电工电子(电工课后题解).doc

- 第1章电路的基本概念和基本定律本章的主要任务是学习电路的基本概念、基本物理量和基本定律,为掌握电路的分析计算方法奠定必要的基础。本章基本要求(1) 正确理解理想电路元件、电路模型的概念; (2) 正确理解电流、电压的参考方向的概念,并掌握电流、电压参考方向的使用; (3) 计算元件或电路的功率,并判别元件或电路是吸收功率还是发出功率; (4) 掌握理想元件的电压与电流关系式; (5) 掌握基尔霍夫定律( KCL 和 KVL )的应用; (6) 了解四种类型的受控源,理解电气器件设备的额定值。本章习题解析 1-1试求题图 1-1 所示电路中的电压 U ab和 U ba。解: (a) 电压 U的参考方向如图所示,已知 U= 10V ,故有 10 ??UU abV10 ??????UUU ab baV (b) 直流电压源的电压参考方向如图所示,故有 5? abU V5???? ab baUU V 1-2 题图 1-2 所示电路中,已知各元件发出的功率分别为 250 1??P W, 125 2?P W,100 3??P W。求各元件上的电压 U 1、U 2及U 3。题图 1-1 - +++--- U 1U 2U 3 5A 解:VUW UP50 250 5 1 11????????VUWUP25 125 5 2 22????????VUW UP20 100 5 3 33???????? 1-3 题图 1-3 所示电路,求各段电路的电压 U ab 及各元件的功率,并说明元件是消耗功率还是对外提供功率? 解: 根据功率计算公式及题给条件,得(a) U ab =6V , P =6 ×2=12W 消耗功率(b) U ab=- 8V , P =1 ×(- 8)= - 8W提供功率(c) U ab=- 10V , P=- (- 8)?(- 10)= - 80W 提供功率(d) U ab=- 8V , P=- (- 2)?(- 8)= - 16W 提供功率(e) U ab=- (- 6)=6V , P=- (- 1)?(- 6)= - 6W 提供功率(f) U ab=- 16V , P =(- 2)? 16= - 32W 提供功率 1-4 将额定电压为 U 0、额定功率为 P 0的电热丝(可看作线性电阻)切成 3 2 长, 然后加上电压 U,问此时电热丝消耗的功率 P为多少? 解: 由题意可知,电热丝的原电阻为 R 0= 0 20P U (a) (b) (d) (e) (f) a 6V - + b 2Aa-8V -+ b 1Aa- 10V -+ b -8A (c) a- 8V -+ b - 2Aa 16V - + b - 2A a- 6V -+ b - 1A 题图 1-2 题图 1-3 - 切成 3 2 长时的电阻为 R=3 2 R 0 此时电热丝消耗的功率为 P=R U 2=0 23 2R U =2 3 0 20 2P U U =2 3 20)(U U P 0 1-5 题图 1-5 所示,图(a)中电容过的电流 i的波形如图(b)所示,已知 V1)0(?u , 试求 t =1s 、 t =3s 和 t =5s 时电容电压 u。解: 由图( b)所示电流 i的波形图,可求得 t0≤t≤2s?? A)(ti =- t +10 2s≤t≤4s - 5t≥4s 根据 u(t )=u (0)+ C 1??d)( 0? ti ,可求得 t 2 +10≤t≤2s?? V)(tu =- t 2 +5 t-42s≤t≤4s - t +16 t≥4s 当 t =1s , t =3s 和 t =5s 时,有 u (1)= ×1 2 +1= u (3)= - ×3 2 +5 ×3- 4= u (5)= - × 5+16= 1-6 题图 1-6 所示,求( a)图中两电源的功率, 并指出那个元件吸收功率?那个元件发出功率? 判断( b)图中元件吸收或发出功率,并验证功率守恒? (a) (b) 3A 10V +- 10V3A +- R (b) i /At /s 5 -5 123 456 0 (a) iu +- C 2F题图 1-5 - 解: (a)由题给条件及功率计算公式得 W30 310??? UP ,W30 310????? IP 计算表明,电压源吸收功率,电流源发出功率(b)由W30 310????? IP ,知电流源总是在发出功率。由 R P R 210 ?,知电阻总是在吸收功率。电压源可能吸收或发出功率。 1-7题图 1-7 所示电路中,电阻 R 1、 R 2、 R 3和 R 4的电压、电流额定值分别是 、 , R 5的电压、电流额定值