A2Ω4ΩuC(∞)＝1.5×(4//2)V＝2ViC(∞)＝0i1(∞)＝2/4A＝0.5A,i2(∞)＝2/2A＝1A3－2求开关闭合后的初始值及稳态值。iL(0－)=12／4＝3A在S闭合的瞬间，根据换路定律有：iL(0+)＝iL(0－)=3A4i1(0+)+uL(0+)=12∴uL(0+)=4.8V+－Si2uL解：i14Ω6ΩiL12Vi1(0+)=3×6/（4＋6）=1.8Ai2(0+)=3×4/（4＋6）=1.2AiL(∞)＝12／(4//6)＝5AuL(∞)＝0i1(∞)＝12/4＝3Ai2(∞)＝12/6＝2A3－3电路中,已知R1=5kΩ,R2=10kΩ,C=4μF，US=20V,t=0，打开S，求uC(t)、iC(t)、并画出变化曲线。SuCR2R1USiCC+－电路为零输入响应解:uC(0+)=uC(0－)=US·R2/（R1+R2）=20×10/15=13.3Vτ=R2C=4×10－2suC(∞)=0CC2(0)01.33mAuiRiC(∞)=0uC(t)=13.3e－25tViC(t)=－1.33e－25tmAuC(t)tiC(t)-1.33mA13.3V3－3电路中,已知R1=5kΩ,R2=10kΩ,C=4μF，US=20V,t=0，打开S，求uC(t)、iC(t)、并画出变化曲线。SuCR2R1USiCC+－电路为零输入响应解:uC(0+)=uC(0－)=US·R2/（R1+R2）=20×10/15=13.3Vτ=R2C=4×10－2suC(∞)=0CC2(0)01.33mAuiRiC(∞)=0uC(t)=13.3e－25tViC(t)=－1.33e－25tmAuC(t)tiC(t)-1.33mA13.3VSCuCi1mA10K3－4S打开0.2s后，uC＝8V，试求C、i(0+)、uC(t)。解:uC(0+)=uC(0－)=0τ=10×103C电路为零状态响应uC(∞)=20×10＝10VuC(t)=10（1－e－t/10000C）Vt＝0.2，uC=8VuC(t)=10（1－e－1/50000C）＝8Ve－1/50000C＝0.2，C＝12.5μFS闭合的瞬间，C相当于短路i(0+)＝0uC(t)=10（1－e－8t）3－5电路中,已知R1=3Ω,R2=10Ω,R3=6Ω,C=10μF，US=100V,t=0，闭合S，求i1(t)、i2(t)、i3(t)。Si3R2R3R1US解: