1、第1章電路的基本概念與定律練習題解答(6)1-3 一只額定電壓為220V,功率為100W的白熾燈，在額定狀態(tài)下工作時的電阻和電流各為多少? 解：根據(jù)功率表達式 2P RlI2 UI則此時流過白熾燈的電流和白熾燈中的電阻分別為Rl1002200.45AP 10022I0.4524841-5 某一直流電源，其輸出額定功率Pn = 200W,額定電壓Un = 50V,內(nèi)阻R0 = 0,5Q,負載電阻R可以調(diào)節(jié)，其電路如圖 1-15所示。試求：(1)額定工作狀態(tài)下的電流及負載電阻；(2)開路狀態(tài)下的電源端電壓；(3)電源短路狀態(tài)下的電流。解：(1)電路如解題圖3所示，當S閉合時，根據(jù) 額定功率表達式P

2、n UnIn貝U解題圖3PnUn200 4A50又根據(jù)額定電壓表達式UnRn那么RnUn50412.5(2)根據(jù)全電路歐姆定律和開路狀態(tài)下電源端電壓等于電動勢電壓，所以U° E Un R°In 50 0.5 4 52V(3)電源電路短路時負載電阻為零，則短路電流為E 52Is 104AR。0.51-7在題圖1-7中,知五個元件代表電源或負載。電流和電壓的參考方向如圖中所示，通過實驗測量得I14 AI 26 AI310AU1140VU290 VU3 60 VU480 VU530 V(1)試標出各電流的實際方向和電壓的實際極性;U1 1 I1 U33 I3 U22 I2UJ，U

3、p) 1U 1 1 I 1 U 3 3 I 3 U 2 2 I 2I . ,3,(2)判斷那些元件是電源？那些是負載？(3)計算各元件的功率，電源發(fā)出的功率和負載取用的功率是否平衡?解：(1)各元件電流的實際方向和各元件電壓的實際極性如解題圖4所示。(2)根據(jù)U和I的實際方向來判定，當 U和I的實際方向相反時即為電源(注意， U的實 際方向指的是電位降落的方向，即從正極指向負極)，否則為負載。據(jù)此，元件 1和元件2為電源，其余的全為負載。(3)根據(jù)解題圖4計算各元件的功率分別為PiUI140 4560WP2U2I290 6540WP3 U3I360 10 600WP4 U4I180 4 320

4、WP5 U5I2 30 6 180W根據(jù)功率平衡的關(guān)系，帶有負號的功率之和應(yīng)和帶有正號的功率之和相等，即得560 540 600 320 180 1100W上式表明電源發(fā)出的功率和負載取用的功率是平衡的，注意，此法也是驗證解題結(jié)果正確與否 的方法之一。1-8試求題圖1-8所示電路中A點、B點和C點的電位。題題1-8解：參照解題圖 5可知，四個電阻上的電壓降均由電流 其大小為解題圖5I所產(chǎn)生，電流的參考方向如圖所示,150 20it：5A '10 20 10 20VAVA VD 10I 5010 0.5 50VbVb Vd 20I10I 50 10I 20VcVc Vd 20I10VVd

5、 = 0，則電位Va、Vb和Vc分別為45V20I 35V1-9 試求題圖1-9所示電路中A點的電位。T o I06V 3V4X解題圖6解：參照解題圖 6,該電路圖上半部分的電路為一閉合電路，可產(chǎn)生電流I,因此在1和2a電阻上均產(chǎn)生電壓降；而電路圖下半部分的電路不閉合，故4a電阻上無電壓降。那么，該電路中的電流和電位VA分別為VA1I 63 2I 6 5V1-12計算題圖1-12所示兩電路中a、b間的等效電阻 Rab。44 4 6 3Rab 4/(4/4 6/3) 4/( )4 4 6 34/(2注：上式中的符號“ /”表示電阻并聯(lián)，符號“ + ”表示電阻串聯(lián), 應(yīng)遵循先并聯(lián)、后串聯(lián)、括號運算

6、優(yōu)先的原則。1-122） 4/4 2在計算串、并聯(lián)等效電阻時圖（b）Rab2 /(2 / 2 3/ 3/ 3) 2/2 1第2章電路的分析方法練習題解答(8)2-2試用電壓源與電流源等效變換的方法計算題圖2-2中3a電阻中的電流I 。b d f題題2-2(2V20VonJ解題圖12(a)O12V20V。c解題圖12(c)df解題圖12(f)nJ解題圖12(b)4412(d)解題圖12(e)解題圖12(h)解題圖12(i)解題圖12(j)解題圖12(g)2-4試用電壓源與電流源等效變換的方法計算題圖2-4中2電阻中的電流 Id f|I3 3 tG 2 2Afdf解：根據(jù)題目的要求，應(yīng)用兩種電源的

7、等效變換法，將題圖 2-2所示電路按口解題圖 12所示的變換順序，最后化簡為解題圖12(j)所示的電路，電流I為I -2- 0.2A2 8注意：(1) 一般情況下，與理想電流源串聯(lián)的電阻可視為短路、而與理想電壓源并聯(lián)的電阻可視為開路。故題圖 2-2所示電路最左邊支路中的2電阻可視為0;(2)在變換過程中，一定要保留待求電流I的支路不被變換掉；(3)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按照a-b、c-d、e-f的順序化簡，比較合理。2V a解:4A解題圖14(b)8 2I 1A2 2 28Vb解題圖14(c)2-5應(yīng)用支路電流法計算題圖2-5所示電路中的各支路電流。I110C)10270V45V10 I360V1

8、-403()45V題題2-5解題圖15解：首先對于題圖2-5所示電路的三條支路電流分別確定參考方向，如解題圖 用基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律定律列出下列三個方程：15所示。然后應(yīng)I17045解之，得11I 210I12I22A,I306I36I310I13I25A,20I1 6I35I2 6I3I3 3A2-8電路如題圖解：由于計算負載電阻 Rl的電壓U,與理想電流源串聯(lián)的 電阻的存在與否無關(guān)，因此，這兩個電阻的作用可被忽略，如解題圖/ 164U - 12.8V4Q電阻和與理想電壓源并聯(lián)的8 Q17所示，那么111然而，在計算理想電流源的功率時，理想電流源兩端的電壓值是由與之并聯(lián)的外電路

9、所確定，因此，與理想電流源串聯(lián)的 4電阻的作用就不能被忽略。此時，必須根據(jù)題圖2-8所示電路解題才正確，理想電流源兩端的電壓應(yīng)用電路最外圍大回路計算比較方便，其功率為PI 4 (4 4 12.8) 4 28.8 115.2W2-10應(yīng)用疊加定理計算題圖2-10所示電路中的電流I。I I I依據(jù)解題圖19(a),應(yīng)用分流公式可得I 3010 10/(5 10 10)依據(jù)解題圖19(b),應(yīng)用分流公式可得I 9010 10/5 (10/ 10)于是11113 2A1030101A10(5 10/10-210(5 10/10)15203A解題圖212-12電路如題圖2-12

10、所示，分別用戴維寧定理計算24 電阻中的電流I。解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖 2-12所示的電路可化為解題圖 21(e)所示的等效電路。等效電源的 電動勢E可由解題圖21(a)、(b)和(c)所示的電路，利用疊加定理求得E U° U。 U°Uo 32 Ucb 32 VUo Ucb 2 816V32 16 16V依據(jù)解題圖21(b),可求得U0:再依據(jù)解題圖21(c),可求得U0:于是E U。 Uo Uo等效電源的內(nèi)阻(即有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源內(nèi)阻)Ro可由解題圖21(d)所示的電路求得。對于 a、b兩端而言，兩個16 的電阻已被短接，只剩 8 電阻作用，因此Ro 8最后依據(jù)解題圖2

11、1(e)求出:I E 0.5ARo 2432Ro2-15在題圖2-15中，已知I = 1 A ,應(yīng)用戴維寧定理求電阻解：應(yīng)用戴維寧定理，題圖2-15所示的電路可化為解題圖24(c)所示的等效電路。因此I ER° R根據(jù)題目的要求，可將上式改寫成E RoII依據(jù)解題圖24(a)所示的電路，可求得等效電源的電動勢E U° Va Vb 10 4 10 10 40VR0為依據(jù)解題圖24(b)所示的電路，可求得等效電源的內(nèi)阻R。 10E RoI40 10 1 30解題圖26(a)2-17電路如題圖2-17所示，應(yīng)用戴維寧定理計算圖中電流 I。解：應(yīng)用戴維寧定理， 題圖2-17所示的電

12、路可化為解題26(c)所示的電路。等效電源的電動勢 E依據(jù)解題圖26(a)所示的電路求得E U0 3 5 3 2 9V等效電源的內(nèi)阻 R0依據(jù)解題圖26(b)所示的電路求得，由于求解a、b間無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻 時兩理想電流源開路，因此R0彘 4 O'5A(b)(c)第3章正弦交流電路練習題解答（8）3-3已知電路的相量如題圖 3-3所示，其中U=220 V, Ii=10 A, 12=5/A,當電壓的初相位為=0,角頻率為 時，試寫出它們的瞬時值表達式，并指出相位關(guān)系。題圖3-3題圖3-16解：u 22072sin tv, i1 10V2sin t 60 a, i2 10sin 30

13、 a。I&超前 1&60 , I&滯后 1&303-4某電路的電流如題圖 的有效值。3-4 所示，已知 i2 8n5sin( t30 ) A, i34&sin( t 60 ) A，求電流 i1解：根據(jù)基爾霍夫電流定律及圖可知:i3。題圖3-4又i2,i3的有效值相量分別為 & 8/30，& 4/60 ,則& 8/304/608cos304cos60J 8sin30I1.8.92 7.52 8 立 4I j814 立22224sin6011.6A8.9 j7.53-5在題圖3-5所示的各電路中，每一支條路中的電量為同頻率的正弦量，圖

14、中已標的數(shù)值為正弦量的有效值，試求電流表Ao或電壓表V。的值數(shù)（即有效值）。(a)(b)(c)(d)題圖3-5解：根據(jù)正弦電路中單一元件上電壓與電流的關(guān)系求解：圖（a）中L、C并聯(lián)，電壓同相位，所以Ao=2A;圖（b）中R、L并聯(lián)，電壓同相位，所以A0=1oGa；圖（c）中R、L串聯(lián)，電流同相位，所以 Vo=1oJ2V;圖（d）中R、C串聯(lián),電流同相位，所以 V 0=80V3-7 已知電阻爐的額定電壓為100V,功率為1000W,串聯(lián)一個電阻值為 4的線圈后，接于220V、Xl,電流I和線圈電壓Ul。50Hz的交流電源上。試求線圈感抗 解：.線圈串聯(lián)連接電流相同又.功率、電壓額定已知INVn1

15、00010010A電爐電阻為:100串聯(lián)后總電阻為:總阻抗為：Z10R1 R2 jXL1010 4 14QI Z220220I22由阻抗三角形有XlUl22R2222 142 QIXl 10 12 2V 10 17V12&Q=17Q170V3-12 在題圖3-12所示的移相電路中，已知電壓U1=100 mV, f=1000 Hz, C=0.01 F,當 u2 的相位解:60°時，求電阻.串聯(lián),R和電壓U2的值。C題圖3-12U1 60R | Z cos60XcZ sin60 , Xc XcRCsin60cos601“ctan 602 fC2 fC12 3,14 1000 0.

16、01c ctan 60 10 62 3,14 0.01 103ctan60 9.2KU2=|R=Ucos60R=50mV3-16 題圖 3-16 所示電路中，已知 R=1 , Z2=-j20 , Z1 = 30 j40 Q , & I& 和 U&。解：& &Z2, 乙Z2& I&Z1， Z 乙 Z2 乙Z2& s/cc 20/ 90200/ 60& 10/30 = 5.6/ 93.730 j 40 2036/ 33.710/ 3050/5336/ 33.7500/8336/ 33.7乙Z2乙Z210/20 g113.9/

17、49.350/53 20/ 90-36/33.710/30 g 1100036/ 70.710/30 g1 27.8cos70.7 jsin70.710/30 g10.2 j26.210/30 18.1/ 68.7281/ 38.7 A220V, f=50 Hz。3-23已知電感性負載的有功功率為200 kW,功率因數(shù)為 =0.6,當電源電壓為若要使功率因數(shù)提高到=0.9時，求電容器的無功功率和電容C的值。解：Q1§sin 1200 1030.8 266.7K var0.6S2sinP-2 sin200 1030.435 96.9K var0.9Q1 Q2 169.8K varPc，

18、c ctan 53.1tan 25.8U 0.011148F 11148 F3200 102202 20.847 0.011503-28 有一 RLC$聯(lián)電路接于100V、50Hz的交流電源上，R 4 Q , XL 6 Q ,當電路諧振時,電容C為多少？品質(zhì)因素 Q為多少？此時的電流I為多少？解：由諧振的特性知，諧振時：XL XC11153.1 FXl 250 60 100 3.14 6LRUi_Zo601510025A4-24-6解:第4章三相電路練習題解答（4）有一組三相對稱負載，每相電阻R=3 ，感抗源上。試求相電流、線電流及有功功率。解：Xl=4Q,連接成星形，接到線電壓為380V的電

19、因負載對稱且為星形連接，所以相電壓相（線）電流Up 220有功功率：p 3 Up Ip cos 3 220已知三角形連接三相對稱負載的總功率為每相的電阻和感抗。三相對稱負載的總功率:得:P cos 3ui Ii負載三角形連接，所以Up 380cosXlUpul 380ul220V33244444A0.65.5KW ,17.4 KW線電流為19.5A,電源線電壓為 380V。求P 3 Ui Il5500cos3 380 19.5Up = Ui =380V193580/3 33.75R Z cos2233.75 14.484-13在線電壓為380V的三相電源上，接兩組電阻性0.42933.75 0

20、.429 14.4830.49H對稱負載，如題圖4-13所示，試求線路電流I。=>題圖4-13解：因為兩組負載均為純電阻，所以線電流,Up UlI 10383翌10380 33839.3A4-15三相電路中,如果負載對稱,其有功功率為 P=2.4W,功率因數(shù) cos =0.6。當電源線電壓 Ul=380VZy和Z的大小。時，試求負載星形連接和三角形連接時的等效阻抗 解：對稱負載星形連接時有Py 3Uphcos3Up”cosZy3 cosZyZY 3UP cosPy3 0.6 22Up 0.75Up2.4對稱負載星形連接時有Pa 3UlIlCOS 3UlUlZaIcos 3U-cosZAc

21、os3 0,6 22- Ul 0.75Ul2.4當 Ul=380V, UP Ul/£ 時，ZY 36.1k Q;ZA108.3kQ第5章 電路的暫態(tài)分析 練習題解答(4)求各元件電流的初始值；當5-11電路如題圖5-11所示，換路前已處于穩(wěn)態(tài)。在 t = 0時發(fā)生換路, 電路達到新的穩(wěn)態(tài)后，求各元件端電壓的穩(wěn)態(tài)值。AsaR1 R25題圖5-11解：t=0瞬時，等效電路如題圖5-11-1所示,電流等效為恒流源。t=時，等效電路如題圖t=0+瞬時，等效電路如題圖5-11-2所示，電感5-11-3所示。則初始值：iL(0 )1(0 )Us IsRUl(0 )UsR isRR2,ii(0 )

22、UsRi,ic(0 )UsRiL95VR1R2gR2, Uc(0 )0V,U1(0 ) 5,Us IsR1RR2U2(0 )Is；Us IsRRR2gR2；1此題圖5-11-2題圖5-11-3R1R2Us IsWR1R2Us IsRIs©5A題圖5-11-1穩(wěn)態(tài)值：t=8時，k()ic()0,i1()Uc()Us IsRUs IsR1EVgR2, uL( ) 0V，u1( ) (WITIs)gR,止()uc()5-14 題圖5-14所示電路換路前已處于穩(wěn)態(tài),求 t >0后的Uc1(t), Uc2(t)及i(t),并畫出它們隨時間變化解：換路之前的等效電路如圖5-14-1所示，由

23、圖可得5-14-1%(0 )=415 12V115 3V5R1UC2(O)=UsR1 R2由換路定則可得：UCi(0 )= Ubi(0 ) = 12V； UC2(0 )= UC2(0 )=3V穩(wěn)態(tài)時電容相當于斷路，所以uCi( )=UC2( ) = 15V；3對于R和G構(gòu)成的支路：1 RG 100 0.1 100.0S；對于 R2 和 C2 構(gòu)成的支路：2 R2c2 400 0.05 106 0.02 103S；由三要素法可得：ttUc1(t)=uc1( )+uc1(0)-Uc1( )e- 15 3e100t, Uc2(t) =UC2( )+也(0 )*2( )e' 15 12e500

24、00t所以ic1(t)=Gdub1(t)dt100t= 0.03e ；ic2(t) =C2dUb2(t)50000t-=0.03edt10ct50000根據(jù) KCL 可知：i(t) = ic1(t)+ic2(t) = 0.0e0.05-22 題圖5-22所示電路中，R1 R2 R3 3 響應(yīng) iL（t）和 UL（t）。1HIs 9A ,開關(guān)在t= 0時刻合上，求零狀態(tài)R2R3衿LiLUl解：換路之前電感沒有存儲能量J題圖5-22iL (0)=0A4.5A題圖5-22-1由換路定則iL(0) = iL(0) = 0A換路之后利用電源的等效變換，可將電路等效為圖5-22-1所示電路，由圖可得iL（

25、 ） = 4.5A時間常數(shù)L 2 0.5S由三要素法可得：iL（t）=iL（ ）+iL（0）-iL（ ）e4.54.5e2tUL(t) = LdL(t)=1 (4.5 (2 e2t 9e2t dt5-24題圖5-24所示電路中，已知Uc（0-） 20V ,用三要素法求4（t）。解：由換路定則100.2Fn-Uc7 Jur 題圖5-24Uc(Q) Uc(Q) 20V換路之后Uc( ) 0V時間常數(shù) Rc 5 0.2 1S_t由三要素法uc(t)=uc( )+Uc(0)-Uc( )e- 20et第6章變壓器與電動機練習題解答（4）6-4如題圖6-4所示，交流信號源的電動勢 E=12V,內(nèi)阻 Ro=200 q ,負載為揚聲器，其等效電阻 為Rl=8Qo