电工学秦曾煌第六版上下册课后答案.doc

1 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路电 源 发 出 功 率 PE =在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端 电压U3，并说明它是电源还是负载校验整个电路的功率是否平衡[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出图 2: 习题1.5.2图−I1 + I2 − I3 = 0−3 + 1 − I3 = 0可求得I3 = −2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反 根据基尔霍夫电流定律可得U3 = (30 + 10 × 103 × 3 × 10−3 )V = 60V其次确定电源还是负载：1 从电压和电流的实际方向判定：电路元件380V元件30V元件电流I3 从“+”端流出,故为电源;电流I2 从“+”端流出，故为电源； 电流I1 从“+”端流出，故为负载2 从电压和电流的参考方向判别：电路元件3 U3 和I3的参考方向相同P = U3 I3 = 60 × (−2) × 10−3W =−120 × 10−3W （负值），故为电源；80V元 件 U2 和I2的 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 × 1 × 10−3W =80 × 10−3W （正值），故为电源；30V元件 U1 和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 × 3 × 10−3 W = 90 ×10−3W （正值），故为负载。

两者结果一致 最后校验功率平衡： 电阻消耗功率:2 2PR1 = R1I1 = 10 × 3 mW = 90mW2 2PR2 = R2I2 = 20 × 1 mW = 20mW 电源发出功率:PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW负载取用和电阻损耗功率:P = U1I1 + R1 I 2 + R2I 2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW1 2两者平衡1.6 基尔霍夫定律试求图6所示部分电路中电流I 、I1 和电阻R，设Uab = 0[解] 由基尔霍夫电流定律可知，I = 6A 由于设Uab = 0，可得I1 = −1A6I2 = I3 = 2 A = 3A图 6: 习题1.6.2图并得出I4 = I1 + I3 = (−1 + 3)A = 2AI5 = I − I4 = (6 − 2)A = 4A因I5R = I4 × 1得R = I4I52= Ω = 0.5Ω41.7 电路中电位的概念及计算[解]在图7中，求A点电位VA 图 7: 习题1.7.4图I1 − I2 − I3 = 0 (1)50 − VAI1 =(2)10I2 =VA − (−50) (3)5VA将式(2)、(3)、(4)代入式(1)，得I3 =(4)2050 − VAVA + 50 VA10 −5 − 20 = 0VA = −14.3V2 电路的分析方法2.1 电阻串并联接的等效变换在 图1所 示 的 电 路 中 ，E = 6V ，R1 = 6Ω，R2 = 3Ω，R3 = 4Ω，R4 =3Ω，R5 = 1Ω，试求I3 和I4。

[解]图 1: 习题2.1.1图本 题 通 过 电 阻 的 串 联 和 并 联 可 化 为 单 回 路 电 路 计 算 R1 和R4并 联 而 后 与R3 串联，得出的等效电阻R1,3,4 和R2并联，最后与电源及R5组成单回路电路， 于是得出电源中电流E I =R2 (R3 +R1R4 )R5 + R1 + R4 R1R4R2 + (R3 +R16)+ R4=×3 (4 + 6 × 3 )1 + 6 + 36 × 3= 2A3 + (4 +)6 + 3而后应用分流公式得出I3和I4I3 =R2R1 R4 I =36 × 32× 2A = 3 ARR2 + R3 +1+ R43 + 4 +6 + 3R1 6 2 4RI4 = −1+ R4I3 = − 6 + 3 × 3 A = − 9 AI4的实际方向与图中的参考方向相反有 一 无 源 二 端 电 阻 网 络[图2（a）]， 通 过 实 验 测 得 ： 当U = 10V 时 ，I =2A；并已知该电阻网络由四个3Ω的电阻构成，试问这四个电阻是如何连接的？[解]图 2: 习题2.1.2图 按题意，总电阻为UR = =I10Ω = 5Ω2四个3Ω电阻的连接方法如图2（b）所示。

在图3中，R1 = R2 = R3 = R4 = 300Ω，R5 = 600Ω，试求开关S断开和闭和 时a和b之间的等效电阻[解]图 3: 习题2.1.3图 当开关S断开时，R1与R3串联后与R5 并联，R2与R4 串联后也与R5并联，故有Rab = R5//(R1 + R3)//(R2 + R4 )1= 16001+ +300 + 3001300 + 300= 200 Ω当S闭合时，则有Rab = [(R1//R2) + (R3//R4 )]//R51= 15R + R1 R2R1 + R2= 1+1R3 R4+R3 + R411600300 × 300 + 300 × 300= 200 Ω300 + 300300 + 3002.3 电源的两种模型及其等效变换计算图9中的电压U5[解]图 9: 习题2.3.4图R2R36 × 4RR1,2,3 = R1 +2+ R3= (0.6 + )Ω = 3Ω6 + 4将U1和R1,2,3 与U4和R4都化为电流源，如图9(a)所示将图9(a)化简为图9(b)所示其中IS = IS1 + IS2 = (5 + 10)A = 15AR1,2,3R43 × 0.2 3R0 =R1,2,3R0+ R4= Ω = Ω3 + 0.2 163 16 45I5 =R0 + R5IS = 31645× 15A = 19 A+ 1U5 = R5 I5 = 1 × 19 V = 2.37V2.4 支路电流法试 用 支 路 电 流 法 和 结 点 电 压 法 求 图11所 示 电 路 中 的 各 支 路 电 流 ， 并 求 三 个 电 源 的 输 出 功 率 和 负 载 电 阻RL 取 用 的 功 率 。

两 个 电 压 源 的 内 阻 分 别 为0.8 Ω和0.4 Ω[解]图 11: 习题2.4.2图(1) 用支路电流法计算 本题中有四个支路电流，其中一个是已知的，故列出三个方程即可，即120 − 0.8I1 + 0.4I2 − 116 = 0120 − 0.8I1 − 4I = 0解之，得I1 + I2 + 10 − I = 0I1 = 9.38A I2 = 8.75AI = 28.13A(2) 用结点电压法计算120116++ 10Uab = 0.8 0.4 V = 112.5V1+0.81 1+0.4 4而后按各支路电流的参考方向应用有源电路的欧姆定律可求得I1 =I2 =120 − 112.5 A = 9.38A0.8116 − 112.5 A = 8.75A0.4I = UabRL112.5=4A = 28.13A(3) 计算功率三个电源的输出功率分别为P1=112.5 × 9.38W = 1055WP2=112.5 × 8.75W = 984WP3=112.5 × 10W = 1125WP1+P2 + P3 = (1055 + 984 + 1125)W = 3164W负载电阻RL 取用的功率为P = 112.5 × 28.13W = 3164W两者平衡。

2.5 结点电压法电路如图14(a)所示，试用结点电压法求电阻RL 上的电压U ，并计算理想电流 源的功率[解]图 14: 习题2.5.3图将与4A理想电流源串联的电阻除去（短接）和与16V 理想电压源并联的8Ω电 阻除去（断开），并不影响电阻RL 上的电压U ，这样简化后的电路如图14(b)所 示，由此得164 +U = 1+41 4 1 V = 12.8V+4 8计算理想电流源的功率时，不能除去4Ω电阻，其上电压U4 = 4 × 4V = 16V ，并由此可得理想电流源上电压US = U4 + U = (16 + 12.8)V = 28.8V 理想电流源 的功率则为PS = 28.8 × 4W = 115.2W （发出功率）2.6 叠加定理在 图15中 ，(1)当 将 开 关S合 在a点 时 ， 求 电 流I1、I2 和I3；(2)当 将 开 关S合 在b点时，利用(1)的结果，用叠加定理计算电流I1 、I2和I3[解]图 15: 习题2.6.1图(1) 当将开关S合在a点时，应用结点电压法计算：130120+U = 2 2 V = 100V1 1 1+ +2 2 4I1 =I2 =I3 =130 − 100 A = 15A2120 − 100 A = 10A2100A = 25A4(2) 。