《电工学》上册课后答案解析.doc

精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流《电工学》上册课后答案解析.....精品文档......1 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载电流和电压的参考方向如图中所示 今通过实验测量得知1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性2 判断哪些元件是电源？哪些是负载？3 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:2 元件1，2为电源；3，4，5为负载3 P1 = U1I1 = 140 × (−4)W = −560W P2 = U2I2 = (−90) × 6W = −540W P3 = U3I3 = 60 × 10W = 600WP4 = U4I1 = (−80) × (−4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 × 6W = 180WP1 + P2 = 1100W负载取用功率 P = P3 + P4 + P5 = 1100W两者平衡电 源 发 出 功 率 PE =1.5.2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1.5.3有一直流电源，其额定功率PN = 200W ，额定电压UN = 50V 内阻R0 =0.5Ω，负载电阻R可以调节其电路如教材图1.5.1所示试求：1 额定工作状态下的电流及负载电阻；2 开路状态下的电源端电压；3 电源短路状态下的电流[解]PN(1) 额定电流IN =UN20050A = 4A, 负载电阻R = UNIN50= Ω = 12.5Ω4(2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 × 0.5)V = 52VE(3) 电源短路电流IS =R0520.5A = 104A1.5.4有一台直流稳压电源，其额定输出电压为30V ,额定输出电流为2A，从空载 到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一（即∆U = U0 − UNUN= 0.1%),试求该电源的内阻。

[解] 电源空载电压U0 即为其电动势E，故可先求出U0 ，而后由U = E − R0I ，求内阻R0由此得U0 − UNUNU0 − 3030= ∆U= 0.1 %U0 = E = 30.03V再由U = E − R0I30 = 30.03 − R0 × 2得出R0 = 0.015Ω1.5.6一只110V 、8W 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的 电阻？该电阻应选多大瓦数的？[解] 由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN 和电阻RN ：I = PN N8 UN= A = 0.073A RN =110 IN110= Ω = 1507Ω0.073在380V 电源上指示灯仍保持110V 额定电压，所串电阻其额定功率R = U − UNIN= 380 − 1100.073Ω = 3700ΩPN = RI 2= 3700 × (0.073)2W = 19.6W故可选用额定值为3.7K Ω、20W 的电阻1.5.8图3所示的是用变阻器R调节直流电机励磁电流If 的电路设电机励磁绕组 的电阻为315Ω,其额定电压为220V ,如果要求励磁电流在0.35 ∼ 0.7A的范围内变 动，试在下列三个变阻器中选用一个合适的:(1) 1000Ω、0.5A；(2) 200Ω、1A；(3) 350Ω、1A。

[解]当R = 0时当I = 0.35A时220I =315= 0.7AR + 315 =2200.35= 630ΩR = (630 − 315) = 315Ω因此，只能选用350Ω、1A的变阻器图 3: 习题1.5.8图1.5.11图4所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路Rx是电阻应变片，粘附 在被测零件上当零件发生变形（伸长或缩短）时，Rx的阻值随之而改变，这 反映在输出信号Uo 上在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100Ω，R1 = R2 =Rx200Ω，R3 = 100Ω，这时满足R3时，如果测出:= R1R2的电桥平衡条件，Uo = 0在进行测量(1) Uo = +1mV ；(2) Uo = −1mV ；试计算两种情况下的∆RxUo 极性的改 变反映了什么？设电源电压U 是直流3V [解] (1) Uo = +1mV图 4: 习题1.5.11图 应用基尔霍夫电压定律可列出:Uab + Ubd + Uda = 0Uab + Uo − Uad = 0或URx + R3URx + Uo − 2 = 03RxRx + 100+ 0.001 − 1.5 = 0解之得Rx = 99.867 Ω因零件缩短而使Rx阻值减小，即(2) Uo = −1mV同理∆Rx = (99.867 − 100)Ω = −0.133 Ω3RxRx + 100 −0.001 − 1.5 = 0Rx = 100.133 Ω因零件伸长而使Rx阻值增大，即∆Rx = (100.133 − 100) Ω = +0.133 ΩUo 极性的变化反映了零件的伸长和缩短。

1.5.12图5是电源有载工作的电路电源的电动势E = 220V ，内阻R0 = 0.2Ω；负 载电阻R1 = 10Ω，R2 = 6.67Ω；线路电阻Rl = 0.1Ω试求负载电阻R2并联前 后：(1)电路中电流I ；(2)电源端电压U1和负载端电压U2;(3)负载功率P 当负载 增大时，总的负载电阻、线路中电流、负载功率、电源端和负载端的电压是如 何变化的？[解] R2并联前，电路总电阻图 5: 习题1.5.12图R = R0 + 2Rl + R1 = (0.2 + 2 × 0.1 + 10) Ω = 10.4 Ω (1) 电路中电流EI = =R22010.4A = 21.2A(2) 电源端电压U1 = E − R0I = (220 − 0.2 × 21.2)V = 216V负载端电压(3) 负载功率U2 = R1I = 10 × 21.2V = 212VP = U2I = 212 × 21.2W = 4490W = 4.49kWR2 并联后，电路总电阻R1R210 × 6.67R = R0 + 2Rl +1(1) 电路中电流+ R2= (0.2 + 2 × 0.1 + 10 + 6.67 )Ω = 4.4 Ω(2) 电源端电压EI = =R2204.4A = 50AU1 = E − R0I = (220 − 0.2 × 50)V = 210V负载端电压R1 R210 × 6.67(3) 负载功率U2 =1+ R2I = 50V = 200V10 + 6.67P = U2I = 200 × 50W = 10000W = 10kW可见，当负载增大后，电路总电阻减小，电路中电流增大，负载功率增大，电 源端电压和负载端电压均降低。

1.6 基尔霍夫定律1.6.2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1.7.4[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 = −14.3V目录第2章 电路的分析方法 3 第2.1节 电阻串并联接的等效变换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第2.1.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第2.1.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第2.1.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .。