电工电子学例题详解.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑电工电子学例题详解 第一章 电路的根本概念、定律和分析方法 例1：电路如图(a),求开关S断开和合上时b点和C点的电位解： S断开时电路为一条支路a 设电流I的参考方向为ad I= = =-0.5mAaR1bR2cR3d Uc=Ud+IR3=12-0.5×6=9V12VI-6VS Ub=Uc+IR2=9-0.5×10=4V 开关S合上时(b)电路的简化画法 Uc=0V,电流I只流过R1、R2 I=Uac/(R1+R2)=-0.2mA Ub=IR2=-0.2×10=-2V Uad-18（R1+R2+R3）36(a)R1R2c6KR320K-S+d6V12V+-例5：电路如图,已知IS=4A,R1=2Ω,R2=2Ω, R3=3Ω,试计算电流I和电压UI解： 由性质(1)可知,Is串多少IS 电阻,其电流不变,因而 +UR2R1 U=Is×R1/2=4VR3- I=U/R2=2A计算结果说明： 某元件与梦想电流源串联(如R3、Is),对外电路而言(如I、U等),该元件可视为短路。

例6：按图中的参考方向，IA、IB、IC三个电流是IAA 否全为正值IBICB例2：电路如图，已知I=1A，求6V电压源和5V电压 源上的功率1Ω6V解：P6=-UI=-6X1=-6W5VI (发出或产生功率) P5=UI=5X1=5W（吸收或消耗功率） IBC例3计算图示电路各元件吸收或产生的功率I=1AI=-1AI=1A++-U=6VU=6VU=6V--(a)+(b)(c)解：（a）、（b）电路中U、I关联方向，那么 (a) P=UI=6×1=6W (吸收) (b) P=UI=6×(-1)=-6W (产生)(c)电路中UI非关联，那么P=-UI=-6×1=-6W(产生) 例：已知电路如图(a)，计算电流I1mH0.1μF4Ω解：电感视为短路，2Ω8ΩI+2Ω 电容视为开路，8Ω 图(a)→图（b）10V-2mH0.2μF Rbd=8/2=4Ω 2mH（a) Rad=（4+4）/2=4Ω4Ω2Ω4mHab2Ω8Ω 电路总电阻I+8Ω10V R=2+4+2=8Ω8Ω-2Ω 电流I=10/8=1.25Acd 例4：电路如图,已知Us=2V,R1=5Ω,R2=2Ω,R3I =3Ω,试计算电流I和电压U。

Us+解： 由性质（1）可知，R2UR1 Us为定值 R3 I=Us/(R2+R3)=2/(2+3)- =0.4A U=IR2=0.4×2=0.8V计算结果说明： 若某元件与梦想电压源并联(如R1、Us),对外电路而言(如I、U等),该元件可视为开路例8：已知图电路的I1=1mA，I2=-5mA，I3=3 mA， I4应为多少解根据KCL有I4=-(I1+I2+I3） =-(1-5+3)=1mA 例9．利用克希霍夫定理求 出图示电路中的电流I解I1=(1+3)/2=2AI=-(I1+2)=-4AI1 例10：已知图示电路的电压U=60V，I=3A，RS=4Ω， 求（1）负载吸收的功率；（2）负载端发生I 的时短路电流解(1)负载的电流、电压参考RSUS方向为非关联方向；有UP=-IU=-3×60=-180W（2）由KVL得 U=IRS+US US=48V负载短路时，U=0 I=-US/RS=-12A第 1 页 共 6 页 例11 图示电路中已知IS1=10A,IS2=2A,US=12V,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=R4=2Ω,试求电阻R3上通过的电流。

R3R3a bUsR4R4Is1R1Is1R1Is2Is2IsR2R2解：将电压源等效为电流源IsR3R4IR12R3Is2Is=Us/R2=2AUUs2将电流源Is1、Is合并R12R4∥I=8A R12=R1 R2=2Ω将电流源Is2、I等效为电压源Us2=R4Is2=4V U=R12I=16V R3上的电流Iab=(U-Us2)/(R12+R4+R3)=2A例15.电路如图，已知R1=1Ω,R2=0.6Ω,R3=24Ω,U1 =110V,U2=90V,求各支路的电流I1aI2解：节点电压UabR1R2++U1U2111U1I3R3U2-Uab=( + )/( + + )R1R2R1R2R3-b =96VUabU1-UabU2-UabI3= =4A I1= =14A I2= =-10A R3R1R2 例16 图示电路已知Us=4V,Is=2A,R1=1Ω, R2=2Ω,R3 =3Ω,计算R3电阻上的电流、电压和吸收的功率 I1I2I1′R1R1+R2++I3R3+ R3+Is= -Us-UsI3′--解:⑴当电压源单独作用时⑵当电流源单独作用时I3′=Us÷(R1+R3)=1A I3\1÷(R1+R3)=0.5AU3′=I3′×R3=3V U3″\3\3=1.5V⑶ I3=I3'+I3\3=I3R3=4.5V=U3'+U3\2 2 2′ ″P3=R3I3 =6.75W≠R3I3 +R3I3 叠加原理只能用来计算电路的I和U，不能计算P。

I1″I2″R1+R2R3IsI3″- 例12 在电路图中,已知IS=3A,U1=30V,U2=12V,R1=30Ω,R2=20Ω,R3=12Ω,R4=10Ω,R5=40Ω，计算电阻R2上的电流IIsIsIsR1R4U2R4R2IR2IR2IU1R3R5R4I2U2利用梦想电源性质化简解：将电压源变换为电流源I2=U2/R4=1.2A电阻R2上的电流I=(Is+I2)R4=1.4AR2+R4 例17 求电路电流I已知Us=6V,Is=2A,R1=8Ω, R2=6Ω,R3=4Ω,R4=2ΩR1R2R3I+UsR1R2R3I′+Us例13.电路如图，已知R1=1Ω,R2=0.6Ω,R3=24Ω,U1 =110V,U2=90V,求各支路的电流解：n=2 m=3I1bI2ac节点b I1+I2-I3=0R1R2+I3R3U2+回路abda I1R1+I3R3=U1U1--回路cbdc I2R2+I3R3=U2d代入数据，联立求解I1=14A I2=-10A I3=4A -R4-R4I1\R3I3\R1I\+UsR2-R4解：(R1+R2)(R3+R4)Us单独作用时I'=Us/ =1.43A(R1+R2)+(R3+R4)Is单独作用时 R2 R4I\1\3\R1+R2 R3+R4 例14.电路如图，求出各支路电流。

a解：n=2 m=4节点a I1+I2+I3+Is=I4R1R2R3R4回路1 I1R1-I2R2=U1-U2I1+I2+I3+IsI4回路2 I2R2-I3R3=U2-U3---回路3 I3R3+I4R4=U3U1U2U3b 四个方程联立求解，即可求出各支路电流例18 求电路电流I已知Us=6V,Is=2A,R1=5Ω, R2=7Ω,RL=8Ω -R2解：利用叠加原理计算R1UsRLUs单独作用时IsII'=Us/(R1+R2+RL)=0.3AIs单独作用时+ -12ΩI\1/(R1+R2+RL)=0.5AR116VRLI=I'+I\10VI- + 利用电源等效变换计算I=16/(12+8)=0.8A 第 2 页 共 6 页 例19 用戴维南定理求I3电路如图，已知U1=1.5V, U2=6V,R1=1K,R2=0.1K,R3=0.01K,R4=0.15K,Is =3mAR1eRoR1R4R2+R1R4R2IsU1++IsIsUo-eU1U1eo++--U2U2eI3R3I3R3-+-RoUoI3R3oo-o1.利用电源性质化简解：2.利用戴维南定理计算RO=Reo=R1UO=Ueo=R1Is+U1=4.5VI3=UO/(RO+R3)=4.46A 用三要素法求uC解：uC(0+)=0 uC(∞)=U+R2IS=30+10×3=60 v-63τ=C(R1+R2)=10×10 ×30×10 =3/10 s-10t/3uC(t)=60(1-e ) v-6duC-10t/3-10t/3i=C =10×10 ×60×(10/3)e =2e mAdt-10t/3u2(t)=R2(i-IS)=10×10×(2e -3)×10-10t/3 =20e -30 v 例1 电路如图，S闭合前电路处于稳+ -iIs定状态,求t≥0时的uC、u2。

已知U=U+CR1+2R230V,C=10uF,R1=20k,R2=10k,Is=3mAt=0u--SuC例20 计算I1、I2、I3利用戴维南定理计算解：Ro=Rab=9ΩUo=Uba=-3X2-3X2+20 =8VI1=Uo/(Ro+1)=0.8AI2=3+0.8=3.8AI3=2+0.8=2.8A20V1Ω+ -a b2AI3I23A3Ω2Ω4Ω1Ωa bI1UoRo- +用三要素法求u2u2(0+)=R2(i(0+)-IS)=10×10-3 ×(2-3)×10-3=-10 vu2(∞)=-R2×IS=-30 v-10t/3u2=-30+(-10+30)e -10t/3 =-30+20e v + - 例21 用戴维南定理求I9Ω4Ω4Ω4Ω4ΩbbbIa2Ωa2Ωa2Ω2Ω6Ω2A6Ω2A6Ω6Ω2Ac10V+ -2Ω10V2Ω+ -2Ω10V2Ω+ -2Ω2Ω2Ω2Ωi利用戴维南定理求uCCR0=R1+R2=30kΩ U0=U+ISR2=60vU0R0+ -uC(0+)=0 uC(∞)=U0=60 v-63τ=CR0=10×10 ×30×10 =3/10s-10t/3uC(t)=60(1-e ) v例3 电路如图，S闭合前电路处于稳定状态，求(1)S1闭合后i1、i2。

2)待稳定后再闭合S2后的i1、i2已知U=6V，L1=0.01H，R1=2Ω，R2=1Ω，L2=0.02HuC a解：Ro=Rab=4+(6+2)∥2=5.6Ω+Ro用叠加原理求UabUoI9Ω-Uab'=10X8/(2+8)=8VbUab\ac\cb\Uo=Uab=Uab'+Uab\I=Uo/(Ro+9)=-0.055A 解：(1)S1闭合，S2未闭合i1=i2=iLiL(0+)=iL(0-)=0iL(∞)=U/(R1+R2)=2 Aτ=L/R=(0.01+0.02)/3=0.01 s L1i1R1R2+Ci2U-S1L2-100t例22 电路如图,已知N为线性有源二端网络,当Us= 10V,I=1A;当Us=0V,I=1.5A,求将N等效为电压I 源的电压Uo和内阻RoRs=10Ω解：当Uo单独作用时，I'=1.5A+N。