《电工学》秦曾煌第六版上下册答案(6)

2018-11-17 22:02

电压源除去后[图16(b)],试问这时Uab 等于多少? [解]

图 16: 习题2.6.2图 将图16(a)分为图16(b)和图16(c)两个叠加的电路,则应有

Uab = Uab 0 + Uab 00

U =E =× 12V = 3V

ab R 4 1 + R2 + R3 + R4

Uab 0 = (10 ? 3)V = 7V

2.6.3

00

R3

1

应用叠加原理计算图17(a)所示电路中各支路的电流和各元件(电源和电阻) 两端的电压,并说明功率平衡关系。 [解]

(1) 求各支路电流 电压源单独

作用时[图17(b)]

2

= I4 = 0

E R + R

2

4

=

A = 2A

1 + 4

10

I 0

0 I3

E 10

= A = 2A = R3 5

0 0 016 I = (2 + 2)A = 4AE = I2 + I3

图 17: 习题2.6.3图

电流源单独作用时[图17(c)]

I 002

00 I 4 00 I E

R2 + R4 1 + 4

R2 1 × 10A = 2A IS = =

R2 + R4 1 + 4 = 00I2 = 8A

=

R4

IS = 4

× 10A = 8A

00I 3 = 0

两者叠加,得

I2 = I 0 00 2 ? I2 = (2 ? 8)A = ?6AI= I 0 + I 00 = (2 + 0)A = 2A

3

3

3

0 00 I4 = I 4 + I 4 = (2 + 2)A = 4A00 0? I = (4 ? 8)A = ?4A IE = I

E

E

可见,电流源是电源,电压源是负载。 (2) 求各元件两端的电压和功率

电流源电压 US = R1IS + R4I4 = (2 × 10 + 4 × 4)V = 36V 各电阻元件上电压可应用欧姆定律求得

电流源功率 PS = US IS = 36 × 10W = 360W (发出) 电压源功率

PE = EIE = 10 × 4W = 40W (取用)

2 2

电阻R1功率 PR1 = R1I (损耗) S = 2 × 10W = 200W 2 2 电阻R2功率 PR2 = R2I (损耗) 2 = 1 × 6W = 36W

17

3 2

电阻R3功率 PR3 = R3I = 5 × 2W = 20W (损耗) 3 2 2电阻R4功率 PR4 = R4I (损耗) 4 = 4 × 4W = 64W

两者平衡。

2.6.4

图18所示的是R ? 2RT 形网络,用于电子技术的数模转换中,试用叠加原理 证明输出端的电流I 为

UR 3 2 1 0

(2+ 2+ 2+ 2) I =

3R × 24

[解]

图 18: 习题2.6.4图

图 19: 习题2.6.4图

本题应用叠加原理、电阻串并联等效变换及分流公式进行计算求证。任何一 个电源UR 起作用,其他三个短路时,都可化为图19所示的电路。四个电源从右 到左依次分别单独作用时在输出端分别得出电流:

UR U U UR

, R, R, 3R × 23R × 4 3R × 8 3R × 16

所以

UR UR UR UR I = + + +

3R × 21 3R × 22 3R × 23 3R × 24

UR

= (23 + 22 + 21 + 20) 43R × 2

18

2.7 戴维南定理与诺顿定理

2.7.1

应用戴维宁定理计算图20(a)中1?电阻中的电流。 [解]

图 20: 习题2.7.1图

将 与10A理 想 电 流 源 串 联 的2?电 阻 除 去 ( 短 接 ) , 该 支 路 中 的 电 流 仍 为10A; 将 与10V 理 想 电 压 源 并 联 的5?电 阻 除 去 ( 断 开 ) , 该 两 端 的 电 压 仍 为10V 。因此,除去这两个电阻后不会影响1?电阻中的电流I ,但电路可得到简 化[图20(b)],计算方便。

应用戴维宁定理对图20(b)的电路求等效电源的电动势(即开路电压U0)和 内阻R0。 由图20(c)得

U0 = (4 × 10 ? 10)V = 30V

由图20(d)得 所以1?电阻中的电流

I =

30 U0

A = 6A =

R0 + 1 4 + 1

R0 = 4?

2.7.2

应用戴维宁定理计算图21中2?电阻中的电流I 。 [解]

19

图 21: 习题2.7.2图

求开路电压Uab0和等效电阻R0 。

由此得

12 ? 6

Uab0 = Uac + Ucd + Udb = (?1 × 2 + 0 + 6 + 3 × )V = 6V

3 + 6

3 × 6

R )? = 4? 0 = (1 + 1 + 3 + 6

6

A = 1A I =

2 + 4

2.7.5

用戴维宁定理计算图22(a)所示电路中的电流I 。 [解]

图 22: 习题2.7.5图

(1) 用戴维宁定理将图22(a)化为等效电源,如图22(b)所示。

20


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