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    青海11选五怎么中奖 www.skw3.com 第一章 电路的基本概念和基本定律

    习题解答

    1-1 题1-1图所示电路,求各段电路的电压Uab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?

    2A 1A -8A a b a b a b

    - - + + - + -8V -10V 6V

    (a) (b) (c)

    -2A -2A -1A a b a b b a + - + - - + -8V 16V -6V

    (f) (d) (e)

    题1-1图

    解 根据功率计算公式及题给条件,得 (a)Uab=6V, P=6×2= 12W 消耗功率 (b)Uab=-8V,P=1×(-8)=-8W 提供功率 (c)Uab=-10V, P=-(-8)?(-10)=-80W 提供功率 (d)Uab=-8V, P=-(-2)?(-8)=-16W 提供功率 (e)Uab=-(-6)=6V, P=-(-1)?(-6)=-6W 提供功率 (f)Uab=-16V, P=(-2)?16=-32W 提供功率

    1-2 在题1-2图所示各元件中,已知:元件A吸收66W功率,元件B发出25W功率;元件C吸收负68W功率,求iA、uB和iC。

    iA -5A iC ABC + - + + - -

    u B6V -4V

    题1-2图

    解 根据题意,对元件A,有

    PA=6iA=66, iA=

    对元件B,有

    PB=-5uB=-25, uB=

    对元件C,有

    PC=-4iC=-68, iC=

    - 1 -

    66=11A 6?25=5V ?5?68=17A ?41-3 题1-3图所示电路中,5个元件代表电源或负载。通过实验测量得知:I1=-2A,I 2=3A,I 3=5A,U1=70V,U2=-45V,U3=30V,U4=-40V,U 5=-15V。

    (1)试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性? (2)判断那些元件是电源;那些元件是负载? (3)计算各元件的功率,验证功率平衡?

    + + - + + +

    U3 U2 U1 3 1 2

    - - + - - - 题1-3图

    解(1)图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。?、 极性为各元件电压的实际极性。

    (2)按实际方向判断元件的状态:U、I关联者为负载,U、I非关联者为电源。据此可判断元件1、2为电源,元件3、4为负载。也可按书上的方法判断如下:

    P1=U1I1=70×(-2)=-140 W P2=U2I2=-45× 3=-135 W P3=U3I3=30× 5=150 W P4=U4I1=-40×(-2)=80 W P5=-U5I2=-(-15)×3=45 W

    因为P1<0、P2<0,故元件1、2为电源;P3>0、P4>0、P5>0,故元件3、4、5为负载。

    (3) 各元件的功率见(2),据此有

    P1+P2+P3+P4+P5=-140-135+150+80+45=0

    可知功率平衡。

    1-4 求题1-4图所示电路中各元件的功率,并验证功率平衡。

    R2 I

    IR1 5? 2A

    + 10V US R1 2? - 题1-4图

    解 由欧姆定律及KCL,得

    - 2 -

    - I1 + U4

    4 + + - I3 - U5

    5 - + I2 IR1?US10??5A R12I?IR1?2?5?2?3A

    各元件的功率为

    PUS??10I??10?3??30W

    PIS??IS(ISR2?US)??2(2?5?10)??40W

    22PR1?IRR?5?2?50W 112PR2?ISR2?22?5?20W

    PUS?PIS?PR1?PR2??30?40?50?20?0

    可知功率平衡。

    1-5 题1-5图所示电路,写出各元件u与i的约束方程。

    i 20μF Ω i 30mH i 2.5k - + - + u u

    (a) (b)

    6V i 2A i + - - + - + u u

    (d) (e)

    题1-5图

    解 根据各元件的伏安关系及题给条件得

    3

    + u (c) i + 6V - u (f)

    - - + (a)u=-2.5×10i (b)u=-30×10(c)i=-20×10

    -6

    -3

    di-2di=-3×10

    dtdtdu-5du=-2×10 (d)u=-6V

    dtdt2长,然后3(e)i=2A (f)u=-6V

    1-6 将额定电压为U0、额定功率为P0的电热丝(可看作线性电阻)切成加上电压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

    - 3 -

    U02R0=

    P0切成

    2长时的电阻为 3R=

    2R0 3此时电热丝消耗的功率为

    U23U23U2)P0 P====(R2R2U022U003P0U21-7 题1-7图(a)电容中电流i的波形如图(b)所示,已知u(0)?1V,试求t=1s、

    t=3s和t=5s时电容电压u 。

    i/A i 5 + t/s u 2F C 6 5 01 23 4 - -5 (b) (a) 题1-7图

    解 由图(b)所示电流i的波形图,可求得

    2.5t 0≤t≤2s

    ?i(t)?A= -2.5t+10 2s≤t≤4s

    -5 t≥4s

    根据u(t)= u(0)+

    1C?i(?)d? ,可求得

    0t0.625t2+1 0≤t≤2s

    ?u(t)?V= -0.625t2+5t-4 2s≤t≤4s

    -2.5t+16 t≥4s

    当t=1s,t=3s和t=5s时,有

    u(1)= 0.625×12+1=1.625V

    - 4 -

    u(3)= -0.625×32+5×3-4=5.375V

    u(5)= -2.5×5+16=3.5V

    1-8 题1-8图(a)中,电感电压的波形如图(b)所示,已知i(0)=2A,试求当t=1s、t=2s、t=3s和t=5s时电感电流i。

    u/V i 10 +

    t/s u L 2.5H

    0 1 2 3 4 5 6 - -10 (a) (b) 题1-8图

    解 由图(b)所示u的波形图,可得

    5t 0≤t≤2s -10t+30 2s≤t≤3s

    ?u(t)?V= 0 3s≤t≤4s

    10t-50 4s≤t≤5s 0 t≥5s

    1根据i(t)=i(0)+

    L?u(?)d? ,可求出

    0tt2+2 0≤t≤2s -2t2+12t-10 2s≤t≤3s

    ?i(t)?A= 8 3s≤t≤4s

    2t2-20t+56 4s≤t≤5s 6 t≥5s

    当t=1s、 t=2s、 t=3s和t=5s时,有

    i(1)= 12+2=3A i(2)= -2×22+12×2-10=6A i(3)= -2×32+12×3-10=8A i(5)= 2×52-20×5+56=6A

    1-9 图(a)所示电路中,求两电源的功率,并指出那个元件吸收功率?那个元件发出功率?图(b)所示电路中,指出哪个元件可能吸收或发出功率?

    解 (a)由题给条件及功率计算公式得

    - 5 -





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