第七版电工学精简版课件各章例题综合

E
–
对网孔bcdb： I4 R4 + I3 R3 –E = 0
例题 如图：RB＝20K ， R1＝10K ，EB＝6V US＝6V，UBE＝－0.3V 试求电流IB ，I2及I1。
I1
IB RB + I2 + UBE -
解
应用基尔霍夫电压定律 列出 EB－RBI2－UBE＝0 得 I2＝0.315mA EB－RBI2－R1I1＋US＝0 得 I1＝0.57mA
例2：一只220V, 60W的白炽灯, 接在220V的电源上， 试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电 阻。如果每晚工作3h(小时)，问一个月消耗多少电能? 解: 通过电灯的电流为 P 60 I A 0.273 A U 220 在220V电压下工作时的电阻 U 220 R 806 I 0.273 一个月用电 W = Pt = 60W(3 30) h = 0.06kW 90h= 5.4kW. h
U 220 IL 4 .4 A RL 50
+ U
U L U 220 V
–
e d c b a
IL + U R L L –
例 1： 对图示电路求总电阻R12
1 1
2
R12
2 1
C 2 1
1
2 D
1
0.8
R12
0.4 2 2
0.4 1
0.8
1
1
R12
2.4
I1 例 2：
a
I2
IG
d
G
RG
R4 b
I3 I
I4
支路电流法是电路分析中最基本的 因支路数 b=6， 方法之一，但当支路数较多时，所需 所以要列6个方程。 方程的个数较多，求解不方便。
+ – E 试求检流计 中的电流IG。
(1) 应用KCL列(n-1)个结点电流方 程 对结点 a： I1 – I2 –IG = 0 对结点 b： I3 – I4 +IG = 0 c 对结点 c： I2 + I4 – I = 0 (2) 应用KVL选网孔列回路电压方程 对网孔abda：IG RG – I3 R3 +I1 R1 = 0 对网孔acba：I2 R2 – I4 R4 – IG RG = 0 对网孔bcdb：I4 R4 + I3 R3 = E
解: (3)在 d 点：
Rda RL 75 50 R Red 25 Rda RL 75 50 55 + U 220 I ed 4A R 55 U Rda 75 IL I ed 4 A Rda RL 75 50 – 2.4 A
e d c b a
（2） VA = – IR1 +12 VB = IR2 – 12
R2
–12V
R2 – 12V
当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电 流 I 减小，所以A电位增高、B点电位降低。
例1:图示为变阻器调节负载电阻RL两端电压的 分压电路。 RL = 50 ，U = 220 V 。中间环节是变 阻器，其规格是 100 、3 A。今把它平分为四段， 在图上用a, b, c, d, e 点标出。求滑动点分别在 a, c, d, e 四点时, 负载和变阻器各段所通过的电流及负载 电压,并就流过变阻器的电流与其额定电流比较说明 使用时的安全问题。 解: (1) 在 a 点： UL = 0 V IL = 0 A + e d c b a
IR1
IU1 R3
(c) b (b) b 解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得： I1 I S 10 2 U 1 10 A 6A I1 A 10A I 2 2 R1 1
+ IS _ I U1 S _ U R2 _ b (a)
R1U +
a +
a + R U1 _
I
a +
+
a
U

例2: 试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 1I 3 2A 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
82 I A 1A 2 2 2
– 2 I 4A 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
1
1.4
R12
2.684 由图：
R12=2.68
2
2
例1: 求下列各电路的等效电源 a + 2 2 3 + U 5A 3 5V – (a) (b) 解: a + 2 U 5A 3 + 5V b – (a) (b)
+ 2 U U + 5V2V b b (c) + a + 5V – b (c) + U b a
例1: 已知:电路中U=220V，I=5A，内阻R01=R02=0.6。 求: (1) 电源的电动势E1和负载的反电动势E2 ； (2) 说明功率的平衡关系。 I 解：(1) 对于电源 + + + E2 E1 U= E1-U1= E1-IR01 – – U 即 E1= U +IR01 R01 R02 = 220+50.6=223V – 对于负载 U= E2+U2= E2+IR02 即 E2= U -IR01 = 220-50.6 = 217V (2)由上面可得，E1=E2 +IR01+IR02 等号两边同时乘以 I，则得 E1 I =E2 I +I2R01+I2R02 代入数据有 223 5=217 5+52 0.6+ 5+52 0.6 1115W=1085W+15W+15W。
例 1： 试求各支路电流。 a + E 42V – 6 3 7A 12 I I I
例3：试求各支路电流。
a c + 42V – 6 12 I1 b
1
I2 2
7A d
3 + UX –
I3
3
支路数b =4, 且 恒流源支路 的电 流已知。
(1) 应用KCL列结点电流方程 因所选回路中包含 对结点 a： I1 + I2 –I3 = – 7 恒流源支路，而恒流 (2) 应用KVL列回路电压方程 源两端的电压未知， 所以有3个网孔则要列 对回路1：12I1 – 6I2 = 42 3个KVL方程。 对回路2：6I2 + UX = 0 对回路3：–UX + 3I3 = 0 (3) 联立解得：I1= 2A， I2= –3A， I3=6A
Us
EB
应用基尔霍夫电流定律列出 I2－I1－IB＝0 得 IB＝－0.255mA
例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 +6V 的电位VA 解: (1)当开关S断开时 电流 I1 = I2 = 0， 电位 VA = 6V 。
I1
S
2k 2k
(2) 当开关闭合时,电路 如图（b） 电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V 。
IL
+ UL RL –
I ea
U 220 A 2.2 A Rea 100
U –
解: (2)在 c 点： 等效电阻 R 为Rca与RL并联， + e 再与 Rec串联，即 IL d Rca RL 50 50 U c + R Rec 50 b U R Rca RL 50 50 L a L – – 75 U 220 I ec 2.93 A R 75 2.93 I L I ca 1.47 A 2 U L RL I L 50 1.47 73.5 V 注意，这时滑动触点虽在变阻器的中点，但是 输出电压不等于电源电压的一半，而是 73.5 V。
IL + U R L L –
U L RL I L 50 2.4 120 V
注意：因 RL 50 I da I ed 4 A 1.6 A I = 4 A 3A， ed Rda RL 75 50 ed 段有被烧毁 的可能。
解: (4) 在 e 点：
U 220 I ea 2.2 A Rea 100
b
d
支路数b =4，但恒流 源支路的电流已知， 则未知电流只有3个， 可以。 能否只列3个方程？
例3：试求各支路电流。
a c
支路数b =4，但恒流 + I3 源支路的电流已知，则 I2 2 1 42V 未知电流只有3个，所 – 6 3 7A 以可只列3个方程。 12 I1 当不需求a、c和b、d 间的电流时，(a、c)( b、 d b d)可分别看成一个结点。 支路中含有恒流源。 (1) 应用KCL列结点电流方程 对结点 a： I1 + I2 –I3 = – 7 因所选回路不包含 (2) 应用KVL列回路电压方程 恒流源支路，所以， 3个网孔列2个KVL方 对回路1：12I1 – 6I2 = 42 程即可。 对回路2：6I2 + 3I3 = 0 (3) 联立解得：I1= 2A， I2= –3A， I3=6A
4
I
1A
2
4A
1A
1
I 2A
I
1A 4
4
1
3A
2 1
2 I 3A 2A 21
例3: 电路如图。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω， R2＝2Ω，R3＝5 Ω ，R＝1 Ω。(1) 求电阻R中的电流I； (2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端 的电压UIS；(3)分析功率平衡。
(3) 联立解出 IG
例3：试求各支路电流。
a c
+ 42V – 12 I1 1 6
支路中含有恒流源
I3
I2
7A
2
3
注意： (1) 当支路中含有恒流源时，若在列KVL方程时， 所选回路中不包含恒流源支路，这时，电路中有几 条支路含有恒流源，则可少列几个KVL方程。 (2) 若所选回路中包含恒流源支路, 则因恒流源两 端的电压未知，所以，有一个恒流源就出现一个未 知电压，因此，在此种情况下不可少列KVL方程。
+
+
(c)
+ 2 2V 2
I
–
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例 3： 电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A + 4V I 1
6
4
解：统一电源形式
2 2
3
2A 2A
6
1A
4
1 I
2
4
I
1 4A
1A
解：
2 2
2
4
I 1
+ 8V -
理想电流源两端的电压 U IS U R2 I S RI R2 I S 1 6V 2 2V 10V
(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：
PU 1 = U1 IU 1 = 10×6 = 60W PIS = U IS IS = 10×2 = 20W 各个电阻所消耗的功率分别是：
例：
I1
a
I2
应用 U = 0列方程
c R4
I6
d
R6
I3
I
对网孔abda： I6 R6 – I3 R3 +I1 R1 = 0 对网孔acba： I2 R2 – I4 R4 – I6 R6 = 0
b
I4
+
对回路 adbca，沿逆时针方向循行： – I1 R1 + I3 R3 + I4 R4 – I2 R2 = 0 对回路 cadc，沿逆时针方向循行： – I2 R2 – I1 R1 + E = 0
R1 IS
a
I
R I1 R1 IS I R
I R1 IU1 R1U +
R3
+ IS _ I U1 S _ U R2 _ b (a)
a +
a
I R
a
I I R R1
+ U1 _
R1 IS
I1
IS
R
(b)
b
(c) b
(2)由图(a)可得：I R1 I S－I 2A－6A －4A
U 1 10 I R3 A 2A R3 5 理想电压源中的电流 I U 1 I R 3－I R1 2A－(－4)A 6A
PR = RI 2 = 1 ×6 2 = 36W
2 2 PR1 = R1 I R = 1 × （－ 4 ） = 16W 1
PR 2 = R2 I S 2 = 2 ×22 = 8 W
PR 3 = R3 I R 3 2 = 5 ×22 = 20W 两者平衡： (60+20)W=(36+16+8+20)W 80W=80W
电流在闭合 路径中流通
I2
(a)
A
2k
2k
+
6V –
I1
I2
(b)
A
电路如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？ 例 2： 画电路图表示出来。(2) 当电位器RP的滑动触点向 下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？
+12V A RP B 12V –
R1
I
A RP B
R1
解：（1）电路如左图， 零电位参考点为+12V 电源的“–”端与–12V 电源的“+”端的联接处。