《电工学》曾煌第六版上下册课后答案.......

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P

E

=

1.5.2

在图2中，已知I

1

= 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端

电压U

3

，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I

3

= −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3 80V元件30V元件电流I

3

从“+”端流出,故为电源;

电流I

2

从“+”端流出，故为电源；

电流I

1

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 U

3和I

3

的参考方向相同P= U

3

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 2

P R

1

= R1I1 = 10 ×3 mW = 90mW

2 2

P R

2

= R2I2 = 20 ×1 mW = 20mW

电源发出功率:

P E = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率:

P = U1I1 + R1 I2 + R2I2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW

1 2

两者平衡

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、I

1和电阻R，设U

ab

= 0。

[解] 由基尔霍夫电流定律可知，I= 6A。

由于设U

ab

= 0，可得

I1= −1A

6

I2= I3 =

2

A = 3A

图6: 习题1.6.2图

并得出

I4= I1 + I3 = (−1 + 3)A = 2A

I5= I −I4 = (6 −2)A = 4A 因

I 5R = I 4 × 1

得

R = I 4 I 5 2

= Ω = 0.5Ω

4

1.7 电路中电位的概念及计算

1.7.4

[解]

在图7中，求A 点电位V A 。

图 7: 习题1.7.4图

I 1 − I 2 − I 3 = 0

(1) 50 − V A

I 1 =

(2) 10

I 2 =

V A − (−50) (3) 5

V A

将式(2)、(3)、(4)代入式(1)，得

I 3 =

(4)

20

50 − V A V A + 50 V A

10

− 5 − 20 = 0

V A = −14.3V

× R R R 2 电路的分析方法

2.1 电阻串并联接的等效变换

2.1.1

在 图1所 示 的 电 路 中 ，E = 6V ，R 1 = 6Ω，R 2 = 3Ω，R 3 = 4Ω，R 4 = 3Ω，R 5 = 1Ω，试求I 3 和I 4。

[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 。R 1 和R 4并 联 而 后 与R 3 串联，得出的等效电阻R 1,3,4 和R 2并联，最后与电源及R 5组成单回路电路， 于是得出电源中电流

E

I =

R 2 (R 3 +

R 1R 4 )

R 5 +

R 1 + R 4 R 1R 4

R 2 + (R 3 +

1 6

) + R 4

=

3 (

4 + 6 × 3 )

1 +

6 + 3 6 × 3

= 2A 3 + (4 + )

6 + 3

而后应用分流公式得出I 3和I 4

I 3 =

R 2

R 1 R 4 I =

3

6 × 3 2

× 2A = 3

A

R 2 + R 3 +

1

+ R 4

3 +

4 +

6 + 3 R 1

6 2 4 I 4 = −

1 + R 4

I 3 = − 6 + 3 × 3 A = − 9 A

I 4的实际方向与图中的参考方向相反。