唐介电工学少学时习题解答

解：S闭合时VVVb3a333c330V410(12)V8V210410410(6)V4V2104101.3.2求图示电路中开关S闭合和断开两种情况下a、b、c三点的电位。S2kabc＋12V4k－6V4k2k下一题上一题返回练习题集[解]S断开时，VVV3a33b33c321012(126)V9V(2442)10(24)1012(126)V3V(2442)102106(126)V3V(2442)101.5.1试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的两电路：当R变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）的电压和电流有无影响？R变化时所造成的影响是什么？US+_R任何电路ISR任何电路（a）（b）解：对电路（a），因为凡与理想电压源并联的元件其两端电压均等于理想电压源的电压，故改变R不会影响虚线部分电路的电压，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电流。R的变化仅影响其本身的电流及理想电压源的电流。US+_R任何电路[解]对电路（b），因为凡与理想电流源串联的元件其电流均等于理想电流源的电流，故改变R不会影响虚线部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影响其电压。R的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。ISR任何电路（b）下一题上一题返回练习题集S断开时，I2=IS=2A选取由US、R2和S组成的回路，利用KVL求得U=US－R2I2＝4VS闭合时，R2右端电位与US下端电位相同，R2两端电压等于US，故I2=US／R2=6A选取右上结点，利用KCL求得I=I2－IS＝4A1.6.1图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝2，R2＝1。求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流I（不必用支路电流法）。US+_ISR1R2U+_IS[解]设通过R2的电流为I2。I2下一题上一题返回练习题集1.6.2图示电路中，已知US＝6V，IS＝2A，R1＝R2＝4。求开关S断开时开关两端的电压U和开关S闭合时通过开关的电流I（在图中注明所选的参考方向）。US+_ISR1R2SU+_I[解]设所求电压和电流的参考方向如图。S断开时，U＝14VS闭合时，I＝3.5A下一题上一题返回练习题集10V1.6.3求图示电路中通过恒压源的电流I1、I2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。+_I15+_240VI2[解]设2电阻上电流为I3，如图。I3该电阻与10V恒压源并联，故其上电压为10V，所以I3=(10／2)A=5A。右回路：5I1＋2I3－40=0，则I1=6A或外回路：5I1＋10－40=0，有I1=6A再用KCL求得I2=I1－I3=1A，左恒压源的功率P1＝240W，由于其电压和电流的实际方向符合电源关联参考方向，故起电源作用；右恒压源的功率P2＝10W，由于其电压和电流的实际方向符合负载关联参考方向，故起负载作用。下一题上一题返回练习题集左恒流源的功率P1＝40W，起电源作用；右恒流源的功率P2＝3W，起负载作用。1.6.4求图示电路中恒流源两端的电压U1、U2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。55A+_U1+_2U21AI+_U3设2电阻上电流为I，5电阻两端电压为U3如图。IUUUUU13213(51)A4A(24)V8V,(51)V5V(85)V3V下一题上一题返回练习题集[解]1.6.5试分析图示两电路中：(1)图(a)中的理想电压源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何种状态？(2)图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不输出电功率？在R为何范围时输出电功率？在R为何范围时取用电功率？而理想电压源处于何种状态？1V+_1AR(a)1V+_1AR(b)[解](a)当R＝1时理想电压源既不取用也不输出电功率;R1时，理想电压源输出电功率;R1时,理想电压源取用电功率。而理想电流源始终起电源作用。(b)当R＝1时理想电流源既不取用也不输出电功率;R1时,理想电流源输出电功率;R1时,理想电流源取用电功率。而理想电压源始终起电源作用。下一题上一题返回练习题集1.6.6图示电路已知US＝4V，IS1＝1A，R1＝2，R2＝5,R3＝2，R4＝4。试根据题1.5.1总结出的规律将电路简化后求出I4；根据题1.6.5总结出的规律，分析IS2输出和取用电功率的条件。US+_IS1R1R2IS2R3R4I4US+_IS1R2R4I4IS1R2R4I4URS2R2R4I4UIRSS2I4＝1A当IS22A时，IS2起电源作用，输出电功率。当IS22A时，IS2起负载作用，取用电功率。下一题上一题返回练习题集联立方程，解得：I1＝2.5AI2＝0.5AI3＝2AI4＝－1A结点a:I1－I2－I3＝0结点b:I3－I4－IS＝0回路:R1I1＋R2I2－US＝0回路:－R2I2＋R3I3＋R4I4＝0（注意选取回路时避开理想电流源所在支路）1.7.2用支路电流法求图中各支路电流。R3ISR1US+_R2R46V22113A[解]各支路和结点标于图中。I2abI1I3I4下一题上一题返回练习题集1.8.1用叠加原理求图示电路中的电流I1和I2。IS10V25AR2I2I1R1US+_3[解]ISR2I’2I’1R1恒流源单独作用:RIIRR'21S123ARIIRR'12S122AR2I’’2I’’1R1US+_恒压源单独作用:UIIRR''''S12122AIIIIII'''111'''2221A4A下一题上一题返回练习题集[解]III'''8A恒压源单独作用UIRR''S345AR2I’’R1US+_R3R41.8.2用叠加原理求图示电路中的电流I。IS35V27AR2IR1US+_1R33R44恒流源单独作用RIIRR'3S343AR2I’R1ISR3R4下一题上一题返回练习题集[解]恒压源US＝16V单独作用时，1.8.3在图示电路中，当US＝16V时，Uab＝8V，试用叠加原理求US＝0时的Uab。IS1RRUS+_RaIS2bRUUR'abS4V4RRUS+_Rab+_Uab则US＝0时Uab的值可记做U’’ab应为三个电源共同作用的结果减去恒压源单独作用的结果：UUU'''ababab4V下一题上一题返回练习题集1.8.4图示电路中，R2＝R3。当IS＝0时，I1＝2A,I2＝I3＝4A。求IS＝10A时的I1、I2和I3。ISR1US1+_US2+_R3R2I1I2I3[解]恒流源IS＝10A单独作用时，IRIIRRRIIRR'1'32S23'23S230A5A5AISR1R3R2I’1I’2I’3则三个电源共同作用时：III123(20)A2A(45)A1A(45)A9A下一题上一题返回练习题集1.9.1用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。图中US＝10V，IS1＝3A，IS2＝5A，R1＝2，R2＝3，R3＝4IS1R1US+_R3R2IS2IS1R1UOC+_R3R2IS2将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为21V。R1R3R2有源二端网络的除源等效电阻RO为5。R0UeS+_+_USI用等效电压源代替有源二端网络，电流I为6.2A。下一题上一题返回练习题集1.9.2用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。[解]R3ISR1US1+_R2R46V22113A将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为1V。R3R1US+_R2R4UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为0.667。R3R1R2R4用等效电压源代替有源二端网络，UI为1V。R0UeS+_ISUI+_下一题上一题返回练习题集1.9.3用戴维宁定理求图示电路中的电流I2。[解]IS10V25AR2I2R1US+_3将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压UOC为20V。ISR1US+_UOC+_有源二端网络的除源等效电阻RO为2。R1用等效电压源代替有源二端网络，I2为4A。R0UeS+_I2R2下一题上一题返回练习题集下一题返回【解】本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。A)30314sin(22tiV)45314sin(236tu（1）（2）波形图如图3.5所示。3.1.1已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是2A、-;36V、,频率均为50Hz。(1)写出它们的瞬时值表达式；(2)画出它们的波形图；(3)指出它们的幅值、角频率以及二者之间的相位差。3045图3.5下一页下一题（3）幅值角频率相位差电流314rad/sA2275电压314rad/s（u超前于i）V236=ψu－ψi=返回上一页上一题下一题返回下一页3.2.1已知某正弦电流当其相位角为时，其值为5A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为10ms，且在t＝0时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式i和相量。I6π【解】本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设i=Imsin(ωt+ψ)A则5A=ImsinA=0.5ImA6π故Im=A=10A50.5I==A=7.707AIm√210√2Hz100Hz101011ms,103TfT则若A)180628sin(10A)180628sin(10ttiA628sin10t故A07.7A18007.7A18007.7I上一题下一题返回上一页【解】本题目的是为了熟悉复数运算。3.2.2已知A=8+j6，。求（1）A＋B;（2）A－B；（3）；（4）；（5）jA＋B；（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上一题下一题返回87.36106j8A66.5j66.5458B∵下一页13.88066.5j66.568jjBA34.2j34.027.9836.29014586j8jBA13586j866.5j66.56j834.0j34.228.836.287.8125.145887.3610BA上一题下一题返回上一页【解】本题目的是为了熟悉R、C、L在交流电路中的作用，即熟悉单一参数交流电路。当f＝50Hz、U＝100V时S合向a：A1A100100RRUI0W,100W1100QUIP图3.63.3.1在图3.6（教材图3.01）所示电路中，已知求电源的频率和电压分别为50Hz、100V和1000Hz，100V两种情况下，开关S合向a、b、c位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和无功功率。F,318mH,8.31,100CLR上一题下一题返回下一页S合向b：fLUXUILL2A10A108.315014.3210030var,0001var10100PUIQLLS合向c：fCUXUI2CCA10A100103185014.3260var,0001var10100CPUIQC当f＝1000Hz、U＝100V时S合向a：A1A100100RI0,W100W1100QP上一题返回下一题下一页上一页S合向b：A108.31000114.321003LIA