電工電子基礎成開友

2022-10-15 07:12:02 字數 5267 閱讀 2987

第1章習題參***

b: u、i非關聯參考方向 p吸=-ui=-u×2=10 u=-5v

c: u、i參考方向非關聯 p吸=-ui=-2×1=-2w,元件c實為發出2w的功率

d: u、i參考方向非關聯 p發=ui=10w, 所以i=2a

e: u、i參考方向關聯,p發=-10w即p吸=10w p吸=ui=u×2=10 所以u=5v

f: u\i參考方向關聯,所以 p吸=ui=(-5) ×(-2)=10w,p發=-p吸=-10w

1.3 140v電壓源吸收功率p140v=-140×4=-560(w)

電壓為80v的電阻元件吸收功率p80v=80×4=320(w)

電壓為60v的電阻元件吸收功率p60v=60×10=600(w)

電壓為30v的電阻元件吸收功率p30v=30×6=180(w)

電壓為90v的電壓源吸收功率p90v=-90×6=-540(w)

由於p140v+p140v+p60v+p30v+p90v=0,所以功率平衡

1.4 140v電壓源實為提供560w功率,90v電壓源實為提供540w功率,兩者均為電源,電阻元件都消耗功率,所以是負載。

1.612v電壓源吸收的功率為:p12v=12×2=24v

r消耗的功率p1=i2r=22×1=4w

2a電流源吸收的功率為:p2a=-2×(12+1×2)=-28w

由此可以看出電壓源和電阻在吸收功率,它們都是負載,而電流源實際上是提供28w功率,在電路中起電源的作用。

1.16計算電阻元件的未知量,並計算電阻消耗的功率

(a)u、i關聯參考方向,吸收p=ui=5w

(b)u、i非關聯參考方向,吸收p=-ui=-(-5)×1=5w

(c)u、i關聯參考方向,吸收p=ui=(-5)×(-1)=5w

(d)u、i關聯參考方向,吸收p=ui=(-5)×(-1)=5w

(e)u、i關聯參考方向,吸收

(f) u、i非關聯參考方向,吸收

(g)u、i關聯參考方向,吸收

1.18 因為, 當為常數時,,本題中, 故

如果, 則

1.20 因為, 當為常數時,,本題中, 故

如果, 則

1.21 由,由

由1.22 由廣義節點得i=6a

對於ab支路由:得

因為所以,即,由節點c的得

由b節點的得, 由d節點得

因為所以,由歐姆定律:

1.23 由: i1 =0 ,因為uc =6v,

由:2×i2+1×i2-3=0,得i2 =1a

所以ua = uc-1×i2 =6-1×1 =5(v)

第2章習題參***

2.4 24k電阻與8k電阻為併聯關係,等效電阻為

r1=24//8=(24×8)/(24+8)=6k

所以i=36/(12+6)=2ma u=r1i=12v

i1=u/24=12/24=0.5ma,i2=u/8=12/8=1.5ma

2.6 (1)先用等效的方法求i

所以原電路中電源部分可等效化簡為:

i=30/5=6a

(2)再回到原電路中求i1

由a點得:5+ i1 =i=6 所以i1 =6-5=1a

2.8 6v電壓源支路等效為電流源模型,斷開負載得有源二端網路:

電流源模型等效為電壓源模型

接上負載求電流i i=5/(3+7)=0.5a

2.10 (1)先用等效變換的方法求i

所以i=10/(2+8)=1a

(2)回到原電路中求i1和 us

因為i2=20v/10=2a 由節點a: i1=i +i2=1+2=3a

右側迴路取逆時針繞行方向,寫方程:10 i2+10×5+us-8×i=0

即10×2+10×5+us-8×1=0 得us=-62v

(3)電壓源吸收的功率為:p20v=-20×3=-60w(提供60w,是電源);

電流源吸收的功率為:p5a=us×5=-62×5=-310w(提供310w,是電源)

2.14

先將電路等效化簡,設各支路電流如圖所示。

由節點的:

i1+ i2+(-2)=0 ….(1)

由大迴路的:

6 i1-6i2+6-12=0…..(2)

聯立(1)(2)成方程組,並解得:

i1 =1.5a, i2 =0.5a

2.16

(1)用支路電流方法:設各支路電流變數如圖:

由: i1+ i2+10-i3 =0……………(1)

由: 0.8 i1-0.4 i2-120+116 =0….(2)

由: 0.8i1+4 i3-120 =0………(3)

聯立(1)、(2)、(3)解得i1 =9.375a i2 =8.75ai3 =28.125a

(2)用結點法

選0點為參考點,如圖,設a點電位為由a點的:

i1 + i2 +10 = i3……………(1)

其中 i1 =(120-)/0.8 … (2)

i2 =(116-)/0.4 … (3)

i3 =/44)

將(2)、(3)、(4)代入(1)解得: =112.5v

把=112.5代入(2)、(3)、(4)可求得i1 、i2 、 i3 。

i1 =9.375a i2 =8.75ai3 =28.125a

120v、0.8電壓源輸出功率為:

116v、0.4電壓源輸出功率為:

10a電流源輸出功率為:

電阻上取用的功率為:

2.18

設o點為零電位參考點,則,

由b節點: i1+i2+i3=41)

其中i1=(16-)/4

i2=(0-)/4 i3=(16-)/8

代入(1)式得: =3.2v 而=12.8v

(發出功率)

2.22

先在圖上標出各支路電流變數

(1)讓電壓源單獨作用

由(2)讓電流源單獨作用

由分流公式:

由:(3)根據疊加定理,當兩電源共同作用時,

2.27

斷開ab間電路,得有源二埠網路如下圖示

(1) 根據戴維寧定理,計算開路電壓

除源計算等效電阻:

所以二端網路ab的戴維寧等效電路:

接上9 負載,求電流i i=2/(4+9)=2/13(a)

(2)根據諾頓定理,求諾頓等效電路:

用疊加定理計算ab間的短路電流isc

電壓源單獨左右:

當電流源單獨作用:

等效等效

所以有源二端網路ab間的短路電流為

諾頓等效電阻

所以諾頓等效電路為:

接上負載求電流i

i=4/(4+9)*0.5=2/13a

作業題可選:3.1、3.2、3.3、3.6、3.7、3.8、3.9、3.10、3.12

3.1 除電容電壓和電感電流,電路中其它電壓和電流的初始值應在什麼電路中確定。在電路中,電容元件和電感元件各有什麼特點?

解答:在的電路中確定其他可突變量的初始值。在的電路中,電容元件用恆壓電源代替,電壓值為,電感元件用一恆流源代替,電流值為。

3.2 (1)什麼叫一階電路?分析一階電路的簡便方法是什麼?

(2)一階電路的三要素公式中的三要素指什麼?

(3)在電路的暫態分析時,如果電路沒有初始儲能,僅由外界激勵源的作用產生的響應,稱為什麼響應?如果無外界激勵源作用,僅由電路本身初始儲能的作用所產生的響應,稱為什麼響應?既有初始儲能又有外界激勵所產生的響應稱為什麼響應?

解答:(1)只含乙個動態元件(c或l)或可等效成乙個動態元件的電路,稱為一階電路。

分析一階電路的方法是三要素法。

(2)三要素:穩態值,初始值,時間常數τ。

(3)零狀態響應;零輸入響應;全響應。

3.3 電路如題3.3圖(a)、(b)所示,原處於穩態。試確定換路初始瞬間所示電壓和電流的初始值。

(ab)

題3.3圖

解答:(a)圖換路前,在電路中,

據換路定則有:

在電路中:

(b)圖換路前,在電路中,

據換路定則有:

在電路中:

3.4 電路如題3.4圖示,原處於穩態。試確定換路初始瞬間所示電壓和電流的初始值。

題3.4圖題3.5圖

3.5 電路如題3.5圖所示。試求開關s閉合後瞬間各元件中電流及其兩端電壓的初始值;當電路達到穩態時的各穩態值又是多少?設開關s閉合前儲能元件未儲能。

3.6 在題3.6圖所示電路中,已知e = 20v,r =5kω,c = 100μf,設電容初始儲能為零。

試求:(1)電路的時間常數τ;(2)開關s閉合後的電流i各元件的電壓vc和vr,並作出它們的變化曲線;(3)經過乙個時間常數後的電容電壓值。

題3.6圖題3.7圖

解答:(1)τ=rc=5××100×s=0.5s

(2)在換路前,電路中,據換路定則,

在電路中, ==20/5ma=4ma

在電路中=0

據三要素法

=+[-]=ma

=)v=r =4×5= v

(3)經過後=20(1-)v=12.64 v

3.7 在題3.7圖所示電路中,e = 40v,r1 = r2 = 2kω,c1 = c2=10μf,電容元件原先均未儲能。試求開關s閉合後電容元件兩端的電壓vc(t)。

解答:換路前,在電路中,

據換路定則,

在電路中, =e=

時間常數:

據三要素法 v

3.8 在題3.8圖所示電路中,電路原處於穩態。在t = 0時將開關s閉合,試求開關s閉合後電容元件兩端的電壓vc(t)。

題3.8圖題3.9圖

解答:換路前,在電路中,

據換路定則有,

在電路中, =(10+2×1)=12v

時間常數:

由三要素法: 12v

3.9 在題3.9圖所示電路中,電路原處於穩態。在t = 0時將開關s閉合,試求開關s閉合後電容元件兩端的電壓vc(t)。

解答:換路前,

據換路定則,

在電路中:

時間常數:

由三要素法: v

3.10 在題3.10圖所示電路,原處於穩態。

已知r1 = 3kω,r2 = 6kω,is = 3mac = 5μf,在t = 0時將開關s閉合,試求開關s閉合後電容的電壓vc(t)及各支路電流。

解答:換路前, =9v

據換路定則, =9v

在電路中ma =3ma

ma=1.5ma

=ma=ma

在電路中: ma=2ma

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