上海工程技术大学电工技术第01章习题解答

第一草习题参考题解答

练习与思考

1.1.1举出一个生活中的电路，并分析它完成的是何种作用，它的负载将电能转化为何种能

源或者处理的是什么信号？

【解】显示器电路有两部分功能，一部分是接受电脑主机显示卡传送来的图像信号，另一部分是将电能转化为光能形成人眼能够看到的图像。

图1.2.4不同参考方向下功率的计算

1.2.1在图1.2.4方框中的电气元件，其电压从b到a降低20V，电流为4A从b流入，请分析：

（1）图（a）-（d）所示参考方向下，电压U和电流I的数值；

（2）计算此元件的电功率，并判断其是电源还是负载。

【解】（1 ）图（a）中，U=-20V，I=-4A ；

图（b）中, U=-20V，I=4A ；

图

（c）

中, U=20V，I=-4A ；

图

（d）

中, U=-20V，I=-4A ；

（2）虽然图（a）-（d）所示参考方向不同，但是此元件的实际电压和电流是不变的，因此

无论以哪个图所示方向选择功率的计算式，结果都是一样的。以图（a）所示参考方向为例, U=-20V，I=-4A，电压和电流参考方向一致，故P=UI=（-20）*（-4）=80W >0,为负载；

1.2.2如图1.2.5所示，湖北三峡地区有一条直流高压输电线路连接至上海南桥变电站,其电

阻消耗的功率P

U 2

50

2

500W ；

压为500kV ，电流为1800A ，请计算三峡端的功率，并分析电能输送的方向。

1.8kA

- ►

三峡 湖北

+

500kV

南桥 上

海

图1.2.5思考题1.2.2的电路图

【解】对三峡端而言，电流的方向与电压降低的方向相反，即为非关联参考方向（方向不 致）故应在功率计算公式加上负号，则

P=-UI=-500*1000*1800=-900MW

由于P<0，故三峡端输出电能，电能从三峡传输至南桥。

1.3.1在图1.3.9所示的电路中，判断电路中哪个电源产生电能，哪个吸收电能。

图1.3.8思考题1.3.1的电路图

【解】（a ）由于图中电流源流过的电流恒定为 1A ，故电压源流过的电流也为

1A ，方向与电

压方向一致，故5V 电压源的功率P us =UI=5*1=5W >0，故吸收电能，在此电路中做负载。

同理由于电压源两端电压恒定为

5V ，故电流源两端的电压也为

5V ，方向与电流方向不

一致，故1A 电流源的功率 P is =-UI=-5*1=-5W <0，故产生电能，在此电路中做电源。 （b ）5V 电压源上电压电流方向不一致，故功率 P us =-UI=-5*1=-5W <0，故产生电能，在此

电路中做电源。

1A 电流源上电压电流方向一致， 故功率P IS =UI=5*1=-5W >0，故吸收电能，在此电路中做负 载。

1.3.2在图1.3.9所示的电路中，计算电路中各未知电压或电流的数值，以及各电阻上消耗的 电能。

图1.3.9思考题1.3.2的电路图

【解】（a ）电阻上电压与电压源相同，方向与 I a 一致，由欧姆定律l a U 50 10A ，电

R 5

I a

(b )电阻上电流与电流源相同，方向与

U b 不 「致，由欧姆定律U b

IR

1 8 8V ，

电阻消耗的功率P 1 2R 12 8

8W ;

(c )电阻上电流与电流源相同，方向与

U c 一致

攵，由欧姆定律U c

IR 1 20 20V ，电

阻消耗的功率P I 2R 12 20

20W ;

(d )电阻上电压与电压源相同，方向与

l a 不 「致，由欧姆定律I d

U 50 c A

2A ，

R

25

1.4.1 一只节能灯管上标记 220V 、5W ，在使用时电流不能超过多大数值? 【解】电气设备上标记的就是额定数值，故此灯管额定电压

用的功率为多少?

Uii^

250W

R 48.4

1.4.3图1.4.7所示电路中，A 点的电位是多少?

【解】接地点电位为0V ，6V 电源的正极电位比其负极(接地点)高 6V ，即+6V ，3V 电源的负极即 A 点应比其正极低 3V ，故VA=6-3=3V 。 图1.4.7思考题1.4.3的电路

丄

电阻消耗的功率P

U 2 502 25

100W 。

由P=UI 可知，I N

U N 盘

22jmA

，

故最大电流不能超过额定电流 22.7mA 。

1.4.2 一个电热器从 220 V 的电源取用的功率为

1000 W ，如将它接到110 V 的电源上，则取

U N =220V ，额定功率 P N =5W 。

【解】由P —，

R

RU 2

竺 48.4

1000

，无论接在电压多大的电源上，电热器

的电阻值不会改变，

故接在110V 的电源上时，取用的功率

1Q I ~ A

1.5.1电路如图1.5.7所示，根据欧姆定律和基尔霍夫定律求 U 和I 。

图1.5.7思考题1.5.1的电路

【解】由欧姆定律知电阻电压电流如思考题 1.3.3，此处略。

(a) 由 KVL 可知，U=10+5=15V (b) 由 KCL 可知，l=1-2=-1A

1.5.2电路如图1.5.8所示，根据欧姆定律和基尔霍夫定律求： (1)15 ；( 2)U 1 ；(3)U 2

(4)U 5 ；( 5)24V 电压源提供的功率 P 。

图1.5.8思考题1.5.2的电路

24

【解】(1)由欧姆定律和基尔霍夫定律可知，

24=315+715+215，故|5=

=2A ;

3+7+2

(2) 由欧姆定律，U 1与|5参考方向不一致，故 U 1=-2l 5=-2*2=-4V ; (3) 由欧姆定律，U 2与|5参考方向一致，故 U 2=3l 5=3*2=6V ; (4) 由欧姆定律，U 5与|5参考方向一致，故 U5=7I 5=7*2=14V ;

(5) 24V 电压源上，电压与 I 5参考方向不一致，故 p=-UI=-24*2=-48W 。

1.5.3在图1.5.9所示的电路中，请利用欧姆定律和基尔霍夫定律求未知电阻

R 的数值。(a) (b)