电工技术习题答案董传岱主编机械工业出版社第一章.pdf

第 1章 电路的基本概念与基本定律 气 腐淘f 菅扌 搬絮 赢骜 丢 蚤 撼磊 豫撼茫? 内 容 提 要 1.电 路的基本概念 (l )电路 :由 电工设各或元件按一定方式组合起来的电流的通路c (2)电路的组成 :电源 、 中间环节 、 负载。 (3)电路的作用 : 电能的传输与转换 ; 信号的传递与处理。 (4)电路的几个名词 :支路 、 回路 、 结点。 2.电 路元件与电路模型 (1)电路元件 :分 为无源元件和有源元件。 无源元件 :电 阻 、 电感 、 电容元件。 有源元件 :分为独立电源和受控电源两类。 (a )独立电源 :电源参数不受支配 ,是独立的。分为理想 电压源(恒 压源)和 理想 电流源(j 叵 流源 )。 其参数值恒定 ,方 向恒定。 (b )受控电源:电源参数受电路中某一电量(或f )的支配和控制,其大小和方向与该电量( 或f )的大 小 和方 向有 关 ,不 是独 立 的。分 为 四种 :CS、CC S、 CCS和 CCCs (将 在 第2章 中介绍)。 (2)电路模型 :由理想电路元件及其组合构成的反映实际电路主要特性的电路 。 实际电路的模型化是工程上常用的方法 ,它是对实际电路的逼真和模拟c 3.电 路的基本物理量和电流、 电压的参考方向以及参考电位 (l )电路的基本物理量包括 :电流 、 电压 、 电动势 、 电位以及 电功率等。 (2)电流 、 电压的参考方向:人为任意规定或假定的电流 、 电压的正方 向。引入参考方 向后 , 电流 、 电压即成为代数量 ,根据电路结构和电路定律计算出来的结果为正时表明其参考方 向与实 际方向相同,为负时 ,则相反。电压与电流参考方向取为相同时称为关联参考方向。 (3)电路的参考电位 :人为规定的电路 中的零电位点。参考电位确定后 ,电路 中各点 电位有 确定的值 。参考电位改变 ,各点电位值变化 ,但 任意两点间的电位差不变c 即电位是相对的,电 压是绝对的。 4.电 路的基本定律 电路的基本定律包括欧姆定律和基尔霍夫定律 ,是各种电路分析方法的基础。 f (1)欧姆定律 :表 明电阻元件上电压与电流的关系。 、f 为关联参考方 向时 :=f R 、J为非关联参考方 向时 :=-r R (2)基尔霍夫定律 :包括电流定律(KCL)和电压定律 (KL)。 基尔霍大电流定律 :流入任一结点(或 任一闭合面)的 电流的代数和为零 ,即 J=0(若流 入为正 ,则 流出为负 )。 KCL反 映了电路 中任一点电荷的连续性 。 基尔霍夫电流定律 :沿 回路任一循行方向各段电压的代数和为零 ,即 0(若电压与循 行方 向相同取正 ,则相反取负)。 L反 映了电路中任一点电位的单值性 c KCL和 I可用于任意时刻 、 任意性质 的元件 、 任意变化 的电流和电压,两 定律只与电 路结构有关。 5.电 功率及元件性质的判断 (1)电功率 :为元件两端电压 与电流的乘积( 、r 为关联参考方 向时 :P=t /f 、J为非关联参考方向时 :P=- (2)元件性质判断 P0时 ,y 、J实际方 向相同,电流流过元件时电位降低 ,正 电荷失去能量 ,元件为负载性质。 P(0时 ,t /、f 实际方向相反 ,电 流流过元件时电位升高,正 电荷获得能童 ,元件为电源性质。 6.电 源的三种工作状态 (1)有载 :电源接有负载的工作状态。此时电源输 出功率 ,同 时内阻也消耗功率。分为 :满 载(额 定负载)、 轻载(不 足额定负载 )、 过载(超 过额定负载)。 (2)空载 :电源未接负载 ,输 出端开路 的状态c 此时电源的输 出电压称为空载电压 ,大 小等 于电源的电动势 ;内 阻无功率损耗。 (3)短路 :电源输出端未接负载而直接连通的状态。此时电源的输出电流将很大 ,称为短路电 流,大小为电动势与内阻之比,内阻消耗电源的伞部输出功率。这是一种故障状态,将损坏电源。 (4)额定值 :电源接额定负载时 ,输 出电压 、 电流 、 功率 的值。处于额定值之下工作 ,电 气设 各将有最好的经济性 、 可靠性 、 安全性和较长的使丿 H寿 命c 1.2基 本 要 求 1.了 解电路的组成与作用 ; 2.理 解电路模型的概念以及理想电路元件(电 阻 、 电感 、 电容 、 电压源 、 电流源)的 伏安关系 ; 3.理 解 电压与电流参考方向的意义 ,能对元件的电源或负载性质进行判断 ; 4.理 解电路基本定律(基 尔霍夫电流定律 、 基尔霍大电压定律)并 能正确应用 ; 5.了 解 电源的有载工作 、 开路与断路状态 ,理解电功率和额定值的概念及意义; 6.掌 握分析与计算简单苴流电路和电路 中各点电位的方法. 1.3 知 识关联图 电路定义 电源(信号源)环节 电能的传输和转换 信号的传递和处理 无源尢件(电阻元件 有源元件(理想电压源、理想电流源) 路的基本物理量电流、电压、电位、电动势、功率 电路的基本知识 电流 、电压的参 电路的参考电位 支路、回路 、结点 、J参考方向相同 、 参考方向相反 狭义:结 点 基尔霍夫定律 广义:闭 合面FA= 丿出 狭义:闭 合回路 广义 :开 口回路/+=巧 降 基本物理量计算 负载元件: 、玟 际方向相同吸收功率 电源元件:U、 玟 际方向相反 电路功率平衡校验 满载(额定负载) l 。 4 【 纵习与思考】 题解 1 . 3 . 1 在 图 l。3 , 3 ( a) 中 , = - 5 , 试问 a, b两 点哪点 电位高 ? 解 :由 双 卜标来表示电压的参考方向时 ,油 表示a 、 b 两点之间电压的参考方向为 由a 指向 b ,即a 点的参考极性为“+”,b 点 的参考极性 为“-”。如果 砧)0,则 意味着 由a 指向b 的实际电压方 向与参考电压方 向相同,a 点 实际电位 高于b 点;如 果d )(0,则 意味着 由a 指向b 的实际电压方 向与参考方 向相反 ,a 点 实际电位低于b 点。 因此, 若 ab= - 5 , 则说明 b点 电位比 a点 高 5 。 1 . 3 . 2 在 图 1 . 3 . 3 ( b) 中 , l= - 6 , 2 = 4 , 试问 yd 等于多 少伏? 解 :按 图中的参考方向可知 : ab= l+ ( - y2 ) = l- y勹 = ( - 6 - 4 ) = - 1 0 V 1.3.3 a b 是否表示a 端的电位高于 b 端的电位? 解 :不 一定。请参考1.3.1解 答 1.4.1 2k 的电阻中通过2m A的电流 ,试 问电阻两端的电压是多少? 解 :由 欧姆定律可知 ,电 阻两端的电压为 u= R = ( 2 1 o3 2 t0 3 ) V = 4 计算时注意电压 、 电流 、 电阻要使用国际单位 :伏特()、 安培(A)、 欧姆()。 1 . 4 . 2 计 算 图 1 . 4 . 4 中 的 两题。 If-z A 13: -3 A . - - - - . - + +u 一 一 u + ) a 宀 H凵 内 HV l b冖 a 丨丨 上 HH丫 丨 l b(a 图1.3.3 练 习j 思 考 1.3.1和 l。3.2的 图 J k a bf U ( a ) 图 b 呒b =? = ? 1 t a = ? ( b ) 1.4.4 练 习 与 思 考 1.4.2的 图 解 :(a )因为 乩与 f 的参考方向相同,故 由欧姆定律 可得 乩 = m, 即 J = 智 = 百 厅亻品 mA = - 2 1 A r = 2m A(o 意味着电流r 的实际方向与参考方 向相反。 (b )设 三个电阻的交汇点为d ,由 题设各 电压 、 电流的参考方 向,根 据欧姆定律和基尔霍夫 电压定律可得 亻 几 =-l A ah= 已勹d+ ( ll = 5 rl+ 5 r2 = 5 2 + 5 ( - l) = 5 已 ( = b( J + ydc= 5 r2 5 3 = - 5 ( - 1 ) - 5 ( - 3 ) = zO t/ a= 【 cd+ iia= 5 f3 - 5 J l= 5 ( - 3 ) - 5 2 = - 2 5 1.4.3 试 计算图1.4.5所示电路在开关S闭合与断开两种情况下的电压y a b 和 渊。 解 :当s 闭合时 ,y 乩=o 。 设此时闭合回路 中的电流f 参考方 向为顺时针方 向,则 由欧姆定 r 彳 寻 = 歹 丐 A = 1 A 0 , 5 + 5 ryc ( l= 5 . 5 = ( 5 . 5 1 ) = 5 . 5 当S断开时 ,f =0,故 已1 b = 6 - ( 0 , 5 + 5 . 5 ) = 6 c d= 5 . 5 r= ( 5 . 5 o) = 0 1.4.4 为 了测量某直流电机励磁线圈的电阻R,采用 了图l 。 4.6所示的“伏安法 ” 。电压表 敦为”0,电 流表读数为0.7A,试 求线圈的电阻。如果在实验时有人误将 电流表 当作 电压 Jt ,并 联在电源 上,其 后果如何?已知电流表的量程为l A,内阻R0为 0.4 。 a Sb 图 1.4.5 练 习 j思考 1.4.3的 图 解 :由 测童结果可得 图 1.4.6 练 习 与 思 考 1.4.4的 图 R + R = 社= 篇 3 1 Z 】 3 l|电 机励磁线圈 电阻 R = 3 1 4 . 3 - R 。 = ( 3 1 4 . 3 - 0 . 4 ) = 3 1 3 . 9 如果误将 电流表 当作电压表并联在电源上 ,则 流过电流表的电流为 r= 簧 = : 锷 A = 5 5 0 A 大 超过其1A的量程 ,电 流表将被立即烧毁 。 1.5.1 在 图1.5.6所示的电路 中,(1)试求开关s 闭合前后电路中的电流f I,几,f 及 电源的 瑞电压 ;当s 闭 合时 ,r l 是 否被分去一些?(2)如果 电源的内阻R。不能忽略不计 ,则 闭合S 扌 ,60W电灯 中的电流是否有所变动?(3)计 算 W和 100W电 灯在220电压下工作 时的电 诅,哪个的电阻大?(4)100W的电灯每秒钟消耗多少电能?(5)设电源的额定功率为125k W, 瑞电压为220,当 只接上一个220 W的 电灯时 ,电灯会不会被烧毁?(6)电流流过 电灯后 , 会不会减少一点?(7)如果 由于接线不慎 ,100W电 灯的两线碰触 (短 路 ),当 闭合S时,后 果如 河?100W电 灯的灯丝是否被烧断? 解: ( 1 ) 开关 S 闭 合前 : 因 R 。 0 , 故 电源电压 E = 2 2 0 220 的额定 电压 。 J = r1 = 争 = 隽 A 0 2 7 3 A 。并联在 电源两端 的电灯获得 熔断器 15.6 练 习 与 思 考 I。 5.l的 图 S闭 合时 ,因60W电灯所获得 的电压与s 闭合 前相同, 仍 为 2 2 0 , 故电流 rl未 变, 即 fl未 被分流。 E = 2 2 0 V (2)如果 电源 内阻R。不 能忽 略不计 ,由 = R0 0 E-f R。 可知 ,带负载后电源端 电压y 低于电动势E, 且随电路总负载电流J的增大而下降c 当 S闭 合时 , 60W与100W两 灯并联 ,总 的负载 电阻减 小 ,电 路 早 蘑 展 飞 :F臬 帚 奁 、 虽 各 筝I缶 浑 尹 罨 唇 图 小(比 S未闭合时)。 (3)在 220 额定 电压下 ,两 灯消耗 的功率分别为额定功率60W和 100W,故两灯的电阻 R 6 。 和 R 1 。 。分 别为 = 葑= 等 = 瓯 7 =辩=号 早 早 ; =鲳4 从中可以看出,额定电压相同的电灯 ,功率小的其电阻大。 (4)1OO W电灯每秒消耗的电能为 = P 、 l。0 r= ( 1 0 0 1 ) J = 1 0 0 J (5)电源额定功率125k W表明该 电源具有输 出125k W功率的能力 ,但 它实际所输 出的功 率的多少取决 于其实际所带负载的大小。电灯实际所获得的功率取决于加于其上 的电压和灯本 身的电阻值 ,只要不超过额定功率就不会被烧毁。当 W/2 的电灯接于额定 电压220的 电源上时 ,所 获得的功率即为 W。如果125k W/2 的电源仅接有一个 W/220灯 ,则 该 电源也仅输出60W的功率 ,不会将 电灯烧毁。 (6)根据电荷守恒定律 ,电流是连续的,即 电流通过 电灯后 电荷数量并不会减少 ,只 是 电荷 的能量失去了一部分(将 从电源所获得的电能传递给电灯 ),使 电灯发光 、 发热。因此 ,电 流流过 电灯后 ,不会有任何减少。 (7)如果100W电灯的两线碰触(短 路 ),当 s 闭 合时将造成 电源短路 ,J2 ,熔 断器将 由 于电流过大而熔断。100W电灯的灯丝中无电流流过 ,不会被烧断。 1.5.2 额 定 电流为100A的发电机 ,只 接 了 A的照 明负载 ,还 有 电流硐 A流到 哪里 去了? 解 :额 定电流100A的发电机 ,是指在发 电机额定功率 、 额定电压一定时 ,具 有输出100A电 流的能力 ,其实际输 出了多少电流与所带负载大小有关。题 中为接了 A的照明负载 ,因 此发电 机只输出 A电流 ,“ 另外”40A电流并未输出。 6 J 1.5.3 额 定值为l W100的碳膜电阻 ,在使用时电流和电爪不得超过多大数值? 解 :电 阻中功率 、 电压 、 电流之问的关系为 = J = 厂 A = 2三 R 如果碳膜电阻的额定功率P、=1W、额定阻值RN=100,则其额定电流 = 法 = 榀 A 羽 A 黻电 压 、=午 = T可 =獭 =1O t 刊 罗 罗 罗 召 氍几 :于军 7 发 堇 :已 知=220,f =-1A,试| 日叨 阝 些 方 框 是 电 亨 .哪些是负载? 图 1 . 5 . 7 练 习 I j思 考 1 5 . 4 的 罔 解 :进 行电源或负载的判断可采用 两种方法: 方法一:利 用 电压 、 电流的实际方向来判断 。如果 两者相 同 ,意 味荇 电流 由高 电位流 向低 电位 ,电 荷经过该部分 电路 (或 元件 )后 能筮降低 ,说 明该部分 电路 (或 元件 )吸 收 (消 耗 )r 能 坌,因 此为负载 ;反 之 ,若 两者相反 ,意 味着 电流 由低 电位 流 向高 电位 ,电 荷 经过该 部 分 电路 (或 元件 )后 能量增高 ,说 明该部分 电路 (或 元件 )发 出(释 放 )了 能量 ,具 有 电动势性 质 ,因 此 为电源 c 图(a )、 (d )中 、f 的实际方向相反 ,囚此方柜中具有电源性质 ;图 (b )、 (c )中 、J的实际方 向相同,因此方框中具有负载性质 。 方法二 :利 用参考方向来判断。、 f 参考方 向相 同:P=t f ,P)0时 (表 明y 、 实际方 向相 同),为 负载 ;P(0时(表 明、 r 实际方向相反),为 电源。、参 考方向相反 :P=,P0时 (表 明、J实际方向相反),为 电源 ;P()时 (表 明、r 实际方向相同),为 负载。 注意 :上 面式中、 J为参考电压和参考电流 ,因此它们的值可能有正有负。 因( a) 、 ( d) 中 y、f参 考方向相同, lJ P = J = 2 2 0 ( - l) N时,输 出功率P)P、,称 为过载运行。发电机在一定范围内允许 短时过载 ,但 长期过载将影响发电机的使用寿命。 1.5.7 一 个电热器从220的电源取用的功率为10O0W,如将它接到110的电源上 ,则 取用的功率为多少? 解 :此 电热器的额定电阻RN可通过其额定功率P、和额定电压 y 、求得 R N = 墅 = f彳 甘 : 言 = 4 : 4 当接到110电源上时 ,电热器取得的功率为 8 P 工 = 言 : w =0W R 、 4 8 。 只有额定值的四分之一。 由此可见 ,电 阻负载取用的功率 与所加电 【 的平方成正 比c 1.5.8 根 据 l l 常 观察 ,电灯在深夜要 比黄昏时亮一些 ,为 什么? 解 :黄 昏时用电筮大(即 并联于电源的负载多),负 载电流大 ,在线路等效电阝 上产生的损耗 H豆 降就大 ,发 电机输出电压 一 定时 ,用 户端实际获得的电压就要降低 ,囚 此 电灯要暗一些 。而深 夜时 ,用 电壁小 ,即 负载电流小 ,线路上的损耗压降低 ,囚 此用户端的实际电 【比黄 昏时要高 ,电 灯相对就要亮一些。 1.6.1 在 图1.6.3中 ,女 ,f :, G的 参考方向如图中所设 ,这 三个电流有无可能都是正值? 解 :图1.6.3中 的虚线圆圈可看作是一个广义的结点 ,由基尔霍夫电流定律知 : J = 、+ rR + rc= o 由此式 可以看出这二个电流不可能仝都是正值。图中的电流方向仅为参考方向c 1 . 6 . 2 求 图 1 . 6 . 8 中 电流 F s的 数值, 已知 rl= 4 A , f2 = 2 A , f3 = lA , 几= - 3 A 。 J A 佟 l l 。6.3 堪 尔萑大电流定律的推广应川 解 :由 基尔霍夫 电流定律 可得 图 1.6.8 练 习 j思考 1,6,2的 图 J J + J 5 = r2 + f3 + r4 么 = 几 + 几+ 几 - r1 = ( - 2 + l- 3 - 4 ) A = - 8 A -f 5实 际方向与参考方向相反。 1 。6 . 3 在 图 1 . 6 . 9 中 , 已知 rd= 1 mA , b= 1 0 mA , rc= 2 mA 求 电流 fd。 解 :图1.6.9中 的4个电阻构成的闭合回路臼r 看 作为一个广义结点 ,因此根据基尔霍夫电流 定律 ,有 fa+ b+ f+ d= 0 故 几 -(a +几 + ) -(l +10+2)m A=-13m A 1.6.4 在 图l 。 6。10所示的两个电路 中,各 有多少支路和结点? a b 和 r 是否等于零?如 将 图(a )中右下臂的6改为3,则叉如何? 解 :图 (a )中有6条支路4个结点 ,由 于a 、 b 之间短路 ,故砧=0,a 和 b 为 等电位点 ,从这个 角度也可以看作只有3个结点G由于该 电桥 电路 四个桥臂是平衡 的,所 以r =o 。如将 图(a )右 下臂的6改为3,r 2=o 该电桥不再平衡 ,因 而r o 。 故 I 、 图 1.6.9 练 习 L犭 思 考 1.6.3的 图 ( b ) 图 1.6.10 练 习 与 思 考 1.6.4的 图 图(b )中无支路也 无结点 ,仅 有两个相互独立 的单 回路。因电流 r 无闭合 回路 ,故r =o , 饥b= 2 f= 0 , 即 a与b为 等电位。 1 . 7 . 1 计 算图 1 . 7 . 6 所 示两电路中 A , B , C 各 点的电位 。 解 :图 (a )中电流 J=宀m A=1m A 故 y A 6 6 v l/ : = yA - 1 4 ( 6 - 4 ) = 2 y c 0 图(b )中电流仍为 1m A,故 yA = ( 1 4 ) = 4 y : = 0 yc= ( - 1 2 ) = - 2 1.7.2 有 一电路如图1.7.7所 示 ,(1)零电位参考点在哪里?画 电路图表示 出来 。(2)当 将电位器RP的滑动触点向下滑动时 ,A,B两点的电位增高了还是降低 了? 解 :(1)零电位参考点在正电源的负极与负电源的正极相连的那一点C上 ,如 题解 图1.01 所示 。 (a ) (b ) 图 1.7.6 练 习 与 思 考 1.7.1的 图 图 的 考 泖 卩T 艹 nn呐 H凵 叮 rT丨 2v 瑚 o 图1 . 7 . 7 练题解 图1.01 (2)设题解图1.01中 的电流为r ,则 A、B两点的电位 y A = 1 2 f R 1 y : = 几R 2 - 1 2 RP滑 动触点向下滑动时 ,电路的总电阻增大 ,电流将减小 ,因 而A点电位y A将升高 ;B点电位 将下降。 1.7.3 计 算图1.7.8所示电路在开关s 断开和闭合时A点 的电位y A。 解 :当S断开时 ,电路中没有 回路 ,2个 2k 电阻中电流皆为零 ,因此y A=+6; 当S闭合时 ,横 向的2k 电阻中无电流流过 ,故y A=o 。 1 . 7 . 4 计 算图 1 . 7 . 9 中 A 点 的电位 y 。 + 1 2 V 24 D 卩 刂1 . 7 , 8 习与思考1.7.3的图 图 1.7.9 练 习与思考1.7.4的图 36 电阻流 向 - 的电流为J,则 f =2圬 羞 f 罾笋 A=0 5A 1 yA = 0 1 2 = ( - 1 2 0 . 5 ) = - 6 解 :设 由A点经 FI 1.5 【 习题】 题解 1.5.1 在 图1.01中,五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方 向如图中所示 ,今 通 实验测量得知 几 = - 4 A 几 = 6 A 几 = 1 0 A 1 = 1 4 0 I / 2 = 9 o V 3 = 6 o t / 4 = - 8 0 y 5 = 3 o (1)试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可 另画一图); (2)判断哪些元件是电源 ,哪些是负载 ; (3)计算各元件的功率 ,电 源发出的功率和负载取用的功率是否平衡? 解 :(1)五个元件中电流和电压的实际方 向可根据参 考方 向和实验测量结果确定 :实 验测 筻结果为正值 ,说 明实际方向与参考方向相 同;实 验测量结果为负值 ,说 明实际方 向与参考方 向 汨反。题解图1。 匝标出了各电流的实际方向和各电压的实际极性。 练 铀 叱 叱 - + u 刂 | 山 医11.01 习 题 1.5.1的 图 题解 图1.u (2)电 压与电流实际方 向相同的元件吸收电能(正 电荷 由高电位流 向低电位失去能量 ),为 负载 ;电压与电流实际方向相反的元件释放 电能 (正 电荷 由低 电位流 向高 电位获得能量 ),为 电 源。因此 ,根据题解图1.Oz 可以得知元件1、 2为 电源 ,3、4、 5为负载。 (3)因为各元件电压 、 电流的参考方向相同,故 吸收的功率分别为 P l= ylf1 = 1 4 0 ( - 4 ) W = - 5 6 0 W P 2 = 2 f2 = ( - 9 0 ) 6 W = - 5 4 0 W P3=Il 3几 =(6010) 环 厂=6o o 环 厂 P 4 = 4 rl= ( = 8 0 ) ( - 4 ) W = 3 2 0 W P 5 = 已 % r2 = ( 3 o 6 ) W = 1 8 0 W 电源发 出的功率 P 发 = P 1 + P 2 = ( 5 + 5 4 0 ) W = 1 1 0 0 W 负载吸 收的功率 P l吸 = P 3 + 卩 4 tP 5 = ( 6 + 3 2 0 + 1 8 0 ) W 1 1 0 0 W P发 = P吸 二者相等 ,整个电路的功率平衡 。 1.5.2 在图1.中,已知r l =3m A,r 2=1m A。 压3,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的 试确定电路元件3中 的电流f 3和其两端电 唧 2oke:- 功率是否平衡 。 解 :由 基尔霍夫电流定律可列电流方程 1 r 2=f 1+J3 贝 刂 几 几 -f 1=(1-3)m A=-2m A 由基尔 霍 夫 电压 定 律 可 列 右 侧 回路 的 电压 方程 - 已1 + 2 0 J 2 + 3 = 0 则 3 = I / 2 - 2 0 r2 = ( 8 o- zO 1 ) = 6 0 元件3中 电压 、 电流的实际方向相反 ,释放电能 ,因此是电源。 电路中各元件吸收的功率 P 1 = 1 r1 = ( 3 o 3 ) mW = 9 0 mW , 为负载 P 2 = - 2 r2 = ( - 8 o 1 ) mW - 8 0 mw, 为 电源 户 3 = 3 J 3 = ( - 2 ) mw= - 1 2 0 mw, 为 电源 f 2 图 1.02 习 题 1.5.2的 图 t /R 饬 u 料 | r s + + 十 30V U3 1电源发出的功率 L负载吸收的功率 P R l= fiR l= ( 3 2 1 0 ) mW = 9 0 mw, 为 负载 P R 2 = f: R 2 = ( 1 2 2 0 ) mW = mW , 为 负载 P 发 = P 2 + P 3 = ( 8 0 + 1 2 0 ) mW 2 0 0 m 厂 P 吸 = P l+ P R 1 + P R 2 = ( 9 0 + 9 0 + 2 0 ) mW = 2 0 0 mw P发 = P吸 彳 电路的功率是平衡的。 1.5.3 有 一直流电源 ,其额定功率 P、= 0W,额 定电压 、=50 ,内 阻R。=0.5,负 载 二 1t R可以调节 ,其 电路 如 图 1.5.1所 示 。试求 :(1)额 定工 作状 态下 的 电流及 负载 电阻 ; 2开路状态下的电源端电压 ;(3)电 源短路状态下的电流。 解 :电 源输出的额定功率P、 额定电压 、和额定电流J、之间的关系为 : ( l ) 额定 电 流 f 、= 争 = 等 A = 4 A 额定 二作状 态下 的负载 电阻 R=午 =胃 =125 (2)Jl J号 :l )l 1肀 霆t 飞 亍 殆 霭 兀 于 罕 垦 孑 罕 E即 ( 3 ) 短路 状 态 下 的 电 流 J s = 哥 = f 皂 A = 1 0 4 A 图 1.5.l 习 题 1.5.3的 图 1.5。4 有 一台直流稳压电源 ,其额定输出电压为 30V,额 定输出电流为2A,从空载到额定 淇 输出岘限化率为千分之“ 即 =竿 试求该蝴的内瓯 解 :电 源从空载到额定负载 ,其输出电压的变化值y 实际上就是在 电源 内阻R0上产生的 释,依题意 I / = 0 。l% ; I / 、 = 久 R 0 0),电阻应变片阻 值Rz 减小 (即 R艿0),说明被测零件的变形为缩短 ;当 极性变负时(0(0),电阻应变片阻 值R“增大(即 R冗),说 明被测零件 的变形 为仲长。y 。极性 的改变情况反 映 了零件 的形变 情况。 1 . 5 . 1 2 图1 . 0 7 是 电源有载工作的电路。电源的电动势 E = 2 2 0 V 内阻 R 0 = 0 , 2 ; 负载 电阻Rl =10,R2=6.67;线路 电阻RJ 0.1。试 求负载电阻R2并联前后 :(l )电路 中电流J;(2)电源 端电压y l 和负载端电压 2;(3)负 载功率P。当负载 增大时 ,总 的负载电阻 、 线路 中电流 、 负载功率 、 电源端 和负载端的电压是如何变化的? 解 :并 联R2前: 电路总负载电阻 R = R 0 + 2 R + R l = 1 0 . 4 丿 6 习题1.5. 图 1.07 习 题 1.5.12的 图 l )电 路 中电流 2)电 源端电压 负载端电压 3)负 载功率 羊联R2后: 电路总负载电阻 l )电 路 中电流 f = (2)电源端电压 负载端电压 = E =A 圭2 1 . 2 A 220 fto +2R, +R, 0.2+2x0.1 +10 l= E - J R 0 = ( 2 2 0 - 2 1 . 2 0 . 2 ) 圭 2 1 6 2 = f R l= ( 2 1 . 2 1 0 ) = 2 1 2 P = y2 J = ( 2 1 2 2 1 . 2 ) W = 4 4 9 0 W = 4 . 4 9 kW r R = R 0 + 2 R J + ( R 1 R 2 ) 圭4 . 4 220 A 圭5 0 A R 0 + 2 R + ( R 1 R 2 ) 2 + 2 1 + 糊 1 = E - fR 0 = ( 2 2 0 - 5 0 0 . 2 ) = 2 1 0 叱 = J 勹 ) = ( + + 居筝针 v 圭朋 (3)负载功率 P = y 2 J = ( 2 2 0 5 0 ) W 厂 = 1 0 k 厂 负载增大时 ,电路总电阻减小 ,线路 中电流增大 ,负载功率增大 ,电源端电压及负载端 电压均 c 洚 : 1 . 6 . 1 在 图 1 . 0 8 中 , 已知 rl= o. o1 uA , r2 = 0 3 uA , r5 9 . 6 1 uA , 试 求电流 J 3 , 几 和 f6 。 解 :根 据基尔霍夫电流定律 几 =Jl +几=(0 01+03) u A=031 u A 几 = 几 - 几 = ( 9 6 1 - 0 . 3 1 ) u A = 9 . 3 u A 6=f 2+几 =(0 3+93) u A=96u A 或由f l +f 6=r 5(将 J2、 f 3、几三条支路构成的电路看作是一 卜 广义结点),得 几 几 -f l =(9 61-0.01) u A=96u A 结果是一致的。 此题说明要充分注意电路结构和已知条件 ,灵 活运用基尔霍夫电流定律。 1 . 6 . 2 试 求图