电工1电路的分析方法习题课
支路电流法及习题课
问题:在用基尔霍夫电流定律或电压定律列方程
时,可以列出多少个独立的KCL、KVL方程?
I1
a
I2
E1
+R1 #1
-
I3
R2 #2 R3
#3
KCL方程: b
节点a: I1 I2 I3 0 节点b: I1 I2 I3 0
独立方程只有 1 个
3条支路;2个节点; + 3个回路,2个网孔 _ E2
例10
I1 a
b I2
I6 R6
列3个独立KCL方程
节点a: I3 I4 I1 0 节点b: I1 I6 I2 0 c 节点c: I2 I5 I3 0
I3 I4
I5 列3个独立KVL方程(网孔)
d
I1R1 I6 R6 I4 R4 E4
+E3
节点数 N=4 支路数 B=6
R3
KVL方程:
#1: I1R1 I3R3 E1 #2:I2R2 I3R3 E2 #3:I1R1 I2R2 E1 E2
独立方程只有 2 个
小结
设:电路中有N个节点,B个支路 则: 独立的节点电流方程有 (N -1) 个 独立的回路电压方程有 (B -N+1)个
+ R1
- E1
a R2 +
I2 R2 I5 R5 I6 R6 0 I3 R3 I4 R4 I5 R5 E3 E4
电压、电流方程联立求得:I1~I6
支路中含有恒流源的情况
是否能少列 一个方程?
例11
支路电流未知数少一个:
2 I1
6AΒιβλιοθήκη +12V -
N=2 B=3
I
I1+6=I
KCL
电工电子1电路的基本定律与分析方法
用双下标表示:如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。 A
iAB
B
注意!
电流的符号:I或i
2.电压的参考方向
电压U
单位正电荷q 从电路中一点移至另 一点时电场力做功(W)的大小。
dW U dq
def
实际电压方向 单位
电位真正降低的方向。
V (伏)、kV、mV、V
注意! 电压的符号:U或u
Δq dq i(t ) lim Δt 0 Δt dt
def
单位
方向
A(安培)、 kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A
B
实际方向
A B 问题 对于复杂电路或电路中的电流随时间变 化时,电流的实际方向往往很难事先判断。
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成及作用 1.实际电路
由电工设备和电气器件按预期
目的连接构成的电流的通路。
2.电路的组成
电源(或信号源): –为电路提供能量(信号)的部分 负 载:
-吸收或转换电能的部分
中间环节: –连接、控制电源和用电设备的部分
开关
例如:照明电路
~220V
电源 导线
用电设备
能够对一般性的、常用的(电子)电路进行 分析,同时对较简单的电路进行设计。
5、学习要求:
课堂认真听讲,掌握要点; 关键在于课后练习,举一反三。
6、成绩评定:
平时:20% 期末:80%
7、参考书目
①.《电路原理》 邱关源 主编 高等教育出版社 ②.《模拟电子技术》童诗白主编 高等教育出版社 ③.《数字电子技术》阎石主编 高等教育出版社
01-03章习题课(电分部分习题)
da
+ 10V −
w. c
om
5A
2Ω
(d)
21
第二章 等效变换分析法
2-10:求如图所示各电路的最简等效电路。 解:
+ U2 −
(a)
b
课
a
后 答
案
网
ww
w. kh
da
w. c
om
a
I2
(b) b
22
第二章 等效变换分析法
后 答
课
a
案
网
ww
w. kh
da
w. c
om
a
2A
(c) b
2A
(d) b
w. kh
Is = 2 A
da
w. c
+ U = 3V −
−
Is = 2 A
U = 3V +
基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律(KCL) 在集中参数电路中,任一时刻流出(或流入)节点的各支 路电流的代数和恒等于零。 (1)流出节点的电流总和等于流入节点的电流总和。 (2)一经确定,在分析过程中,不能随意改动。 (3)可以推广应用到电路中任何一个假想的闭合面。 ∑i = 0 ∑ i出 = ∑ i入 基尔霍夫电压定律(KVL) 在集中参数电路中,任一时刻,沿任一回路方向,回路中 各支路电压降代数和恒等于零。 建立KVL方程时,必须先任选一个回路参考方向,并在电 路图中标明。凡支路电压参考方向与回路参考方向一致者,该 支路电压取“+”号;反之,取“-”号。 ∑u = 0 KVL也可以推广应用于假想的闭合回路。 5
课 后 答
案
U1 Ω 6 V I= = =6A 1Ω 1Ω
网
ww
《电工技术(李中发版)》课后习题及详细解答(全面版)
图1.10 习题1.3解答用图
1.4 在图1.11中,已知
,
。试确定元件 N 中的电流 I3和它两端的电压 U3,
并说明它是电源还是负载。校验整个电路中的功率是否平衡。
分析 电路有2个节点、3条支路和3个回路,欲求元件 N 的电流和电压,必须应用基尔霍
夫定律。
解 设元件 N 上端节点为 a,左边回路的方向为顺时针方向,如图1.12所示。对节点 a 列
图1.26 习题1.14解答用图
1.15 在如图1.27所示电路中,已知流过电阻 R 的电流 ,求 US2。
分析 本题运用 KCL 和 KVL 求出左右两条支路的电流后,即可求出 US2。 解 设各电流的参考方向和所选回路的绕行方向如图1.28所示。根据 KCL 得:
由于 ,故得:
根据 KVL,得: 所以:
(2)将10只220V、40W 的灯泡并联作为该发电机的负载,这些灯泡是否能正常工作?为
什么?
分析 本题考查电气设备的额定值及其应用。电气设备的额定电流 IN、额定电压 UN 和额
定功率 PN 之间的关系为
。至于电气设备是否能正常工作,则取决于其实际的电
流、电压和功率等是否与额定值相等,若相等,则设备能正常工作,否则设备不能正常工
电烙铁的电阻为:
(Ω)
由于
(Ω) ,R0可忽略不计,因此流过电烙铁的电流为:
电烙铁实际消耗的功率为:
(A)
(W) 因为电烙铁实际消耗的功率与额定功率不相等,所以电烙铁不能正常工作。 1.8 求如图1.15所示电路 a、b 两点之间的电压 Uab。 分析 本题考查基尔霍夫定律的推广运用。在运用基尔霍夫定律列方程时,先要在电路 图中标出电流、电压的参考方向和所选回路的绕行方向。KCL 可推广到包围部分电路的任 一假设的闭合面,KVL 可推广到不闭合的电路上。 解 设电流的参考方向和所选回路的绕行方向如图1.16所示。根据 KCL,有:
电工学简明教程
6、在图示电路中,已知:US=12V,R1=6, R2=14,R3=16,R4=10,R5=20, R6=12。求电压U ? 解:
UR
4
US R4 5 V R2 R4
.
+ -
R2
R1
.-
R4
U
. +
R5
R3
.
I R6
US
UR
6
U S ( R3 R5 ) / / R6 7. 2 V ( R3 R5 ) / / R6 R1
.- - .
I3 I + US 2 R2 I2
R 3 + US -
IS
.- - .
I + US 2 R2 I2
I3 R 3 + US -
U S2 U S1 5 1 I1 1A R1 4
I3=I-I1=2-1=1A
3
I2=IS+I3=1+1=2A
8、图示电路中,已知:IS=2A,US=12V, R1=R2=4,R3=16。 U 求: 1 IS R1 (1)S断开后A点电位VA; . A (2)S闭合后A点电位VA。 . 解: (1)VA=R 3 IS-US=20 V
U S R2 (2) VA = = -2.4 V R2 R3
S R2 R3 - US +
.
9、图示电路中,已知:R1=4,R2=3,R3=2, US1=1V,US2=5V,I=2A,IS=1A。 用基尔霍夫定律求:US3=? 解:
I R1
.
+
设各支路电流的正方 向如下图所示:
R3 + U S3 -
IS
《电工学》上册课后习题答案
图1: 习题1.5.1图I1 = −4A U1 = 140V U4 = −80V I2 = 6AU2 = −90VU5 = 30VI3 = 10AU3 = 60V1 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 = −560WP2 = U2I2 = (−90) ×6W = −540WP3 = U3I3 = 60 ×10W = 600WP4 = U4I1 = (−80) ×(−4)W = 320WP5 = 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−I 1 + I 2 − I 3 = 0 −3 + 1 − I 3 = 0可求得I 3 = −2mA, I 3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U 3 = (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。
电工学课后第1-6章习题答案
2010年《电工学》习题(上)解答 第1章 电路定律及分析方法习题解答一、单项选择题1.图示电阻元件R 消耗电功率10W ,则电压U 为( A )。
A )-5V B )5V C )20VUR 题1图2.在图示的电路中,A 点的电位V A 为( C )。
A )2 V B )-4 V C ) -2 V- 2 k 7 k ΩΩ题2图3.在图示电路中,U 、I 的关系式正确的是( B )。
A )U = (I S + I )R 0 B )U = (I S -I )R 0 C )U = (I - I S )R 0R L题3图I 2题4图4.图示电路中电流I 2为( C )。
A )7AB )3AC )-3A5.理想电流源的外接电阻越大,则它的端电压( A )。
A )越高 B )越低 C )不能确定6.图示电路中,用一个等效电源代替,应该是一个( B )。
A )2A 的理想电流源 B )2V 的理想电压源 C )不能代替,仍为原电路2 V题6图7.把图1所示的电路改为图2的电路,其负载电流I 1和I 2将( B )。
A )增大B )不变C )减小221Ω2V 2A图 1图 2+题7图8.图示电路中,供出功率的电源是( A )。
A )理想电压源 B )理想电流源C )理想电压源与理想电流源U4VS题8图S题9图9.在图示电路中,各电阻值和U S 值均已知。
欲用支路电流法求解流过电阻R G 的电流I G ,需列出独立的电流方程数和电压方程数分别为( B )。
A )4和3 B )3和3 C )3和410.在计算线性电阻电路的电压和电流时,用叠加原理。
在计算线性电阻电路的功率时,加原理( B )。
A )可以用 B )不可以用 C )有条件地使用11.在图示电路中,已知U S =12V ,I S =2A 。
A 、B 两点间的电压U AB 为( A )。
A )-18VB )18VC )-6VU I SS+题11图SA题12图12.在图示电路中,当开关S 闭合时A 点的电位V A ( C )。
《电工电子学》课程练习题
1.2 利 用 电 源 模 型 的 等 效 变 换 法 化 简 题 图 1.2 所 示 电 路 。 已 知 : US1=9V, US2=12V,IS1=5A,IS2=2A,R1=3,R2=6。
1.3 用支路电流法求题图 1.3 中所标的各未知电流和电压,并说明电压源和电流源是 发出功率还是吸收功率。
题 5.2 图 题 5.3 图 5.4 求题图 5.4 所示电路输出电压 u0 与输入电压 ui 的关系式。
题 5.4 图 5.5 题图 5.5 所示电路是利用两个运放组成的具有高输入电阻的差动放大器,试求 u0 与 ui1、ui2 的关系式。
题 5.5 图
第六章 数字集成电路及其应用
练习 6-12;6-16;6-22;6-27;6-29;6-30 6.1 设三台电动机 A、B、C,今要求:A 开机则 B 必须开机;B 开机则 C 也必须开 机,如果不满足上述要求,即发出报警信号。试写出报警信号的逻辑表达式,并画出 逻辑图。 6.2 用 8 选 1 数据选择题 MUX 实现 。 6.3 分析题图所示电路的逻辑功能。
cos 0.05 ,试求此线圈在具有铁心时的铜损和铁损。
12.2 有一单相照明变压器,容量为 10V A ,电压为 3300/220V,今欲在副边接上 60W、220V 的白炽灯,如果要变压器在额定情况下运行,这种电灯可接多少个?并 求原、副绕组的额定电流。 12.3 有一台三相异步电动机,其技术数据如下:
练习 2-2;2-8;2-16;2-21;2-28;2-35;2-38 2.1 已知向量 I1=5+j5A,I2=5-j5A,I3=-5+j5A,I4=-5-j5A.试分别用瞬时值表达式及相 量图表示它们(设 1000 rad / s )。 2.2 在题图 2.2 所示电路中,Z1、Z2 上的电压分别为 U1=6V,U2=8V。 (1)设 Z1=R,Z2=jXL,U=? (2)若 Z2=jXL,Z1 为何种元件时 U 最大,最大值是多少?Z1 为何种元件时 U 最小, 最小值是多少?
电工学少学时1-4章课后习题答案
电工学少学时1-4章课后习题答案第一章电路的基本概念与基本定律11 电路和电路模型1、(1)实际电路是由各种电气器件按照一定的方式连接而成的,用于实现电能的传输、分配和转换,以及信号的传递、处理和控制等功能。
(2)电路模型是对实际电路的理想化和简化,它由理想电路元件组成,如电阻、电感、电容、电源等,用特定的符号表示,以便于对电路进行分析和计算。
2、常见的理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、电压源和电流源。
电阻元件表示消耗电能并将电能转化为热能的元件;电感元件表示储存磁场能量的元件;电容元件表示储存电场能量的元件;电压源提供恒定的电压;电流源提供恒定的电流。
12 电流和电压的参考方向1、电流的参考方向是人为假定的电流流动的方向,若实际电流方向与参考方向相同,电流为正值;若实际电流方向与参考方向相反,电流为负值。
2、电压的参考方向也是人为假定的,通常从高电位指向低电位。
当实际电压方向与参考方向相同时,电压为正值;反之,电压为负值。
13 电功率和电能1、电功率是电路中单位时间内消耗或产生的电能,P = UI。
当 P> 0 时,元件吸收功率;当 P < 0 时,元件发出功率。
2、电能是电功率在一段时间内的积累,W = Pt。
电能的单位通常是焦耳(J)。
14 电路元件1、电阻元件的伏安特性是一条通过原点的直线,其电阻值是常数。
2、电感元件的电压与电流的关系为:$u = L\frac{di}{dt}$。
3、电容元件的电流与电压的关系为:$i = C\frac{du}{dt}$。
15 电源元件1、理想电压源的端电压恒定不变,与通过它的电流无关。
2、理想电流源的输出电流恒定不变,其两端电压由外电路决定。
16 基尔霍夫定律1、基尔霍夫电流定律(KCL):在任一时刻,流入一个节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
2、基尔霍夫电压定律(KVL):在任一时刻,沿任一闭合回路,各段电压的代数和恒等于零。
第二章电路的分析方法21 电阻串并联连接的等效变换1、电阻串联时,等效电阻等于各个电阻之和,即$R_{eq} = R_1 + R_2 +\cdots + R_n$。
1 电工(第1章结点电位法,叠加原理,戴维宁定理)
E1
I3 B I2 I5 R3 R4 R1 R2 R5 + + - E2 I4 + E5 C
A
1 1 E1 E2 1 1 VA + + VB = + R R R R R R 2 3 1 2 1 3
6
节点电位法列方程的规律
节点为例: 以A节点为例: 节点为例 方程右边: 方程右边:与该节点相联 系的各有源支路中的电动 势与本支路电导乘积的代 数和: 数和:当电动势方向朝向 该节点时,符号为正, 该节点时,符号为正,否 则为负。 则为负。 I3 B I2 I5 R3 R4 R1 R2 R5 + + - E2 I4 + E5 C
8
节点电位法 ) 应用举例(1)
电路中只含两个 节点时, 节点时,仅剩一个 未知数。 未知数。 设 : VB = 0 V 则: R1 E1
I1 I2
A I3 R2 B R3 R4 E3 I4
E1 E3 R1 R3 VA = 1 1 1 1 + + + R1 R2 R3 R4
求
I1
M
I4
9
节点电位法 ) 应用举例(2)
1
1.1 电路的基本概念
1.1.4 电路中电位的概念 在电路中任选一结点,设其电位为零( 标记), 在电路中任选一结点,设其电位为零(用 标记), 此点称为参考点。其它各结点对参考点的电压, 此点称为参考点。其它各结点对参考点的电压,便是 该结点的电位。记为: 该结点的电位。记为:“VX”(注意:电位为单下标)。 (注意:电位为单下标)。
=
+
3. 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。原电路中各 解题时要标明各支路电流、电压的正方向。 电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。 电压、电流的最后结果是各分电压、分电流的代数和。
电工学 第1、2章习题课
+ 10V –
+ 4Ω U –
4A
4A电流源开路
+ 4Ω U' –
10V电压源短路
6Ω + 4Ω U'' – 4A
4 U′ = × 10 = 4V 6+4
6 U ′′ = − × 4 × 4 = −9.6V 4+6
共同作用: 共同作用:U=U'+U"= 4+(- 9.6)= - 5.6V -
B
.
6、在图示电路中,电源电压 U = 10 V,电阻R = 30 Ω, 在图示电路中, , 值为( )。 c 则电流 I 值为( )。 (a) 3 A (b) 2 A (c) 1 A
I + U R
. .
R
. .
R
间的等效电阻R 7、图示电路中,A、B间的等效电阻 AB为( c 图示电路中, 、 间的等效电阻 (a) 5 Ω (b) 4 Ω (c) 3 Ω
4、如图示的电阻并联电路,估算其等效电阻值(误 如图示的电阻并联电路,估算其等效电阻值( 不超过5 )。 差 不超过5% )为( c )。 (a) 100 kΩ (b) 50 kΩ (c) 1 kΩ Ω Ω Ω
100 κω 100κΩ 100 kΩ Ω
50 k Ω 50 Ω
1 kΩ
.
.
5、图示电路中,A、B间的等效电阻的估算值(误差 图示电路中, 间的等效电阻的估算值( 超过5 )。 不 超过5% )为 ( a A )。 . (a) 100 kΩ Ω 100 k Ω (b) 50 kΩ Ω 50 k Ω 1 kΩ 1ΚΩ 50 Κ Ω (c) 1 kΩ Ω
(完整版)电工和电子技术第二版陶桓齐课后习题答案解析
第1章 电路的基本概念与定律 练习题解答(6)1-3 一只额定电压为V 220,功率为100W 的白炽灯,在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少?解:根据功率表达式 UI I R P 2L ==则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A 45.0220100U P I ===Ω===48445.0100I P R 22L1-5 某一直流电源,其输出额定功率P N = 200W ,额定电压U N = 50V ,内阻R 0 = 0.5Ω,负载电阻R可以调节,其电路如图1-15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:(1)电路如解题图3所示,当S 闭合时,根据额定功率表达式N N N I U P = 则A 450200U P I N N N === 又根据额定电压表达式N N N I R U = 那么Ω===5.12450I U R N N N(2)根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压,所以V 5245.050I R U E U N 0N 0=⨯+=+== (3)电源电路短路时负载电阻为零,则短路电流为A 1045.052R E I 0S ===1-7 在题图1-7中,五个元件代表电源或负载。
电流和电压的参考方向如图中所示,通过实验测量得知V30U V 80U V 60U V 90U V 140U A10I A 6I A 4I 54321321=-==-====-=(1)试标出各电流的实际方向和电压的实际极性; (2)判断那些元件是电源?那些是负载?(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?E 解题图3题题1-721U U U21U 题题题4解:(1)各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。
(2)根据U 和I 的实际方向来判定,当U 和I 的实际方向相反时即为电源(注意,U 的实际方向指的是电位降落的方向,即从正极指向负极),否则为负载。
电工电子课后习题答案第一章
第1章 电路的基本概念和基本定律本章的主要任务是学习电路的基本概念、基本物理量和基本定律,为掌握电路的分析计算方法奠定必要的基础。
本章基本要求(1) 正确理解理想电路元件、电路模型的概念;(2) 正确理解电流、电压的参考方向的概念,并掌握电流、电压参考方向的使用;(3) 计算元件或电路的功率,并判别元件或电路是吸收功率还是发出功率;(4) 掌握理想元件的电压与电流关系式;(5) 掌握基尔霍夫定律(KCL 和KVL )的应用;(6) 了解电路的三种工作状态:额定工作状态、过载工作状态和欠载工作状态。
理解电气器件、设备的额定值。
本章习题解析1-1 试求图1-1所示电路的电压U ab 和U ba 。
图1-1解 (a)电压U 的参考方向如图所示,已知U =10V ,故有10==U U ab V10-=-=-=U U U ab ba V(b)直流电压源的电压参考方向如图所示,故有5=ab U V5-=-=ab ba U U V1-2 根据图1-2所示的参考方向和电压、电流的数值确定各元件电流和电压的实际方向,并计算各元件的功率,说明元件是吸收功率还是发出功率。
(a) (b)(c) (d)图1-2解 (a)因为电流为+2mA ,电压为+5V ,所以电流、电压的实际方向与参考方向相同。
电阻元件的功率为101010102533=⨯=⨯⨯==--UI P mW电阻元件的电压与电流取关联参考方向,计算结果P >0,说明电阻元件吸收功率。
(b)因为电流、电压随时间t 按照正弦规律变化,所以当电流i >0、电压u >0时,它们的实际方向与参考方向一致;当电流i <0、电压u <0时,它们的实际方向与参考方向相反。
电阻元件的功率为)(sin )sin()sin(t t t ui p ωωω255=⨯==W电阻元件的电压与电流取关联参考方向,计算结果p >0,说明电阻元件吸收功率。
(c)因为电流为-2mA ,所以电流的实际方向与参考方向相反;电压为+5V ,所以电压的实际方向与参考方向相同。
电工基础 第1章 课后习题
A: 220/n
B: 220/nR
C: 220/R
D: 220R/n 答案: C 9 已知A、B两点的电位分别为5伏和-5伏,则两点间的电压UAB为 伏。
A: 0
B: 10
C: -10
D: 15 答案: B 10 已知电路中A点的电位为5伏,AB两点的电压UAB ---10V,则B点电位为____.伏
A: 20
B: 10
C: 5
D: 40 答案:
C 7 n个相同阻值的电阻R,串联后接入电压为220V的电路中,则电阻R上的电压为 伏。
A: 220/n
B: 220/R
C: 2.20,/nR
D: 220R/n 答案: A 8 n个相同阻值的电阻R,并联接到电压为220V的电源上,则流过电阻R的电流为一一一安。 A, 220/n B、220/nR C, 220/R D, 220R/n
答案: 正确 19 在并联电路中,电阻的阻值越小,消耗的功率越小。
答案: 错误 20 在串联电路中,电阻的阻值越小,消耗的功率越小。
答案: 正确 21 电灯泡的灯丝断后,再搭上使用,灯泡反而更亮,其原因是灯丝电阻变小而功率增大了。
答案: 正确
22 扩大直流电流表量程的方法是在表头上串联电阻分流。 答案: 错误
A: 负电荷定向 B: 电子定向 C: 正电荷定向 D:
答案: C 25 Rl=lQ,R2 =3Q的两只电阻,并联接在相同电压下,则电流的比值为———。
A: 1:1 B: 3:1 C: 1:3 D: 4:1
答案: 26 R1 =2Q,R2 =3Q的两只电阻,串联接在20V的电压下,则R1上电压为 V。
A: 电源 B: 负载
C: 连接导线
D: 开关
电工学少学时第三版-张南主编-课后练习答案-第一章(末)
上篇: 电工技术第一章: 电路分析基础: 电路的基本概念、定律、分析方法 1.1.1:基本要求(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。
(2) 在正确理解电位意义的基础上,求解电路各点电位。
(3) 加强电压源的概念,建立电流源的概念。
(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态,强化额定值概念。
(5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。
(6) 学会分析、计算电路的基本方法 ;1.1.2: 基本内容 1.1.2.1基本概念1 电压、电流的正方向在分析计算电路之前,首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向(这些假设的方向,又名参考方向),如图1-1-1所示。
3R I图1-1-1根据这些正方向,应用电路的定理、定律列写方程(方程组),求解后若为正值,说明假设的方向与实际的方向相同;求解后若为负...值.,说明假设的方向与实际方向相反。
对于电路中的某个(些)已知的方向,有两种可能,其一是实际的方向,其二也是正方向,这要看题目本身的说明。
2 电路中的电位计算求解电路某点的电位,必须首先确定参考点,令该点电位为零,记为“⊥”,电路其余各点与之比较,高者为正(电位),低者为负(电位),如图1-1-2所示::U设C为参考点,则:c点的电位:V C=0(V)a点的电位:V a= +6 (V)b点的电位:V b =-9 (V)ab两点间的电压:U ab = V a - V b = (+6)-(-9) =15(V) 注·电位具有单值性(参考点一旦设定,某点的电位是唯一的)。
·电位具有相对性(参考点选择不同,某点的电位也不同)。
·任意两点间的电位差叫电压,例如U ab = V a - V b,显然电压具有单值性和绝对性(与参考点选择无关)\1.1.2.2基本定律 1 欧姆定律(1)一段无源支路(元件)的欧姆定律。
在图1-1-3中,U ab = R ·I (取关联正方向)。
电工学课后习题答案
电工学课后习题答案电工学是一门研究电能的产生、传输、分配和使用的学科,它在现代工业和日常生活中扮演着极其重要的角色。
学习电工学,不仅要理解理论知识,还要通过课后习题来巩固和应用所学。
以下是一些电工学课后习题的参考答案,供同学们参考。
习题1:直流电路分析问题:计算电路中R1和R2的等效电阻。
答案:如果R1和R2是串联的,那么等效电阻R_eq = R1 + R2。
如果它们是并联的,那么1/R_eq = 1/R1 + 1/R2。
习题2:交流电路功率计算问题:已知一个交流电路中的电压有效值为220V,电流有效值为10A,求功率。
答案:功率P = V * I,其中V是电压有效值,I是电流有效值。
所以P = 220V * 10A = 2200W。
习题3:三相电路问题:一个三相电路的线电压是380V,相电压是多少?答案:在星形连接的三相电路中,相电压等于线电压的√3/2倍。
所以相电压V_phase = 380V * √3/2 ≈ 220V。
习题4:电磁感应问题:一个线圈在磁场中旋转,产生感应电动势。
如果线圈的电阻为10Ω,磁通量变化率为10 Wb/s,求感应电流。
答案:感应电动势E = -dΦ/dt,感应电流I = E/R。
所以I = -10 Wb/s / 10Ω = -1 A。
习题5:变压器原理问题:一个理想变压器的原边匝数为1000,副边匝数为500,输入电压为220V,求输出电压。
答案:理想变压器的电压比等于匝数比,即V2/V1 = N2/N1。
所以V2 = (500/1000) * 220V = 110V。
习题6:电动机的工作原理问题:一个三相异步电动机的转子转速为1500转/分钟,同步转速为1800转/分钟,求滑差。
答案:滑差s = (Ns - Nr) / Ns,其中Ns是同步转速,Nr是转子转速。
所以s = (1800 - 1500) / 1800 ≈ 0.167。
习题7:电路的谐振问题:一个RLC串联谐振电路,已知电阻R=100Ω,电容C=10μF,电感L=0.1H,求谐振频率。
电工电子学学习指导练习题题解-第1章-电路的基本概念和基本定律
图1.8
分析如下:仍然是典型电阻串、并联套公式的题目,它是本课程非 常基本的内容,在以后各章节中都会用到。比如图1.8(b)的电路 中,四个电阻两两组成三个回路,都是并联。尽管并联分流公
1.2典型例题和典型错误
式是两个电阻的公式,但要灵活运用。
I= R//R
2R+R//R
×
2R 2R+2R
×
IS
= 2R//R//R
1.1.5简单电路的分析
1.1知识梳理
表1.2 简单电路的分析公式
1.1知识梳理
可以套用公式的电路称为简单电路,表1.2汇总了相关公式,以 及分析要点。
1.1.6利用元件VCR、KCL和KVL分析电路的原则:
1.求电路中某电压的方法: (1)无源元件的VCR,已知电流求电压;(2)用KVL求解,典型 的求开路电压、理想电流源的电压。 2.求电路中某电压的方法: (1)无源元件的VCR,已知电压求电流;(2)用KCL求解,典 型的求短路(导线)电流、理想电压源的电流等。 经验分享:选择回路写KVL时,应优先选择含有理想电压源、 避开理想电流源,且元件较少的回路,简单时写出的是一元一次方 程;选择结点写KCL时,应优先选择与理想电流源相连的、避开与 理想电压源相连且支路较少的结点。
1.1知识梳理
1.1.1参考方向
定义:人为规定电压、电流等代数量取正的方向,通常 用符号直观的表示在电路图上。 1.电流的符号表示(如图1.1)
2.电压的符号表示(如图1.2)
图1.1
图1.2 3.电动势的符号表示(图1.3)
有时也用参考方向表示,图1.3(a)是理想电压源电动 势的符号表示,但是理想电流源不用电动势,用端电压。
1.1.3 电路的基本元件
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I
例、电路如图,已知R1=6, R2=15, R3=R4=5。 试求:ab两端和cd两端的等效电阻。
Rab
R1
R2 (R3 R4 ) R2 R3 R4
6 15(5 5) 15 5 5
12
Rcd
R3 (R2 R4 ) R3 R2 R4
5(15 5) 4
5 15 5
2. 电源的两模型及其等效变换
PR3 = R3 I R32 = 5 ×22 = 20W
两者平衡:
(60+20)W=(36+16+8+20)W
80W=80W
3. 支路电流法
支路电流法的解题步骤: 1. 在图中标出各支路电流的参考方向,对选定的回路
标出回路循行方向。
2. 应用 KCL 对结点列出 ( n-1 )个独立的结点电流方程。
本章要求: 1. 掌握等效变换法、支路电流法、叠加原理和
戴维宁定理等电路的基本分析方法; 2. 掌握实际电源的两种模型及其等效变换; 3. 了解非线性电阻元件的伏安特性,以及简单非
线性电阻电路的图解分析法。
电路分析方法小结
基尔霍夫定律与欧姆定律:基本概念清楚。
支路电流法:两种比较常规方法,只有按部就班做, 结点电压法: 最后总能得出结果。
2.1 电压源模型
由KVL可得: U = E – IR0
I
+ E
+
R0
U
RL
–
理想电压源(恒压源)
电压源模型
特点:
U 理想电压源
(1) 内阻R0 = 0
UO=E
电压源
(2) 输出电压是一定值。
对直流电压,有 U E。
(3) 电流由外电路决定。
O
电压源的外特性
IS
பைடு நூலகம்
E R0
I
2.2 电流源模型
I
IS
IR1
a
a
a
R3
IU1
+_UR11URIS+_2
+ IS U
I R
+R1 _U1
_
I
I
IS
R I1
R1 IS
R
(a) b
(b) b
(c) b
解:(1)由电源的性质及电源的等效变换可得:
I1
U1 R1
10 A
1
10A
I I1 IS 10 2 A 6A
2
2
(2) 由图(a)可得:
IR1
a
IR1 IS-I 2A-4A -4A
反取正号, 反之取负号。
I2
Uab 6
18 A
6
3A
目录
第2章 电路的分析方法
2.1 电阻串并联联接的等效变换 ﹡2.2 电阻星型联结与三角型联结的等效变换
2.3 电压源与电流源及其等效变换 2.4 支路电流法 2.5 结点电压法 2.6 叠加原理 2.7 戴维宁定理与诺顿定理 ﹡2.8 受控源电路的分析 2.9 非线性电阻电路的分析
第2章 电路的分析方法
U R0
理想电流源(恒流源)
I
+
U
IS
R0 R0 U
RL
-
特点:
电流源模型
U
理
(1) 内阻R0 = ;
U0=ISR0
想
(2) 输出电流是一定值,
电流源 电
恒等于电流 IS ;
流 源
(3) 电压 U 由外电路决定。
O
I
电流源的外特性 IS
2.3 电源两种模型之间的等效变换
I
+
E
+
– R0
U
RL
–
I
U+ IS R0 R0 U RL
–
电压源
电流源
注意事项:
等效变换条件: E = ISR0
(1) 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言, 对电源内部则是不等效的。
(2) 等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。
例: 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. 应用 KVL 对回路列出 b-( n-1 ) 个独立的回路
电压方程(通常可取网孔数列出)。
4. 联立求解 b 个方程,求出各支路电流。
例:
E1
I1
a
I2
R1 I3
1
R2 R3 2
对结点 a: I1+I2–I3=0
对网孔1:
E2
I1 R1 +I3 R3=E1
对网孔2:
I2 R2+I3 R3=E2
例:试求各支路电流。 a
解: (1) 求结点电压 Uab
+
42V–
E 6
7A
I3
电路中有一条支路是 理想电流源,故节点电
3 压的公式要改为
12 I1 I2 Is
b
(2) 应用欧姆定律求各电流
I1
42 Uab 12
42 18 12
A
2A
Uab
1
E R
IS
1
1
R1 R2 R3
IS与Uab的参考方向相
I
++
U
U1 –
R1
+
–
U2 –
R2
I
+ U –
R R =R1+R2
两电阻串联时的分压公式:
U1
R1 R1 R2
U
U2
R2 R1 R2
U
1.2 电阻的并联
I + I1 I2 U R1 R2
–
I
+ U –
R
R R1 R2 R1 R2
两电阻并联时的分流公式:
I1
R2 R1 R2
I
I2
R1 R1 R2
IR3
U1 R3
10 A 5
2A
R3
IU1
+_UR11URIS+_2
+ IS U
_
(a) b
I R
理想电压源中的电流
I U1 I R3-I R1 2A-(-4)A 6A
理想电流源两端的电压
U IS U R2 IS RI R2 IS 1 6V 2 2V 10V
等效变换法:未知量支路保留不变换,其它电路 逐步变换为单回路或单结点。
b
4. 结点电压法
结点电压公式
E
★ 解题步骤: 1. 设参考结点。
U
R 1
R
2. 用结点电压公式
注意:
a
+
E1–
I1
+ E–2
R1 I2
R2
+ E–3
I3
I4 R3R4
+
U
b
–
(1) 上式仅适用于两个结点的电路。 (2) 分母是各支路电导之和, 恒为正值;
分子是流进结点电流的代数和。 (3) 当电动势E 与结点电压的参考方向相反时取正号, 相同时则取负号,而与各支路电流的参考方向无关。
(3)理想电压源与理想电流源功率分别是:
PU1 U1IU1 10 6 60W 发出功率60W PIS U ISIS 10 2 20W 发出功率20W
各个电阻所消耗的功率分别是:
PR = RI 2 = 1×62 = 36W
PR1
=
R1
I
2 R1
=
1×(-4)2
=
16W
PR2 = R2 IS2 = 2 ×22 = 8W
等效变换法:逐步化简被求电路。
戴维宁定理、诺顿定理:一步化简被求电路。
叠加定理:某些特殊情况,效果显著。 在分析电路时,一般遵循以下步骤:
(1) 会看电路图。 (2) 对电路图进行必要化简。
总结每种 方法特点
(3) 选择合适电路分析方法。(可同时使用多种方法)
1. 电阻串并联联接的等效变换
1.1 电阻的串联