電路基礎課后習題的答案(?？平滩?

...wd......wd......wd...第1章章后習題解析1.1一只“100Ω、100W〞的電阻與120V電源相串聯(lián)，至少要串入多大的電阻R才能使該電阻正常工作電阻R上消耗的功率又為多少解：電阻允許通過的最大電流為A所以應有，由此可解得：電阻R上消耗的功率為P=12×20=20W2A3ΩRI(a)3ΩRI(b)2A2A3ΩRI(a)3ΩRI(b)2A3ΩR＋U－(c)＋3V－3ΩR＋U－(d)＋3V－圖1.27習題1.2電路圖解：(a)圖電路中，3Ω電阻中通過的電流為Iˊ=2－0.6=1.4AR與3Ω電阻相并聯(lián)，端電壓一樣且為U=1.4×3=4.2V所以R=4.2÷0.6=7Ω(b)圖電路中，3Ω電阻中通過的電流為Iˊ=3÷3=1AR與3Ω電阻相并聯(lián)，端電壓一樣，因此R=3÷0.6=5Ω(c)圖電路中，R與3Ω電阻相串聯(lián)，通過的電流一樣，因此R=0.6÷2=0.3Ω(d)圖電路中，3Ω電阻兩端的電壓為Uˊ=3－0.6=2.4VR與3Ω電阻相串聯(lián)，通過的電流一樣且為I=2.4÷3=0.8A所以R=0.6÷0.8=0.75Ω1.3兩個額定值分別是“110V，40W〞“110V，100W〞的燈泡，能否串聯(lián)后接到220V的電源上使用如果兩只燈泡的額定功率一樣時又如何＋－USRIS(a)＋－USRIS(b)圖1.28習題1.4電路圖A＋－USRIS(a)＋－USRIS(b)圖1.28習題1.4電路圖ABA1.4圖1.28所示電路中，US=6V，IS=3A，R=4Ω。計算通過理想電壓源的電流及理想電流源兩端的電壓，并根據(jù)兩個電源功率的計算結果，說明它們是產生功率還是吸收功率。解：〔a〕圖電路中，三元件為串聯(lián)關系，因此通過的電流一樣，因此根據(jù)KVL定律可列出電壓方程為：UAB－US＋ISR，因此可得恒流源端電壓UAB=6－3×4=－6V。根據(jù)這一結果可計算出理想電流源上吸收的功率為：P=IS×(－UAB)=3×(－6)=－18W，吸收負功率說明理想電流源實際上是發(fā)出功率；理想電壓源的電壓與通過它的電流為非關聯(lián)方向，發(fā)出的功率為：P=IS×US=3×6=18W，正值說明理想電壓源確實是向外供出電能；負載R上消耗的功率為P=IS2R=32×4=36W，兩個理想電源發(fā)出的功率恰好等于電阻上消耗的功率，分析結果正確?！瞓〕圖電路中，三元件為并聯(lián)關系，因此端電壓相等，根據(jù)歐姆定律可得R中通過的電流為：Iˊ=US÷R=6÷4=1.5A〔由A點流出〕，對A點列一KCL方程又可得出理想電壓源中通過的電流I″=3－1.5=1.5A〔由A點流出〕。根據(jù)這一結果可計算出理想電流源上發(fā)出的功率為：P=IS×US=3×6=18W；理想電壓源的電壓與通過它的電流為關聯(lián)方向，吸收的功率為：P=I″×US=1.5×6=9W；負載R上消耗的功率為P=Iˊ2R=1.52×4=9W，理想電流源發(fā)出的功率恰好等于理想電壓源和電阻上消耗的功率，分析結果正確。1.5電路如圖1.29所示，US=100V，R1=2KΩ，R2=8KΩ，在以下3種情況下，分別求電阻R2兩端的電壓及R2、R3中通過的電流。①R3=8KΩ；②R3=∞〔開路〕；③R3=0〔短路〕。解：①R23=R2∥R3=8∥8=4KΩ，根據(jù)分壓公式可求得電阻R2兩端的電壓為＋－U＋－USR2圖1.29習題1.5電路R1R3mA②R3=∞時，通過它的電流為零，此時R2的端電壓為＋U－＋U－＋－1V2Ω1A圖1.30習題1.6電路I3ΩAmA③R3=0時，R2被短路，其端電壓為零，所以I2=0，mA。1.6電路如圖1.30所示，求電流I和電壓U。解：對右回路列一個KVL方程〔選順時針繞行方向〕：U－1+1×3=0可得U=1－1×3=－2V對A點列一個KCL方程I－1÷2－1=0可得I=1÷2＋1=1.5A1.7求圖1.31所示各電路的入端電阻RAB。解：〔a〕圖：RAB=2＋[〔3∥9＋6〕∥8]≈6.06Ω〔b〕圖：RAB=1.2＋4＋[〔3＋9〕∥〔2＋6〕]≈10Ω〔c〕圖：RAB=0Ω〔d〕圖：首先對3個三角形連接的電阻進展Y變換，然后可得圖1.31習題1.7電路9Ωab〔a〕8Ω6Ω3Ω2Ω圖1.31習題1.7電路9Ωab〔a〕8Ω6Ω3Ω2Ω2Ωab〔b〕3Ω9Ω8Ω6Ω1.2Ω4Ω4Ωab〔c〕3Ω6Ω3Ω2Ω30Ω30Ω30Ω30Ω30Ωab(d)1.8求圖1.32所示電路中的電流I和電壓U。16Ω7.5Ω9Ω8Ω916Ω7.5Ω9Ω8Ω9Ω＋－圖1.32習題1.8電路12V6ΩI－U＋IˊI″＋－12V24Ω12ΩIˊI″習題1.8等效電路圖I′=12÷24=0.5AI″=12÷12=1A再回到原電路可求出電流I=1×=0.75A9Ω電阻中通過的電流為1－0.75=0.25A〔方向向下〕，因此U=0.25×9－0.5×8=6.25V1.9假設圖1.18〔a〕電路中，US1=12V，US2=24V，RU1=RU2=20Ω，R=50Ω，利用電源的等效變換方法，求解流過電阻R的電流I。解：由〔a〕圖到〔b〕圖可得，，由〔b〕圖到〔c〕圖可得，對圖〔c〕應用分流公式可得＋RU1＋RU1－＋－〔a〕RIAB〔b〕RI1IS1RI2IS2圖1.18電路圖與等效電路圖RIAB〔c〕RIISRIABRU2US1US2R1.10常用的分壓電路如圖1.33所示，試求：①當開關S翻開，負載RL未接入電路時，分壓器的輸出電壓U0；②開關S閉合，接入RL=150Ω時，分壓器的輸出電壓U0；③開關S閉合，接入RL=15KΩ，此時分壓器輸出的電壓U0又為多少并由計算結果得出一個結論。解：①S翻開，負載RL未接入電路時150Ω＋150Ω＋－圖1.33習題1.10電路RL150ΩS200V②S閉合，接入RL=150Ω時V；③開關S閉合，接入RL=15KΩ時V顯然，負載電阻兩端電壓的多少取決于負載電阻的阻值，其值越大，分得的電壓越多。2Ω9Ω8Ω22Ω9Ω8Ω2Ω＋－圖1.34習題1.11電路10V3A＋UAB－＋－4V1.6Ω＋－習題1.11等效電路8V＋UAB－＋－4V＋－6V解：利用電壓源和電流源的“等效〞互換，將原電路等效為右以以下列圖所示電路：由等效電路可得：UAB=8－4－6=－2V1.12電路如圖1.35所示，其中電流I1=－1A，US1=20V，US2=40V，電阻R1=4Ω，R2=10Ω，求電阻R3＋US1＋US1R1－I1＋US2R2－圖1.35習題1.12電路R3ABUAB=US1－I1R1=20－(－1)×4=24VUS2支路的電流假設方向向上，那么A對結點A列KCL方程可求出R3支路電流〔假設參考方向向下〕為I3=I1＋I2=〔－1〕＋1.6=0.6A2KΩ2KΩSA4KΩ26KΩB－12V＋12V圖1.36習題1.14電路R3=UAB÷I3=24÷0.6=40Ω1.13接1.12題。假設使R2中電流為零，那么US2應取多大假設讓I1=0時，US1又應等于多大解：假設使R2中電流為零，那么US2應等于UAB；假設讓I1=0時，US1也應等于UAB。25Ω25ΩRi100Ω0.99I100KΩI圖1.37習題1.15電路10KΩ解：①S翻開時：VV②S閉合時：VA=0V，VB=12V1.15求圖1.37所示電路的入端電阻Ri。25ΩR25ΩRi－＋90II習題1.15等效電路圖100Ω可得1.16有一臺40W的擴音機，其輸出電阻為8Ω?，F(xiàn)有8Ω、10W低音揚聲器2只，16Ω、20W揚聲器1只，問應把它們如何連接在電路中才能滿足“匹配〞的要求能否象電燈那樣全部并聯(lián)解：將2只8Ω、10W低音揚聲器串聯(lián)以后與1只16Ω、20W揚聲器并聯(lián)，這樣可得到相當于1只8Ω、40W揚聲器的作用，然后與8Ω、40W擴音機連接在一起可滿足“匹配〞的要求。如果象電燈那樣全部并聯(lián)時，只能起到1只3.2Ω、40W揚聲器的作用，就無法滿足“匹配〞的要求。24V6mA24V6mA1.6mA0.6mA圖1.38習題1.17電路R1R2R3R4R519V11V7.5V6V10mA解：1.18化簡圖1.39所示電路。＋＋U＋＋U－5A－I圖1.39習題1.18電路4A2Ω＋U－I習題1.18等效電路圖＋13V－2ΩU=5＋2I＋8=2I＋13根據(jù)上式可畫出等效電路圖如以下列圖。I4I5cI1II2I3R2R1ba圖1.40習題1.19電路R3A4A51.19圖示1.40電路中，電流I=10mA，I1=6mA，I4I5cI1II2I3R2R1ba圖1.40習題1.19電路R3A4A5解：對a點列KCL方程可得I2=I－I1=10－6=4mA對閉合回路列KVL方程〔設繞行方向順時針〕I1R1＋I3R3－I2R2=0可得mA對b點列KCL方程可得I4=I1－I3=6－(－7)=13mA對c點列KCL方程可得I5=－I2－I3=－4＋7=3mA1.20如圖1.41所示電路中，有幾條支路和幾個結點Uab和I各等于多少6V5ΩI6V5ΩI1Ω2Ωba圖1.41習題1.20電路－＋1Ω－＋5Ω12V由于中間構不成回路，所以電流I和電壓Uab均等于零。第2章章后習題解析10ΩUOC2.5Ω10ΩUOC2.5ΩUOC5ΩUOC20ΩUOC14ΩUOC12.5V＋－圖2.9習題2.1電路I解：將待求支路斷開，先求出戴維南等效電源1.5A＋1.5A＋24V－100Ω200ΩI2圖2.10習題2.2電路2.2求圖2.10所示電路中的電流I2。解：應用疊加定理求解。首先求出當理想電流源單獨作用時的電流I2′為A＋A＋24V－1KΩ圖2.11習題2.3電路＋4V－2KΩ＋4V－2KΩ再求出當理想電壓源單獨作用時的電流I2″為根據(jù)疊加定理可得I2=I2′＋I2″=0.5＋0.08=0.58A2.3電路如圖2.11所示。試用彌爾曼定理求解電路中A點的電位值。解：2.4某浮充供電電路如圖2.12所示。整流器直流輸出電壓US1=250V，等效內阻RS1=1Ω，浮充蓄電池組的電壓值US2=239V，內阻RS2=0.5Ω，負載電阻RL=30Ω，分別用支路電流法和回路電流法求解各支路電流、負載端電壓及負載上獲得的功率。解：①應用支路電流法求解，對電路列出方程組＋US1＋US1－RS1應用支路電流法求解電路＋US2－RS2RLABI1I2I聯(lián)立方程可求得各支路電流分別為I=8AI1=10AI2=－2A負載端電壓為UAB=IRL=8×30=240V＋U＋US1－RS1圖2.12習題2.4電路＋US2－RS2RLABIAIB應用回路電流法求解電路I1I2IPL=I2R=82×30=1920W②應用回路電流法求解，對電路列出回路電流方程聯(lián)立方程可求得各回路電流分別為IA=10AIB=8A根據(jù)回路電流與支路電流的關系可得出各支路電流為I=IB=8AI1=IA=10AI2=－IA＋IB=－10＋8=－2A負載端電壓為UAB=IRL=8×30=240V負載上獲得的功率為PL=I2R=82×30=1920W2.5用戴維南定理求解圖2.13所示電路中的電流I。再用疊加定理進展校驗。＋40V－＋40V－4Ω圖2.13習題2.5電路＋40V－2Ω10Ω2Ω8Ω5ΩI因此電流為A用疊加定理校驗，當左邊理想電壓源單獨作用時A當右邊理想電壓源單獨作用時因此電流為I=I′＋I″=1.176＋2.353≈3.53A2.6先將圖2.14所示電路化簡，然后求出通過電阻R3的電流I3。II3圖2.14習題2.6電路10A＋1Ω5A－20V1Ω1Ω1Ω1ΩI3習題2.6等效電路＋2Ω＋5V－－20V1Ω1Ω1Ω＋10V－I3＋＋5V－－1Ω1Ω解：首先根據(jù)電壓源和電流源模型的等效互換將電路化簡為上右圖所示，然后根據(jù)全電路歐姆定律求解電流2.7用結點電壓法求解圖2.15所示電路中50KΩ電阻中的電流I。＋100V＋100V＋100V－100V－100V10K5K5K10K5K50K圖2.15習題2.7電路＋100V－AB=10K5K5K50K習題2.7電路一般畫法－100V＋5K＋100V－10K－100V＋解：＋3V＋3V－10Ω(a)習題2.8電路一－9V＋2A8Ω10Ωab聯(lián)立方程式求解可得VA≈－30.12VVB≈18.1V由此可得50KΩ電阻中的電流為mA電流I的實際方向由B點流向A點。2.8網絡的戴維南等效電路。圖2.16習題8電路＋9V圖2.16習題8電路＋9V－6Ω6I－＋3ΩaIb(b)習題2.8電路二(b)電路2.9分別用疊加定理和戴維南定理求解圖2.17所示各電路中的電流I。解：①用疊加定理求解〔a〕圖電路中I。當125V電源單獨作用時當120V電源單獨作用時圖2.17習題2.9電路＋圖2.17習題2.9電路＋125V－40Ω＋120V－60Ω60Ω36ΩI(a)習題2.9電路一3A6Ω9Ω4Ω(b)習題2.9電路二2ΩI2I＋10V－②用疊加定理求解〔b〕圖電路中I。當10V電壓源單獨作用時當3A電流源單獨作用時③用戴維南定理求解〔a〕圖電路中I。④用戴維南定理求解〔b〕圖電路中I。4Ω4Ω2I13Ω3A圖2.18習題2.10電路＋2V－＋U－I12.10用戴維南定理求圖2.18所示電路中的電壓U。解：第3章章后習題解析圖3.11題3.1圖i3.1按照圖示所選定的參考方向，電流的表達式為A，如果把參考方向選成相反的方向，那么i的表達式應如何改寫討論把正弦量的參考方向改成相反方向時，對相位差有什么影響圖3.11題3.1圖i習題3.2電壓波形圖314t311u習題3.2電壓波形圖314t311u(V)uBuA03.2V，V?！?〕試指出各正弦量的振幅值、有效值、初相、角頻率、頻率、周期及兩者之間的相位差各為多少〔2〕畫出uA、uB的波形。解：①uA的振幅值是311V，有效值是220V，初相是0，角頻率等于314rad/s，頻率是50Hz，周期等于0.02s；uB的幅值也是311V，有效值是220V，初相是－120°，角頻率等于314rad/s，頻率是50Hz，周期等于0.02s。uA超前uB120°電角。uA、uB的波形如以下列圖。圖3.12題3.3波形圖0ωt106u、iu3.3按照圖示電壓u和電流i的波形，問u和i的初相各為多少相位差為多少假設將計時起點向右移π圖3.12題3.3波形圖0ωt106u、iu解：由波形圖可知，u的初相是－60°，i的初相是30°；u滯后I的電角度為90°。假設將計時起點向右移π/3〔即60°〕，那么u的初相變?yōu)榱?，i的初相變?yōu)?0°，二者之間的相位差不變。3.4額定電壓為220伏的燈泡通常接在220伏交流電源上，假設把它接在220伏的直流電源上行嗎答：燈泡可以看作是純電阻負載，純電阻負載在工頻交流電下和直流情況下的電阻值變化很小，而額定電壓值通常是指加在燈泡兩端的長期、安全工作條件下的最高限值的有效值，有效值又與數(shù)值一樣的直流電熱效應相等，因此，把燈泡接在220V直流電源上是可以的。~220V~220V···習題3.5電路示意圖解：〔1〕繪出電路圖如右圖所示；〔2〕電燈組取用的電流有效值為A〔3〕電燈組取用的功率為W3.6通過線圈的電流A，線圈的電感L=70mH〔電阻可以忽略不計〕。設電流i、外施電壓u為關聯(lián)參考方向，試計算在t=T/6，T/4，T/2瞬間電流、電壓的數(shù)值。解：線圈的感抗為XL=314×0.07≈22Ωt=T/6時：AUm=ImXL=14.14×22≈311VVt=T/4時：AVt=T/2時：AV3.7把L=51mH的線圈〔其電阻極小，可忽略不計〕，接在電壓為220V、頻率為50Hz的交流電路中，要求：〔1〕繪出電路圖；〔2〕求出電流I的有效值；〔3〕求出XL。L220V~L220V~習題3.7電路示意圖i〔2〕電流有效值為A〔3〕線圈感抗為3.8在50微法的電容兩端加一正弦電壓V。設電壓u和i為關聯(lián)參考方向，試計算瞬間電流和電壓的數(shù)值。解：通過電容的電流最大值為t=T/6時：Vt=T/4時：Vt=T/2時：VAXC＋220V－~電路圖I3.9CXC＋220V－~電路圖I解：電路圖如右圖所示。電流的有效值為電容器的容抗為3.10具有電阻為4歐和電感為25.5毫亨的線圈接到頻率為50赫、電壓為115伏的正弦電源上。求通過線圈的電流如果這只線圈接到電壓為115伏的直流電源上，那么電流又是多少解：線圈在115V正弦交流電源作用下的阻抗為通過線圈的電流有效值為假設這只線圈接到電壓為115V的直流電源上，電流為3.11如以下列圖，各電容、交流電源的電壓和頻率均相等，問哪一個安培表的讀數(shù)最大哪一個為零為什么圖3.13題圖3.13題3.11電路－(a)u－(c)u(b)ECCCA1CA2A3U解：電容對直流相當于開路，因此A2表的讀數(shù)為零；〔c〕圖總電容量大于〔a〕圖電容量，根據(jù)I=UωC可知，在電源電壓和頻率均相等的情況下，A3表的讀數(shù)最大。3.12一個電力電容器由于有損耗的緣故，可以用R、C并聯(lián)電路表示。在工程上為了表示損耗所占的比例常用來表示，δ稱為損耗角。今有電力電容器，測得其電容C=0.67微法，其等值電阻R=21歐。試求50赫時這只電容器的為多少解：工頻50Hz情況下＋U－I線圈在直流情況下的作用LR＋u－i＋U－I線圈在直流情況下的作用LR＋u－i線圈在交流情況下的作用R|Z|解：電路圖如右圖所示。線圈的電阻為線圈的阻抗為那么線圈的電感為第4章章后習題解析4.1RL串聯(lián)電路的端電壓V，通過它的電流I=5A且滯后電壓45°，求電路的參數(shù)R和L各為多少解：4.2一線圈在工頻50V情況下測得通過它的電流為1A，在100Hz、50V下測得電流為0.8A，求線圈的參數(shù)R和L各為多少解：|Z|50＝50÷1＝50Ω，|Z|100＝50÷0.8＝62.5Ω據(jù)題意可列出方程組如下4.3電阻R=40Ω，和一個25微法的電容器相串聯(lián)后接到V的電源上。試求電路中的電流并畫出相量圖。習題4.3相量圖解：習題4.3相量圖RCRC圖4.17題4.4電路4.4電路如圖4.17所示。電容C=0.1μF，輸入電壓U1=5V，f=50Hz，假設使輸出電壓U2滯后輸入電壓60°，問電路中電阻應為多大解：根據(jù)電路圖可畫出相量示意圖如以下列圖，由相量圖中的電壓三角形又可導出阻抗三角形，由阻抗三角形可得習題4.4阻抗三角形R習題4.4阻抗三角形R習題4.4相量圖電路中電阻約為55KΩ。4.5RLC串聯(lián)電路的參數(shù)為R=20Ω，L=0.1H，C=30μF，當信號頻率分別為50Hz、1000Hz時，電路的復阻抗各為多少兩個頻率下電路的性質如何解：①當信號頻率為50Hz時②當信號頻率為1000Hz時4.6RLC串聯(lián)電路中，電阻R=16Ω，感抗XL=30Ω，容抗XC=18Ω，電路端電壓為220V，試求電路中的有功功率P、無功功率Q、視在功率S及功率因數(shù)。解：電路中的有功功率為1936W，無功功率為1452var，視在功率為2420VA，功率因數(shù)為0.8。4.7正弦交流電路中Z1=30+j40Ω，Z2=8－j6Ω，并聯(lián)后接入V的電源上。求各支路電流，作電路相量圖。解：習題4.7相量圖習題4.7相量圖作出相量圖如圖示?！瞓〕CR+－〔a〕RLus+－圖4.18題4.8電路LV1V2V1V2V34.8圖4.18〔a〔b〕CR+－〔a〕RLus+－圖4.18題4.8電路LV1V2V1V2V3解：〔a〕圖V〔b〕圖V4.9圖4.19所示正弦電流電路中電流表的讀數(shù)分別為A1=5A；A2=20A；A3=25A。求(1)電流表A的讀數(shù)；(2)如果維持電流表A1解：〔1〕電流表A的讀數(shù)即電路中總電流，即ACRACRLA2A1A3C圖4.19題4.9電路〔2〕頻率提高一倍時，感抗增大一倍而使得通過電感的電流減半，即A2讀數(shù)為10A；容抗那么減半而使通過電容的電流加倍，即A3讀數(shù)為50A。所以總電流表A的讀數(shù)為A4.10圖4.20所示電路中，求電壓，并作相量圖。習題4.10相量圖＋－圖4.20題習題4.10相量圖＋－圖4.20題4.10電路V1＋－Z1圖4.21題4.11電路VZ2V2V14.11圖4.21示電路中Z1V1＋－Z1圖4.21題4.11電路VZ2V2V1解：由KVL定律可知，三個電壓可構成一個電壓三角形，對這個電壓三角形可運用余弦定理求出電壓U1和總電壓U之間的夾角θ〔如相量圖示〕為：習題4.11相量圖由相量圖可看出，由于Z2端電壓滯后于電流，所以推出阻抗Z2是一個容性設備，又由Z1＝j60Ω可知，Z1是一個純電感元件，設電路中電流為參考相量，那么習題4.11相量圖4.12圖4.22所示電路中Ｕ＝8V，Z=〔1－j0.5〕Ω，Z1＝〔1+j1〕Ω，Z2＝〔3-j1〕Ω。求各支路的電流和電路的輸入導納，畫出電路的相量圖。解：習題4.12相量圖＋－習題4.12相量圖＋－Z1－圖4.22題4.12電路ZZ24.13圖4.23所示電路中，IS＝10A，ω＝5000rad/s，R1＝R2＝10Ω,C=10μF,μ=0.5。求各支路電流，并作相量圖。圖4.23題4.1圖4.23題4.13電路++－－R1R2＋－習題4.13相量圖解：對右回路列KVL方程解得圖4.24題4.14電路＋－R1R2ABC4.14如圖4.24所示電路中，R1=100Ω，L1=1H，R2=200Ω，L2=1H，電流I2=0圖4.24題4.14電路＋－R1R2ABC解：電流I2=0，說明電路中A、B兩點等電位，電源電壓激發(fā)的電流沿R1、jωL1流動，即4