上海工程技术大学 电工技术 第01章习题解答(4)

2019-03-22 18:36

1.6Ω30A8Ω2.4ΩU

将电流源等效变换为电压源,如下图

1.6Ω2.4Ω72V8ΩU

由电阻串联分压可知U=8*72/(2.4+1.6+8)=48V。

1.7.1在图1.14所示电路中,US?6V,IS?3A,R1?R2?2?,R3?R4?1?,用支路电流法求各支路的电流。

R1 R3 +UsR2R4Is -图1.14 习题1.7.1的电路图

【解】步骤1:设各支路电流如下图

R1AR3B

+UsI1R2I3I2R4I4Is-步骤2:根据KCL,对节点A,I1?I2?I3

对节点B,I3?I4?IS

步骤3:根据KVL,对左边的网孔回路,US?I1R1?I2R2

对中间的网孔回路,I2R2?I3R3?I4R4

步骤4:带入已知数据,得到方程组

I1?I2?I3 I3?I4?3

6?2I1?2I2 2I2?I3?I4

步骤5:联立求解方程组,得到I1=2.5A,I2=0.5A,I3=2A,I4=-1A。

1.7.2在图1.15所示电路中,US?10V,IS?5A,R1?2?,R2?3?,用支路电流法求I1,I2。

+UsIsI2I1 -R2R1

图1.15 习题1.7.2的电路图 【解】步骤1:未知支路电流I1,I2图中已表明参考方向。 步骤2:根据KCL,对上方的节点,I2?I1?IS

步骤3:根据KVL,对右边的网孔回路,US?I1R1?I2R2 步骤4:带入已知数据,得到方程组

I2?I1?5 10?2I1?3I2

步骤5:联立求解方程组,得到I1=-1A,I2=4A。

1.7.3在图1.16所示电路中,用节点电压法法求U1 ,U2。

8Ω6AU140Ω80ΩU2120Ω1A

图1.16 习题1.7.3的电路图

U1U1?U2? 408U?U2U2U2???1 对8Ω电阻右边的节点,1880120【解】对8Ω电阻左边的节点,6=对上述方程联立求解,得到U1=120V,U2=96V。

1.7.4 在图1.17所示电路中,用节点电压法法求U1 ,U2。

20Ω150V40Ω80ΩU111.25AU24Ω

图1.17 习题1.7.4的电路图

150-U1U1U1?U2=? 208040U?U2U?11.25?2 对40Ω电阻右边的节点,1404【解】对40Ω电阻左边的节点,

对上述方程联立求解,得到U1=100V,U2=50V。

1.8.1在图1.18所示电路中,用叠加定理求U。

3A40Ω110V4Ω10ΩU6Ω

图1.18 习题1.8.1的电路图

【解】110V电压源单独作用时,4Ω和6Ω串联4+6=10Ω,与10Ω电阻并联10*10/(10+10)=5Ω,再与40Ω电阻串联分压,故U′=5*110/(40+5)=12.2V。

3A电流源单独作用时,40Ω和10Ω并联40*10/(40+10)=8Ω,再与4Ω串联8+4=12Ω,再与6Ω并联分流,故4Ω分到电流为6*3/(12+6)=1A,电流与U方向不一致,故U″=-1*8=-8V。 由叠加原理,U= U′+ U″=12.2-8=4.2V。

1.8.2 在图1.19所示电路中,用叠加定理求I。

1ΩI10A6A5Ω60Ω75V20Ω30Ω

图1.19 习题1.8.2的电路图

【解】75V电压源单独作用时,20Ω和1Ω串联20+1=21Ω,60Ω和30Ω电阻并联后的60*30/(60+30)=20Ω,两者并联21*20/(21+20)=10.2Ω,再与5Ω电阻串联分压,10.2Ω分到的电压为10.2*75/(10.2+5)=50.3V,方向与I不一致,故I1=-50.3/21=-2.4A。

6A电流源单独作用时,30Ω和60Ω并联后为20Ω,再与5Ω并联后4Ω,再与1Ω串联为4+1=5Ω,再与20Ω并联分流,故I2=20*6/(5+20)=4.8A。

10A电流源单独作用时,30Ω和60Ω并联后为20Ω,再与5Ω并联后4Ω,20Ω与1Ω串联为20+1=21Ω,两者并联分流,且I与电流源电流方向相反,故I3=-4*10/(4+21)=-1.6A。 由叠加原理,I=I1+I2+I3=-2.4+4.8-1.6=0.8A。

1.8.3在图1.20所示电路中,5mA电源接入A、B之前,测得电路中电流I=3.5mA,求5mA电源接入电路之后的I。

5mAA2kΩB5kΩI6kΩ10mA8V

图1.20 习题1.8.3的电路图

【解】5mA电流源接入电路且单独作用时,2kΩ和6kΩ电阻并联分流,I与电流源方向相反,故I′=-2*5/(2+6)=-1.25mA。 由叠加定理可知,5mA电流源接入电路时,所有电源共同作用产生的I=3.5+(-1.25)=2.25mA

1.9.1用戴维宁定理求图1.21所示电路的等效电压源。如a、b端接入电阻RL=10Ω,计算电阻RL上的电流和功率。

10Ω80V2.5Ω30Ωab

图1.21 习题1.9.1的电路图

【解】由戴维宁定理可知,等效电压源如下图

aEROb

E=UO=30*80/(10+30)=60V RO=2.5+10*30/(10+30)=10Ω

如a、b端接入电阻RL=10Ω,电流I=60/(10+10)=3A,功率P=3*10=90W。

1.9.2用戴维宁定理求图1.22所示电路的等效电压源。如a、b端接入电阻RL=24Ω,计算电阻上的电流和功率。

2

4A10Ω60V8Ω40Ωab

图1.22 习题1.9.2的电路图

【解】由戴维宁定理可知,等效电压源如下图

aEROb

60V电压源单独作用时,开路电压U1=40*60/(10+40)=48V

4A电流源单独作用时,10Ω和40Ω并联后为8Ω,再与8Ω串联,开路电压U2=4*(8+8)=64V。 E=UO=U1+U2=48+64=112V RO=8+10*40/(10+40)=16Ω

如a、b端接入电阻RL=24Ω,电流I=112/(16+24)=2.8A,功率P=2.8*24=188.16W。

1.9.3在图1.23所示电路中,RL=85.5kΩ是用来测量ab端电压U的电表内阻。 (1)用戴维宁定理计算此电压表的读数U和电流I。

(2)不接电压表时,ab端的实际电压UO应为多少,分析(1)测量电压有误差的原因。

15kΩa5kΩ20kΩ25mA45kΩ2

IRL

Ub50V图1.23 习题1.9.3的电路图

【解】由戴维宁定理可知,ab左边的电路可被等效为如下图电压源

aEROb


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