“电工与电子技术”课程(第二版) - 作业题题解汇编(第1章—第

2020-04-14 02:48

“电工与电子技术”课程作业题题解汇编

(第一章~第六章)

——同科学院“机械电子工程、汽车服务工程专业”适用

第一章:

1.1 在图中,方框代表电源或负载。已知U = 100 V,I = -2 A。试问,哪些方框代表电源,

哪些代表负载?

+U-I-U+I+U-I-U+I

解: 图(a)——电源; 图(b)——电源; 图(c)——负载; 图(d)——负载。

1.2 已知蓄电池充电电路如图所示。电动势E = 20 V,设R = 2 Ω,当端电压U = 12 V时,

求电路中的充电电流I及各元件的功率,并验证功率平衡的关系。

(a)(b)(c)(d)R+E-+U-习题1—2解: 1) I =(E-U)/R =(20-12)V/2 Ω = 4 A

2) 电动势的发出功率 = E×I = 20×4 W = 80 W

I+-I1-+U11-3U3+4I42I2+U2-习题1—3

电阻的消耗功率 = I×I×R = 4×4×2 W = 32 W 充电电源的消耗功率 = U×I = 12×4 W = 48 W 3) E×I = I×I×R+U×I 80 W = 32 W+48 W = 80 W

1.3 在上图所示电路中,已知U1 = 14 V,I1 = 2 A,U2 = 10 V,I2 = 1 A,U3 = -4 V,I4 =

-1 A。求各元件的功率,并说明是吸收还是发出,并验证功率平衡的关系。

1

解: P1 = U1×I1 = 14×2 = 28 W(发出功率)

P2 = U2×I2 = 10×1 = 10 W(吸收功率) P3 = U3×I = -4×2 = -8 W(吸收功率)

P4 = U4×I4 = U2×I4 = 10×(-1)= -10 W(吸收功率) 即:P1+(-P2)+P3+P4 = 28 W-10 W-8 W-10 W = 0

1.5 一直流电源,其额定功率为PN = 200 W,额定电压UN = 50 V,内阻为RO = 0.5 Ω,负

载电阻RL可调。试求:

1) 额定工作状态下的电流及负载电阻; 2) 开路电压UO; 3) 短路电流IS。

解: 1) RL = UN×UN/PN = 50×50/200 = 2500/200 = 12.5 Ω

2) IN = UN/RL = 50/12.5 = 4 A

3) E = UO = IN×(RO+RL)= 4×(0.5+12.5)= 4×13 = 52 V 4) IS = E/RO = 52/0.5 = 104 A

1.6 图中所示,已知U1 = 10 V,E1 = 4 V,E2 = 2 V,R1 = 4 Ω,R2 = 2 Ω,R3 = 5 Ω,R4 = 2

Ω。试计算开路电压U2 = ?

+R2U1R3+R1E1-+-R4-习题1—6U2E2-++12V-100Ω 100Ω 50Ω IX++RX-习题1—8

8VUX-解: U2 = UR1+E1-E2 = [(U1-E1)/(R2+R1)] ×R1+E1-E2 = [(10-4)/(2+4)] ×4+4-2 = 6×4/6+2 = 6 V

1.8 上图所示的电路中,流过8 V电压源的电流是0,试计算RX,IX,UX。 解: 分析可知,此时:50 Ω×IX+UX = 8 V

∴ IX =(12 V-8 V)/100 Ω = 4 V/100 Ω = 0.04 A

2

∴ UX = 8 V-IX×50 Ω = 8 V-0.04×50 V = 8 V-2 V = 6 V ∴ RX = UX/IX = 6 V/0.04 A = 150 Ω

1.10 用电压源和电流源的等效变换法求所示电路图中的I。

3Ω +12V-3Ω 3A3Ω I+6V-I1+8V-2Ω I3+12V-4Ω 4Ω I2习题1—10习题1—11

解: 原图变换过程为:

I3A4A3Ω I+3Ω ++--3Ω 1.5VI+-

3Ω 3Ω 6V-1A1.5Ω 6V1.5Ω 6V I =(1.5 V-6 V)/(3 Ω+1.5 Ω)= -4.5 V/4.5 Ω = -1 A

1.11 用支路电流法求解上图所示电路中的各支路电流。 解: I1+I2+I3 = 0 I1 = 0.5 A

2×I1-4×I2 = 8-12 →→→→ I2 = 1.25 A 4×I2-4×I3 = 12 I3 =-1.75 A

1.12 电路如下图所示,用节点电压法求解电路中的节点电压Uab。 解: (12 V/3 Ω+4 V/2 Ω-4 A)/(1/3 Ω+1/3 Ω+1/2 Ω)= 1 V

1.13 用叠加原理计算所示电路图中的I3。

a 0.5Ω 1Ω 1Ω +12V-3Ω 3Ω +4V-2Ω b +4A1V-I31Ω 2A习题1—12

3

习题1—13

解: I3 = I3′+I3″= 0.25 A+0.5 A = 0.75 A

0.5Ω 1Ω 1Ω 0.5Ω 1Ω 1Ω 1Ω +1V- I3′ 1Ω I3″ -2V+I3′求解:I3′= 0.25A

1.15 用戴维南定理计算所示电路图中R1上的电流I。

I3″求解:I3″= 0.5A

R1=9Ω R2=4Ω 1Ω -3V+A2A6VR3=6Ω R4=2Ω +-2Ω +-2Ω 10V习题1—15习题1—19

解: UO = UO′+UO″= 10 V-8 V = 2 V RO = 4 Ω

I = UO/(RO+R1)= 2 V/(9+4)Ω = 2 V/13 Ω = 0.154 A

R1=9Ω R3=6Ω R2=4Ω R4=2Ω R1=9Ω R2=4Ω RO=4Ω 2AR3=6Ω IR4=2Ω +-10V当2A起作用时:UO″= -8V UO=2VR1=9Ω

当10V起作用时:UO′= 10V

1.16 分别求出下列图中所示电路的戴维南等效电路。

+10V-+-2Ω a2A8V3A-b6V+-+5V2Ω a8V+-2Aa6Ω 6Ω 2Ω b习题1—16.b4

b习题1—16.c

习题1—16.a

解: 图a——UO = 18 V,RO = 2 Ω;

图b——UO = 3 A×2 Ω+5 V = 11 V,RO = 2 Ω;

图c——UO = UO′+UO″= [8V/(2+6)Ω] ×6 Ω+2 A×[2×6/(2+6)] Ω

= 6 V+3 V=9 V

RO = [2×6/(2+6)] Ω = 1.5 Ω

1.19 求上图所示电路中A点的电位。

解: UA = 6 V+[3 V/(2+1)Ω] ×1 Ω = 6 V+1 V = 7 V

第二章:

2.1 在下图所示电路中,已知E = 100 V,R1 = 1 Ω,R2 = 99 Ω。开关闭合前电路已到达稳态。 求:1) 开关闭合瞬间各支路电流、电压的初始值;

2) 开关闭合后,到达稳定状态时各支路电流、电压的数值。

i1+E-R1+uR1-t=0R2SicCE-i2+i1R1+uR1-t=0SiL+i2L-uLR2习题2—1(b)习题2—1(a)解: 图(a):

(1) 求i2:f(∞)= E/(R1 + R2)= 100 V/(1 + 99)Ω = 1 A

f(0+)= 100V/99Ω = 1.01 A

(2) 求iC:iC = C×(duc/dt); f(∞)= 0 A; f(0+)= -1.01 A (3) 求i1:f(∞)= 1A; f(0+)= 0 A

(4) 求uR1:f(∞)= 1A×1Ω = 1 V; f(0+)= 0 V

图(b):

(1) 求i2:f(∞)= 0 A; f(0+)= 1 A

(2) 求iL:f(∞)= E/R1 = 100V/1 Ω = 100 A; f(0+)= 0 A (3) 求i1:f(∞)= 100 A; f(0+)= 1 A

5


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