電工技術習題答案第二章

第二章電阻電路的分析本章的主要任務是學習電阻電路的分析計算方法，并運用這些方法分析計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用。4．運用支路電流法和結點電壓法分析計算電路。5．運用疊加定理分析計算電路。6．熟練應用戴維寧定理和諾頓定理分析計算電路。7．應用戴維寧定理或諾頓定理求解電路中負載電阻獲得的最大功率。8．學會含有受控源電路的分析計算。9．了解非線性電阻電路的分析方法。本章習題解析2－1電路如圖2－1所示，設電路中每個電阻均為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，其中每個電阻為然后將圖2-1(a)所示電路再進行等效變換，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。解根據給定的電路可列得1個獨立的KCL方程和2個獨立的KVL方程代入數據并整理得：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。試計算開關S斷開和閉合時各支路電流。解（1）當S斷開時，電路如圖2-6(a)。根據電路圖可列得1個獨立的KCL方程和2個獨立的KVL方程，回路方向取順時針方向?？傻弥冯娏鞣匠檀霐祿?，解得（2）S閉合，電路如圖2-6(b)。選參考結點，得1個結點電壓。列結點電壓方程代入數值解得由結點電壓和支路電壓的關系可求得支路電流，，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，并驗證電路的功率是否平衡。解對1、2、3結點列寫獨立的KCL方程對中間回路列寫KVL方程聯(lián)立方程，代入數據，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，試計算開關S斷開和閉合時A點的電位和各支路電流。10V解（1）S斷開時，電路如圖2-8(a)，利用結點電壓法解題。選參考結點，得到1個結點電壓，即為A點電壓，列結點電壓方程得由結點電壓和支路電壓的關系，可求得支路電流（2）S閉合，電路如圖2-8(b)，選參考結點，結點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。解采用結點電壓法解本題，選參考結點，如圖2-9(a)，列結點電壓方程代入數據解得由結點電壓和支路電壓的關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Us1＝Us2＝8V，Is=2A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω。試求電流I1、I2和I3。解采用結點電壓法，選參考結點，如圖2-10(a)，可列出一個結點電壓方程。代入數據得由結點電壓和支路電壓的關系可求得支路電流2－11在圖2－11所示電路中，設Us1＝10V，Us2＝9V，Us3＝6V，Is=1A，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝3Ω，R4＝3Ω，R5＝6Ω。⑴以結點4為參考點，求結點1、2、3的結點電壓；⑵求支路電流I1、I2、I3、I4和I5。解（1）以結點4為參考點，得到3個結點電壓、、可列結點電壓方程代入數據并整理方程得解得，，（2）由結點電壓和支路電壓的關系可求得各支路電流為2－12在圖2－12所示電路中，設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。解選參考結點，如圖2-12(a)，得3個結點電壓、、，列結點電壓方程代入數據整理得解得，，（1）由結點電壓和支路電壓的關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*用疊加定理計算圖2－12所示電路的電壓U。若電壓源的電