《电工技术》课后习题.docVIP

第1章 习题与解答 1.1 在图1.8.1中，四个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图1.8.1（a）所示，通过实验测量得知 I1 ＝—2A I2＝2A I3＝4A U1＝10 V U2＝ 70 V U3＝―70 V U4＝―80 V (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？ 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? 图1.8.1（a）习题1.1电路的参考方向 解：（1）根据图1.8.1（a）中各元件上的已知条件，如果已知数值为正，说明它的实际方向与参考方向一致，则图中的方向不变；否则两者方向则相反，则实际方向与原图中的参考方向应相反。故得到它们的实际方向，如图1.8.1（b）所示。 图1.8.1（b） 习题1.1电路的实际方向 (2) 根据图1.8.1（a）各元件上电压、电流的参考方向和元件功率的正负值加以判断。 元件1：和U1为关联方向，则P1= U1I1= —2×10=—20W0，故它是电源。 元件2：和U2为关联方向，则P2= U2I2=2×70=140W0，故它是负载。 元件3: 和U3为关联方向，则P3= U3I3= —70×4= —280W0，故它是电源。 元件4：和U4为关联方向，则P4= U4I1=（—2）×（—80）=160W0，故它是负载。 (3) 电源发出功率 E=P1+P3=+= —20—280= —300W 负载取用功率 R= P2+P4=+=702+（－80）（－2）=300W，则E=R，所以电路中的功率平衡。 1.4 在图1.8.3电路中，试求出A点的电位。 (a) (b) (c) 图1.8.3 习题1.4的电路 解： 对于图（a），B点电位直接接到6V上，所以B点电位为6V，A点到B点没有电流，所以A对B的电压UAB为—5V。这样，A点电位为—5V+6V=1V。 对于图（b），由于电感L对直流视为短路，所以A点电位等于4V。 对于图（c），B点对地没有电流，所以B点电位为—4V；而8Ω上的电流为1A，则压降为8V，极性是右正左负，所以A点电位为8V—4V=4V。 更详细的解题方法，可以应用第2章的分析方法来求解。 1.5 在图1.8.4所示电路中，试求(1)开关闭合前后电路中的电流I1和I1 ；(2)计算 60w和100w电灯在220V电压(理想电压源)下工作时的电阻，哪个电阻大？(3)这两盏电灯一个月(按30天计算，每天用电8个小时)消耗多少度电？(4)若由于接线不慎，100W电灯被短路，后果如何？ 图1.8.4 习题1.5电路 解：(1) S闭合前，由于电源内阻被视为0，故电源端电压U = E = 220V，60W灯处在220V的额定电压下，此时 I1 = = = 0.273A 而100W灯未接通电源，I2 = 0，此时I = I1 =0.273A。 S闭合时，60W和100W灯都处在220V额定电压下。由于端电压和60W负载不变，所以电流I1 不变，则I2 = = 0.455A，此时I = I1 + I2 = 0.273 + 0.455 = 0.728A 。 (2)在额定电压下，电灯消耗的功率为额定功率，故60W和100W的电阻和分别为 = ==807Ω = == 484Ω 由上述计算可见，功率小的60W电灯，其电阻较大。 (3)60W电灯消耗的电能 =t = 60308 = 14.4kWh = 14.4(度) 100W电灯消耗的电能 =t = 100308 = 24kWh = 24(度) 则两盏电灯每月消耗的电能为38.4 kWh(度) （4）若100W电灯被短路，则电源被短路，I很大，使熔断器的熔丝烧断而断开电源， 起短路保护作用。此时，60W灯熄灭；100W灯也无电流通过，一般不会烧断灯丝。 第2章 习题与解答 2.1 在图2.10.1所示电路中，E＝6 V，I＝1A，R1＝3Ω，R2＝3Ω，R3=6Ω, R4=6Ω，R5=2Ω。试分别应用支路电流法求解I2和I3。 解：(1)应用支路电流法求解I2和I3 对于图2.10.1中的结点ｂ和结点ｃ，由KCL得： I5＝I1＋I2 I2＋I＝I3 对abgha和bcfgb回路，分别由KVL得： I5 R5+I1 R1= E I2 R2+ I3 R3 =I1 R1