电工技术第2章习题答案
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第二章电路的基础知识与基本测量2.1电路与电路图填空题1.电路是指 所经过的路径。
最简单的电路是由 、 、 和 组成。
2.画出以下各电气设备的图形符号(1)电灯 ,(2)接地 ,(3)电阻3.电路通常有________、________和________三种状态。
电路中不允许短路。
电流,电源、负载、导线、控制和保护装置通路、断路、短路选择题1、电源在电路中的作用是( )。
A 、将电能转化为其它形式的能B 、为电路提供保护C 、形成电流的通路D 、为电路提供能量D2、电路中安装熔断器,主要是为了( )。
A 、短路保护B 、漏电保护C 、过载保护D 、以上都是A判断题1、 电路在开路状态下,负载可能会损坏。
( )2、 负载是提供电能的装置。
( )××2.2电流及其测量填空题1.习惯上规定 电荷移动的方向为电流的方向。
的大小用电流强度来表示,其定义是单位时间内通过某一横截面的电荷量,电流强度的公式为I= 。
电流的单位是 。
2.1min 内通过导体的电量是12c ,流过导体的电流是 A ,若导体两端电压是8v ,该导体的电阻为 Ω。
3. _____________是一种测量交流电流的专用仪表,其最大特点是可以在不断开线路的情况下测量电路的电流。
正,电流;tq ,A0.2,40钳形电流表选择题1、一般家用电器的工作电流为()A、100AB、0.3~0.6AC、2µAD、0.01 mA2、以A作单位的物理量是()A、电量B、电场强度C、电流D、电压3、电流的基本单位是()。
A、安秒B、安培C、库仑D、瓦特4.如图所示,直流电流表接线图,正确的是()。
BCBC判断题1、电流是由电荷有规则的定向移动形成的。
()2、电流超过额定电流或低于额定电流,用电器具都不能正常工作。
()3、导体中电流的方向与电子流的方向一致。
()√√×2.3电压及其测量填空题1.单位换算:150Ω= KΩ 150mA= A , 0.008v= mV2、电路中任意两点间的电压等于之差即UAB= 。
第1章 习题与解答1.1 在图1.8.1中,四个元件代表电源或负载。
电流和电压的参考方向如图1.8.1(a )所示,通过实验测量得知I 1 =—2A I 2=2A I 3=4A U 1=10 V U 2= 70 V U 3=―70 V U 4=―80 V (1) 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图); (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?图1.8.1(a )习题1.1电路的参考方向解:(1)根据图1.8.1(a )中各元件上的已知条件,如果已知数值为正,说明它的实际方向与参考方向一致,则图中的方向不变;否则两者方向则相反,则实际方向与原图中的参考方向应相反。
故得到它们的实际方向,如图1.8.1(b )所示。
图1.8.1(b ) 习题1.1电路的实际方向(2) 根据图1.8.1(a )各元件上电压、电流的参考方向和元件功率的正负值加以判断。
元件1:1I 和U 1为关联方向,则P 1= U 1I 1= —2×10=—20W<0,故它是电源。
元件2:2I 和U 2为关联方向,则P 2= U 2I 2=2×70=140W>0,故它是负载。
元件3:3I 和U 3为关联方向,则P 3= U 3I 3=—70×4= —280W<0,故它是电源。
元件4:4I 和U 4为关联方向,则P 4= U 4I 1=(—2)×(—80)=160W>0,故它是负载。
(3) 电源发出功率 P E =P 1+P 3=1U 1I +3U 3I = —20—280= —300W负载取用功率 P R = P 2+P 4=2U 2I +4U 1I =70⨯2+(-80)⨯(-2)=300W ,则P E =P R ,所以电路中的功率平衡。
1U + ––U 1U + –+1.2 有一只36 V /1W 的指示灯,需要接到127V 的电源上。
电工学第二章习题一、填空题1. 两个均为40F μ的电容串联后总电容为 80 F μ,它们并联后的总电容为 20F μ。
2. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率ω ;表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。
三者称为正弦量的 三要素 。
3. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ;电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtdiLu =L ;电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtduCi =C 。
由上述三个关系式可得, 电阻 元件为即时元件; 电感 和 电容 元件为动态元件。
4. 在RLC 串联电路中,已知电流为5A ,电阻为30Ω,感抗为40Ω,容抗为80Ω,那么电路的阻抗为 50Ω ,该电路为 容 性电路。
电路中吸收的有功功率为 750W ,吸收的无功功率又为 1000var 。
二、选择题1. 某正弦电压有效值为380V ,频率为50Hz ,计时始数值等于380V ,其瞬时值表达式为( B )A 、t u 314sin 380=V ;B 、)45314sin(537︒+=t u V ;C 、)90314sin(380︒+=t u V 。
2. 一个电热器,接在10V 的直流电源上,产生的功率为P 。
把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为(D ) A 、; B 、5V ; C 、14V ; D 、10V 。
3. 提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是( D )A 、减少了用电设备中无用的无功功率;B 、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;C 、可以节省电能;D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。
4. 已知)90314sin(101︒+=t i A ,︒+=30628sin(102t i )A ,则( C )A 、i1超前i260°;B 、i1滞后i260°;C 、相位差无法判断。
第1章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:(每空0.5分,共20分)1、电源和负载的本质区别是:电源是把其它形式的能量转换成电能的设备,负载是把电能转换成其它形式能量的设备。
2、对电阻负载而言,当电压一定时,负载电阻越小,则负载越大,通过负载的电流和负载上消耗的功率就越大;反之,负载电阻越大,说明负载越小。
3、实际电路中的元器件,其电特性往往多元而复杂,而理想电路元件的电特性则是单一和确切的。
4、电力系统中构成的强电电路,其特点是大电流、大功率;电子技术中构成的弱电电路的特点则是小电流、小功率。
5、常见的无源电路元件有电阻元件、电感元件和电容元件;常见的有源电路元件是电压源元件和电流源元件。
6、元件上电压和电流关系成正比变化的电路称为线性电路。
此类电路中各支路上的电压和电流均具有叠加性,但电路中的功率不具有叠加性。
7、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件吸收电能;电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向,这种方向下计算的功率为正值时,说明元件供出电能。
8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等,这种情况称为电源与负载相匹配,此时负载上获得的最大功率为U S2/4R S。
9、电压是产生电流的根本原因。
电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。
电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位,电位具有相对性。
10、线性电阻元件上的电压、电流关系,任意瞬间都受欧姆定律的约束;电路中各支路电流任意时刻均遵循KCL定律;回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。
这三大定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。
二、判断正误:(每小题1分,共10分)1、电路分析中描述的电路都是实际中的应用电路。
(错)2、电源内部的电流方向总是由电源负极流向电源正极。
(错)3、大负载是指在一定电压下,向电源吸取电流大的设备。
(对)4、电压表和功率表都是串接在待测电路中。
电工技术第2章(李中发版)课后习题及详细解答第2章电路的基本分析方法2.1 试求如图2.3所示各电路a、b两端的等效电阻。
图2.3 习题2.1的图分析本题考查电阻串联、电阻并联电路总电阻的计算,电阻串联电路的总电阻为,电阻并联电路的总电阻为。
解对图2.3(a)所示电路,6Ω电阻和上面12Ω电阻并联后再与下面12Ω电阻串联,其总电阻为Ω,该16Ω电阻与4Ω电阻并联后再与5Ω电阻串联,因此a、b两点之间的总电阻为:(Ω)对图2.3(b)所示电路,左右两边4个10Ω电阻并联后再与中间的10Ω电阻串联,因此a、b两点之间的总电阻为:(Ω)对图2.3(c)所示电路,6Ω电阻和12Ω电阻并联后再与下面4Ω电阻串联,其总电阻为Ω,该8Ω电阻再与左边8Ω电阻以及右边4Ω电阻并联,因此a、b两点之间的总电阻为:(Ω)2.2 试求如图2.4所示电路中的电压U。
分析电阻串、并联电路电流和电压的计算,一般可先利用电阻串、并联公式求出电路的总电阻,然后根据欧姆定律求出总电流,最后利用欧姆定律或分压公式和分流公式计算各个电阻的电压或电流。
解标出总电流和待求支路电流的参考方向,如图2.5所示。
电路的总电阻为:(Ω)图2.4 习题2.2的图图2.5 习题2.2解答用图总电流为:(A)待求支路的电流为:(A)待求电压为:(V)2.3 试求如图2.6所示电路中的电流I和电压U ab。
分析本题考查电阻串联、电阻并联电路电流和电压的计算。
由于对外电路而言,恒流源与电阻串联可等效于该恒流源,故本题可先用分流公式计算出两并联电阻支路的电流,然后再计算a、b 之间的电压。
解设8Ω电阻与2Ω电阻串联支路的电流为,如图2.7所示。
由分流公式得:(A)(A)a、b之间的电压为:(V)图2.6 习题2.3的图图2.7 习题2.3解答用图2.4 试求如图2.8所示电路中的电流I。
分析3Ω电阻和下面6Ω电阻并联后再与上面6Ω电阻串联,然后与2Ω电阻并联接到8V恒压源上,故待求电流与2Ω电阻是否并联无关。
第二章 电路的分析方法2.1.1 在图2.01的电路中,V 6=E ,Ω=61R ,Ω=32R ,Ω=43R ,Ω=34R ,Ω=15R 。
试求3I 和4I 。
4I ↓图2.01解:图2.01电路可依次等效为图(a )和图(b )。
R 3R 1R(b)Ω=+×=+×=23636414114R R R R R Ω=+++×=+++×=2243)24(3)(14321432R R R R R R R A 22165=+=+=R R E IA 322363)(214323=×+=++=I R R R R IA 943263631414−=×+−=+−=I R R R I2.3.3 计算图2.12中的电流3I 。
Ω=1R A2S =图2.12解:根据电压源与电流源的等效变换,图2.12所示电路可依次等效为图(a )和图(b ),由图(b )可求得A 2.15.023=+=I由图(a )可求得:A 6.02.121213=×==I IΩ=1R V22=Ω=14R(b)Ω=12R2.6.1 在图2.19中,(1)当将开关S 合在a 点时,求电流1I ,2I 和3I ;(2)当将开关S 合在b 点时,利用(1)的结果,用叠加定理计算电流321,I I I 和 。
I图2.19I (a)I (b)解:(1)当将开关S 合在a 点时,图2.19所示电路即为图(a ),用支路电流法可得:=+=+=+12042130423231321I I I I I I I 解得:===A 25A 10A 15321I I I(2)开关S 合在b 点时,利用叠加原理图2.19所示电路可等效为图(a )和图(b ),其中图(a )电路中130V 和120V 两个电压源共同作用时所产生的电流已在(1)中求得,即:A 151=,I A 102=,I A 253=,I由图3(b )可求得:A 642422202=+×+=,,I A 464241−=×+−=,,IA26422=×+=则:A 11415111=−=+=,,,I I IA 16610,222=+=+=,,I I IA 27225333=+=+=,,,I I I2.6.2 电路如图2.20(a )所示,V 10ab ,,V 124321=====U R R R R E 。
第1章电路的基本知识一、填空题1.电荷间存在相互作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
2.真空中有两个点电荷,电荷量均为2×10-6C,相距0.2 m,则它们之间的作用力为0.9N ,且为斥力。
3.电荷周围存在的特殊物质叫电场。
4.电荷的定向移动形成的电子流叫做电流。
我们规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向。
在金属导体中电流方向与电子的运动方向相反。
5.通过一个导体的电流是5A,经过2min时间,通过这个电阻横截面的电荷量是600C。
导体中的电流为1A,在0.4min时间内,通过导体横截面的电荷量为24C。
6.衡量电场力做功大小的物理量叫电压,其定义式为U AB=W AB/q。
7.电位是相对值,它的大小与参考点选择有关;电压是不变值,它的大小与参考点选择无关。
8.电压的正方向为高电位指向低电位,电动势的正方向为电源负极指向正极。
9.衡量电源力做功大小的物理量叫电动势,其定义式为E=W/q。
10.有二根同种材料的电阻丝,长度之比为1:2,横截面积之比为2:3,则它们的电阻之比是3:4 。
11.一段导线的电阻值为R,若将其对折合并成一条新导线,其阻值为R/4 。
12.部分电路欧姆定律告诉我们,在某段纯电阻电路中,电路中的电流I与电阻两端的电压U成正比,与电阻R成反比,其表达式为I=U/R 。
13.全电路欧姆定律告诉我们,闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与电路的总电阻成反比,其表达式为 I=E/(R+r)。
14.电源电动势E=4.5 V,内阻r=0.5Ω,负载电阻R=4Ω,则电路中的电流I=1A ,路端电压U=4V 。
15.电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
电源电动势所供给的功率,等于电源内阻和负载电阻所消耗的功率之和。
16.额定值为“220V 40W”的白炽灯,灯丝的热态电阻为1210Ω。
如果把它接到110 V的电源上,它实际消耗的功率为10W。
17.有一只标有“1kΩ10W”的电阻,允许通过的最大电流是0.1A,允许加在它两端的最大电压是100V 。
第2章习题解答2-1 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-1中8Ω电阻两端的电压U cd 。
解:根据题目的要求,应将题图2-111 将题图3Ω电阻可以直接合并为4Ω电阻;将解题图11(a)所示电路中10A 2Ω电阻,作为10A 电流源的内阻;注意:(1)在多个电源共同作用的电路中,欲进行电源合并化简时,并联的电压源不能直接合并,而串联的电流源也不能直接合并;(2)待求电压U cd 是8Ω电阻上的电压降,因此,在等效变换过程中一定要保留该电阻不被变换掉,否则,将无法计算U cd ;(3)在两种电源的等效变换过程中,理想电流源电流的方向(即箭头)应和理想电压源电压的极性(即+极性)对应;(4)回路中多段电压求和时,一定要遵照基尔霍夫第二定律进行运算,否则容易出错。
2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3Ω电阻中的电流I 。
题题2-1 -+cd U-+cd U 解题图11(a)-+cdU 解题图11(b) -+cd题题2-2解题图12(a)解题图12(i)解题图12(j)解:根据题目的要求,应用两种电源的等效变换法,将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序,最后化简为解题图12(j)所示的电路,电流I 为A 2.0822I =+=注意:(1) 一般情况下,与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可视为开路。
故题图2-2所示电路最左边支路中的2Ω电阻可视为0;(2)在变换过程中,一定要保留待求电流I 的支路不被变换掉;(3)根据电路的结构,应按照a-b 、c-d 、e-f 的顺序化简,比较合理。
2-3 计算题图2-3中1Ω电阻上的电压U ab 。
V题题2-3Ω解题图13(b)ΩΩ解题图13(e)13的顺序化简,将题图2-3所示U ab 为2-4 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-4中2Ω电阻中的电流I 。
36题题2-4解题图14(a)解: A 122228I =++-=2-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。
2.1.1 选择题(1)在图2-73所示电路中,发出功率的元件是A。
(A)仅是5V的电源(B)仅是2V的电源(C)仅是电流源(D)电压源和电流源都发出功率(E)条件不足图2-73题2.1.1(1)图图2-74题2.1.1(2)图(2)在图2-74所示电路中,当增大时,恒流源两端的电压U。
(A)不变(B)升高(C)降低(3)在图2-75所示电路中,当开关S闭合后,P点的电位。
(A)不变(B)升高(C)为零(4)在图2-76所示电路中,对负载电阻R 而言,点画线框中的电路可用一个等效电源代替,该等效电源是。
(A)理想电压源(B)理想电流源(C)不能确定图2-75题2.1.1(3)图图2-76题2.1.1(4)图(5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V,当外接3Ω的电阻时,其端电压为6V,则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。
(a)6V,R0=3Ω (b)8V,R0=3Ω (c)10V,R0=2Ω(6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V,短路电流为3A。
当外接电阻为4Ω时,流过该电阻的电流I为( A )。
(a)1A (b)2A (c)3A(7) 在图2-77所示电路中,已知1=4V,2=4V,当2单独作用时,电阻R中的电流为1,那么当1单独作用时,电压是(A)(A)1V (B)3V (C)-3V图2-77题2.1.1(7)图(8)一个具有几个结点,b条支路的电路,其独立的方程为(B)a)(1)个 b)(1)个(9)一个具有几个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电流,最少要测量(B)a)(1)次 b)(1)次(10)一个具有n个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电压,最少要测量(A)a)(1)次 b)(1)次(11)电阻并联时,电阻值越大的电阻:(A)a)消耗功率越小; b)消耗功率越大。
(12)两个电阻并联时,电阻值,越小的电阻(B)a)该支路分得的电流愈小; b)该支路分得的电流愈大。
第二章 电阻电路的分析本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法,并运用这些方法分析计算各种电阻电路中的电流、电压和功率。
本章基本要求1. 正确理解等效电路的概念,并利用等效变换化简电路。
2. 掌握电阻串、并联等效变换、电源的等效变换。
3. 电阻电路的分压公式和分流公式的应用。
4. 运用支路电流法和结点电压法分析计算电路。
5.运用叠加定理分析计算电路。
6.熟练应用戴维宁定理分析计算电路。
7.应用戴维宁定理求解电路中负载电阻获得的最大功率。
8.学会含有受控源电路的分析计算。
9.了解非线性电阻电路的分析方法。
本章习题解析2-1 求习题2-1所示电路的等效电阻,并求电流I 5。
ΩΩ解:电路可等效为题解2-1图由题解2-1图,应用串并联等效变换得5.1)6//)12(2//2//(3ab =++=R Ω由分流公式3136********=⋅+++⋅+=ab R I A 2-2 题2-2图所示的为变阻器调节分压电路。
50=L R Ω,电源电压220=U V ,中间环节是变阻器。
变阻器的规格是100Ω 3A 。
今把它平分为4段,在图题解2-1图题2-1图上用a 、b 、c 、d 、e 等点标出。
试求滑动触点分别在a 、b 、c 、d 四点是,负载和变阻器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来说明使用时的安全问题。
L解:1)a 点: 0L =U 0L =I 2.2100220ea ea ===R U I A 2) c 点:75eq =R Ω 93.275220eq ec ===R U I A 47.121ec L ==I I A 5.73L =U V3) d 点:55eq =R Ω 455220eq ed ===R U I A 4.2L =I A 6.1da =I A 120L =U V4) e 点: 2.2100220ea ea ===R U I A 4.450220L ==I A 220L =U V 2-3 试求习题2-3ab 之间的输入电阻。
第1章 习题与解答1.1 在图1.8.1中,四个元件代表电源或负载。
电流和电压的参考方向如图1.8.1(a )所示,通过实验测量得知I 1 =—2A I 2=2A I 3=4A U 1=10 V U 2= 70 V U 3=―70 V U 4=―80 V (1) 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图); (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?图1.8.1(a )习题1.1电路的参考方向解:(1)根据图 1.8.1(a )中各元件上的已知条件,如果已知数值为正,说明它的实际方向与参考方向一致,则图中的方向不变;否则两者方向则相反,则实际方向与原图中的参考方向应相反。
故得到它们的实际方向,如图1.8.1(b )所示。
图1.8.1(b ) 习题1.1电路的实际方向(2) 根据图1.8.1(a )各元件上电压、电流的参考方向和元件功率的正负值加以判断。
元件1:1I 和U 1为关联方向,则P 1= U 1I 1= —2×10=—20W<0,故它是电源。
元件2:2I 和U 2为关联方向,则P 2= U 2I 2=2×70=140W>0,故它是负载。
元件3: 3I 和U 3为关联方向,则P 3= U 3I 3= —70×4= —280W<0,故它是电源。
元件4:4I 和U 4为关联方向,则P 4= U 4I 1=(—2)×(—80)=160W>0,故它是负载。
(3) 电源发出功率 P E =P 1+P 3=1U 1I +3U 3I = —20—280= —300W负载取用功率 P R = P 2+P 4=2U 2I +4U 1I =70⨯2+(-80)⨯(-2)=300W ,则P E =P R ,所以电路中的功率平衡。
1U + – –U 1U + –1.2 有一只36 V /1W 的指示灯,需要接到127V 的电源上。
第二章电路分析方法【引言】①电路分析是指在已知电路结构和元件参数的条件下,确定各部分电压与电流之间的关系。
②电路按结构形式分简单电路——单回路电路。
用欧姆定律即可解决。
复杂电路——不能用串并联的方法将多个回路化简为单回路的电路③ 分析和计算电路原则上可以应用欧姆定律和基尔霍夫定律解决,但往往由于电路复杂,计算手续十分繁琐,还需用到一些其他方法,以简化计算。
本章介绍三种最常用的电路分析方法:支路电流法、叠加定理和戴维宁定理。
学习目的和要求1.掌握用支路电流法分析电路的方法。
2.掌握用叠加定理分析电路的方法3.掌握用戴维南定理分析电路的方法。
2-1支路电流法【讲授】计算复杂电路的各种方法中,最基本的方法是支路电流法。
一、内容:以支路电流为待求量,利用基尔霍夫两条定律,列出电路的方程式,从而解出支路电流。
【说明】因基尔霍夫定律适用于任何电路,故支路电流法是分析复杂电路的一种最基本方法,可以在不改变电路结构的情况下求解任何电路。
〔例 2-1-1 〕试用支路电流法求例1-2-3 的两台直流发电机并联电路中的负载电流I 及每台发电机的输出电流I1和 I2。
〔解〕( 1)假定各支路电流的参考方向如图2-1-1所示。
根据基尔霍夫电流定律列出结点电流方程。
对于结点 A 有12- I=0( 1)I +I对于结点 B 有-I 12- I +I=0【说明】①这两个方程中只有一个是独立的。
另一个可由图 2-1-1②一个独立的电流方程中至少应包含一个在其它方程中没有出现过的新支路电流。
一般情况下,如果电路有 n 个结点,则按基尔霍夫电流定律列出的独立方程数为n-1。
至于选那几个结点列方程,则是任意的。
③本例中选结点 A 的电流方程作为独立方程,把它记作式( 1 )。
(2)根据基尔霍夫电压定律,列出回路的电压方程。
对于回路Ⅰ有I1R1- I2R2+U S2- U S1=0( 2)对于回路Ⅱ有I 2 2S2( 3)R +IR- U =0本例中共有三条支路,也就是有三个待求电流I1、I 2和I,因而有三个方程即可求解。
第二章电路分析方法2-1-1 图2-1中两个电路N1、N2,一个是1V的电压源,一个是1A的电流源,当接入1Ω电阻时,显然,两个电路输出的电压都是1V,电流都是1A,功率当然也是1W。
那么,能不能说这两个电路是等效的呢?[答] 只能说这两个电路对1Ω的负载等效,但它们的外特性并不相同,故不能说这两个电路是等效的。
2-1-2一只220V、40W的白炽灯与一只220V、100W的白炽灯并联接于220V的电源上,哪个亮?若串联接于220V的电源上,哪个亮?为什么?[答]一只220V、40W的白炽灯与一只220V、100W的白炽灯并联接于220V的电源上,两个灯所接的电压都符合额定电压,故都能正常工作,这时100W的灯较亮;若串联接于220V的电源上,两个灯分到的电压之和等于220V,每个都低于额定电压,故不能正常工作,这时40W的灯相对较亮,因为串联的电流相等,而40W白炽灯的电阻较大,故取用的功率也相对较大。
2-1-3通常电灯开得越多,总负载电阻越大还是越小?总负载越大还是越小?为什么?[答]通常电灯开得越多,总负载电阻越小,总负载越大。
因为通常电灯都是并联的,并联的电阻越多,其等效电阻(即总负载电阻)越小,总电流越大,消耗的总功率也越大,即总负载越大。
2-1-4 求图2-2 (a)、(b)两个电路中A、B间的等效电阻R AB。
思考题解答图2-1[答] 将图2-2重新画成如图2-3所示,即可得(a) R AB =4444+⨯Ω+8888⨯⨯Ω=2Ω+4Ω=6Ω (b) R AB =36Ω+6=8Ω2-1-5 图2-4所示各电路中的电压U或电流I是多少?[答] (a)多个相同理想电压源并联,其等效电压源的电压等于每一个理想电压源的电压。
故U=10V 。
(b) 理想电压源与非理想电压源支路并联,其等效电路就是原来的理想电压源。
故U=10V 。
(c) 多个相同理想电流源串联,其等效理想电流源的电流等于每一个理想电流源的电流。
2.1.1 选择题(1)在图2-73所示电路中,发出功率的元件是__A___。
(A)仅是5V的电源(B)仅是2V的电源(C)仅是电流源(D)电压源和电流源都发出功率(E)条件不足图2-73题2.1.1(1)图图2-74题2.1.1(2)图(2)在图2-74所示电路中,当增大时,恒流源两端的电压U__B___。
(A)不变(B)升高(C)降低(3)在图2-75所示电路中,当开关S闭合后,P点的电位__B___。
(A)不变(B)升高(C)为零(4)在图2-76所示电路中,对负载电阻R而言,点画线框中的电路可用一个等效电源代替,该等效电源是__C___。
(A)理想电压源(B)理想电流源(C)不能确定图2-75题2.1.1(3)图图2-76题2.1.1(4)图(5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V,当外接3Ω的电阻时,其端电压为6V,则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。
(a)U S=6V,R0=3Ω (b)U S=8V,R0=3Ω (c)U S=10V,R0=2Ω(6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V,短路电流为3A。
当外接电阻为4Ω时,流过该电阻的电流I为( A )。
(a)1A(b)2A(c)3A(7) 在图2-77所示电路中,已知U S1=4V,U S2=4V,当U S2单独作用时,电阻R中的电流为1MA,那么当U S1单独作用时,电压U AB是(A)(A)1V (B)3V (C)-3V图2-77题2.1.1(7)图(8)一个具有几个结点,b条支路的电路,其独立的KVL方程为(B)a)(n-1)个 b)(b-n+1)个(9)一个具有几个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电流,最少要测量(B)a)(n-1)次 b)(b-n+1)次(10)一个具有n个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电压,最少要测量(A)a)(n-1)次 b)(b-n+1)次(11)电阻并联时,电阻值越大的电阻:(A)a)消耗功率越小; b)消耗功率越大。
2.1.1 选择题(1)在图2-73所示电路中,发出功率的元件是__A___。
(A)仅是5V的电源(B)仅是2V的电源(C)仅是电流源(D)电压源和电流源都发出功率(E)条件不足图2-73题2.1.1(1)图图2-74题2.1.1(2)图(2)在图2-74所示电路中,当增大时,恒流源两端的电压U__B___。
(A)不变(B)升高(C)降低(3)在图2-75所示电路中,当开关S闭合后,P点的电位__B___。
(A)不变(B)升高(C)为零(4)在图2-76所示电路中,对负载电阻R而言,点画线框中的电路可用一个等效电源代替,该等效电源是__C___。
(A)理想电压源(B)理想电流源(C)不能确定图2-75题2.1.1(3)图图2-76题2.1.1(4)图(5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V,当外接3Ω的电阻时,其端电压为6V,则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。
(a)U S=6V,R0=3Ω (b)U S=8V,R0=3Ω (c)U S=10V,R0=2Ω(6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V,短路电流为3A。
当外接电阻为4Ω时,流过该电阻的电流I为( A )。
(a)1A(b)2A(c)3A(7) 在图2-77所示电路中,已知U S1=4V,U S2=4V,当U S2单独作用时,电阻R中的电流为1MA,那么当U S1单独作用时,电压U AB是(A)(A)1V (B)3V (C)-3V图2-77题2.1.1(7)图(8)一个具有几个结点,b条支路的电路,其独立的KVL方程为(B)a)(n-1)个 b)(b-n+1)个(9)一个具有几个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电流,最少要测量(B)a)(n-1)次 b)(b-n+1)次(10)一个具有n个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电压,最少要测量(A)a)(n-1)次 b)(b-n+1)次(11)电阻并联时,电阻值越大的电阻:(A)a)消耗功率越小; b)消耗功率越大。
(12)两个电阻并联时,电阻值,越小的电阻(B)a)该支路分得的电流愈小; b)该支路分得的电流愈大。
(13)电路如图2-78所示,ab端的等效电阻R ab=(B)a)2.4 b)2(14)电路如图2-79所示,已知U AB=6V,已知R1与R2消耗功率之比为1:2,则电阻R1,R2分别为(A)a)2 ,4 b)4 ,8图2-78题2.1.1(13)图图2-79题2.1.1(14)图2.1.2 填空题(1)在图2-80所示电路中,甲同学选定电流的参考方向为I,乙同学选定为I′。
若甲计算出I=-3A,则乙得到的计算结果应为I′=__3__A。
电流的实际方向与_ 乙___的方向相同。
(2)由电压源供电的电路通常所说的电路负载大,就是指_浮在电阻小,吸收的电流大,消耗的功率大____。
(3)恒压源的输出电流与_负载电阻__有关;恒流源的端电压与_负载电阻___有关。
(4)在图2-81所示电路中,已知I1=1A,则=_-0.5___A。
图2-80题2.1.2(1)图图2-81题2.1.2(4)图2.1.3 判断题(1)某电阻两端所加电压为100V,电阻值为10,当两端所加电压增为200V时,其电阻值将增为20。
(ⅹ)(2)两电阻并联时,电阻小的支路电流大。
(√)(3)选用一个电阻,只要考虑阻值大小即可。
(ⅹ)2.1.4 图2-82所示电路中,已知U S1=30V,U S2=18V,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=10Ω,R4=12Ω,R5=8Ω,R6=6Ω,R7=4Ω。
试求电压U AB。
图2-82题2.1.4图解:应用KVL对ABCDA回路列出U AB–R5 I5–R4I4+R3I3=0U AB= R4I4+ R5I5–R3I3根据KCL,I4=0,则U AB= R5I5–R3I3V2.1.5 图2-83所示电路中分别设a、b点的电位为零。
试求电路各点的电位。
图2-83题2.1.5图解:图2-83(a)所示的电路中,已标出参考点(“接地”符号),即,其余各点与参考点比较,比其高的为正,比其低的为负。
则有:VVV 可见,a点电位比b点高60V,c点和d点的电位比b点分别高于140V和90V。
VVV 分析计算说明b点的电位比a点低60V,而c点和d点的电位比a点分别高80V和30V。
2.1.6 图2-84所示的电路中,试求:(a)开关S断开时a点的电位;(b)开关S 闭合后a点的电位。
图2-84 题2.1.6图解:为了计算方便,可将原电路(图解(a)绘出,如解图(b)、(c)所示)。
图 2-84解图(1)当S断开时,电路中的电流I为mA所以,a点的电位V或V(2)当S闭合后,电路如图(c)所示,b、o支路只包含一个6V理想电源,即Vb= +6V。
根据KVL可列出mA所以,可得V或V计算结果表明:当参考点选定后,电路得各点电位都有明确得意义,而与计算的路径无关。
2.1.7试求如图2-85所示电路中的电流和电压。
图2-85 题2.1.7图解题思路与技巧:在求解含受控源的电路问题时,将受控源当作独立电源一样看待即可。
解:(1)在图(a)所示电路中所以(2)在图(b)所示电路中提示:受控源亦是电源,应用KCL,KVL列电路方程时,如果遇到回路内含有受控电压源,以及结点或封闭曲面连接又受控电流源时,先将受控源当作独立电源一样对待,列出电路基本方程,根据受控源受控制的特点,列出控制量与待求量之间关系式——亦称为辅助方程,解基本方程和辅助方程,即可求出待求量。
2.2.1 选择题(1)在图2-86(a)中,已知。
用图2-86(b)所示的等效理想电流源代替图2-86(a)所示电路,则等效电流源的参数为 B 。
(A)6A (B)2A (C)3A (D)8A(2)在图2-87所示电路中,已知:。
当单独作用时,上消耗电功率为18W。
则当和两个电源共同作用时,电阻消耗电功率为 A 。
(A)72W (B)36 W (C)0 W (D)30 W图2-86 题2.2.1(1)图图2-87 题2.2.1(2)图(3)下列说法正确的有 A C 。
(A)列KVL方程时,每次一定要包含一条新支路电压,只有这样才能保证所列写的方程独立;(B)在线性电路中,某电阻消耗的电功率等于个电阻单独作用时所产生的功率之和;(C)借助叠加原理能求解线性电路的电压和电流;(D)若在电流源上再串联一个电阻,则会影响原有外部电路中的电压和电流。
(4)电路如图2-88所示,用支路电流法求得电流I1=(B)a) 6A b) -6A(5)电路如图2-89所示,用支路电流法求得电压U=(B)a) 144V b) 72V(6)电路如图2-90所示,电流源两端的电压U=(B)a) 1V b) 3V图2-88 题2.2.1(4)图图2-89 题2.2.1(5)图图2-90 题2.2.1(6)图(7)回路电流法适用于:(B)a) 平面电路b) 平面或非平面电路(8)用回路电流法求解电路,若电路中存在无伴电流源时,该无伴电流源两端的电压设为:(A)a) b) 零。
(9)电路如图2-91所示,用回路电流法求得电压U=(A)a) 80V b) -80V图2-91 题2.2.1(9)图图2-92 题2.2.1(10)图(10)电路如图2-92所示,用回路电流法求得电流I=(B)a) 1A b) -1A(11)叠加定理适用于(a)a)线性电路b)线性电路和非线性电路(12)应用叠加定理求解电路,当其中一个或一组独立源作用,其它电压源,电流源分别看作(b)a)开路、短路; b)短路、开路。
(13)当含源一端口网络输入电阻R in=0 时,该一端口网络的等效电路为:(a)a)电压源; b)电流源。
(14)当含源一端口网络的输入电阻时,该一端口网络的等效电路为:(b)a)电压源;b)电源源。
(15)含源一端口网络的戴维南等效电路中的等效电阻R eq:(b)a)只可能是正电阻;b)可能是正电阻也可能是负电阻。
2.2.2 填空题(1)将图2-93等效为电压和电阻的串联时则电源的电压= 2V,电阻= 4 。
(2)两额定电压相同的100W和15W白炽灯泡工作时,100W灯泡的电阻比15W的要小。
同一个白炽灯泡在冷态(即不工作时)的电阻比工作时的电阻要小。
(3)在图2-94电路中,= 10 V,= -10 V,= 10 V,= 10 V。
图2-93 题2.2.2(1)图图2-94 题2.2.2(3)图(4)在图2-95所示电路中,A,B两端的等效电压源的电动势=3V,等效内阻= 2.5 。
图2-95 题2.2.2(4)图2.2.3 列写图2-96所示电路的支路电流方程( 电路中含有理想电流源)图2-96 题2.2.3图解1:(1)对结点 a 列 KCL 方程:(2)选两个网孔为独立回路,设电流源两端电压为U ,列KVL方程:(3)由于多出一个未知量 U ,需增补一个方程:求解以上方程可得各支路电流。
解2:由于支路电流I2已知,故只需列写两个方程:(1)对结点 a 列KCL方程:(2)避开电流源支路取回路,如图b选大回路列 KVL方程:解法 2 示意图注:本例说明对含有理想电流源的电路,列写支路电流方程有两种方法,一是设电流源两端电压,把电流源看作电压源来列写方程,然后增补一个方程,即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可。
另一方法是避开电流源所在支路例方程,把电流源所在支路的电流作为已知。
2.2.4在图2-97所示电路中,已知,,,,。
试求:1、各支路电流;2、电路中各元件的功率。
图2-97 题2.2.4图解:(1)求各支路电流。
将已知数据代入方程式(1),(2),(3),(4),(5)则有(1)(2)(3)(4)(5)联立求解,得,,,计算结果的实际方向与图中假设的参考方向相反,即发电机1为充电状态。
(2)元件的功率。
把,视为恒压源,发出的功率分别为为负值,表示其并不发出功率,而是消耗功率,作电动机运行,是发电机2的负载。
各电阻消耗的功率电源发出的功率应与电阻电阻消耗的功率平衡值得注意的是,题图2-25中所示和可用电阻串并联等效为,。
则图中所示电路可化简为题2.2.4解图。
这时电路中仅有三个未知量,可节省许多计算工作量。
题2.2.4解图2.2.5试用支路电流法计算图2-98电路中电流以及电源两个电压。
图2-98 题2.2.5图解:电路中含有电流源,该支路电流。
确定后虽少了一个未知量,但因电流两端电压为待求量,仍需列写三个独立方程联立求解。
由KCL和KVL可列写出方程:结点1:回路Ⅰ:回路Ⅱ:代入数据联立求解,得2.2.6 试用结点电压法计算图2-99 所示电路中各支路电流。
图2-99 题2.2.6图解:此电路中三个结点,选结点3为参考点,对结点1和结点2 列写两个电压方程为结点1:(1)结点2:(2)将电路参数代入方程式(1)、(2),可得(1)(2)解得各支路电流参考方向如图2-27所示,电流的数值为2.2.7 求图2-100所示电路的电压U图2-100 题2.2.7图解:应用叠加定理求解。