电工学第1章练习.doc

基本要求 (1) 理解电路模型及理想电路元件(电阻、电感、电容、电压源和电流源)的电压和电流关系。 (2) 理解电压、电流参考方向的意义。 (3) 理解电源的有载工作，开路与短路状态；了解电功率和额定值的意义。 (4) 理解并能正确运用基尔霍夫定律。 (5) 理解电路中电压和电位的概念，掌握分析与计算电路中各点电位的方法。 (6)掌握串、并联电阻的等效变换，特别是串联电阻的分压公式及并联电阻分流公式。掌握电压源与电流源进行等效变换的方法，应特别注意，等效是对外电路而言，对内部电路不等效。 (7) 了解支路电流法，理解叠加原理。 (8) 掌握运用戴维南定理分析电路的方法。 例1 指出下图所示电路中A、B、C三点的电位。 解：图（a）中，电流 , 各点电位 VC = 0 VB = 2×1.5 = 3V VA = (2+2)×1.5 = 6V 图（b）中，电流， 各点电位 VB = 0 VA= 4×1 = 4V VC =－ 2×1 = －2V 图（c）中，因S断开，电流I = 0， 各点电位 VA = 6V VB = 6V VC = 0 图（d）中，电流， 各点电位 VA = 2×(4+2) =12V VB = 2×2 = 4V VC = 0 图（e）的电路按一般电路画法如图， 电流， 各点电位 VA = E1 = 6V VB = (－1×4)+6 = 2V VC = －6V 例2 左图所示电路中，已知电压U1 = U2 = U4 = 5V，求U3和UCA。 解：根据基尔霍夫电压定律，对回路ABCDA可写出方程 U1＋U2－U3＋U4 ＝0 U3= U1＋U2＋U4 = 5＋5＋5＝15V 对回路ACDA可写出方程 UCA＋U3－U4＝0 UCA ＝U4－U3＝5－15＝－10V 例3 在下图所示三个电路中，R1 = 5Ω，R2 = 15Ω，US = 100V，I1 = 5A，I2 = 2A。若R2电阻两端电压U＝30V，求电阻R3 。 解： 例4 求下图所示各电路中的未知量。 解: (a)图 (b) 图 (c) 图 例5 电路如图所示，求A点的电位。 (a) (b) 解: 图（a）的电路按一般电路画法如图(b)， VA=－1.25×4＝－5V 例6 求图所示电路中的电压U、电流I。 解：（a）图 U为恒压源的输出，U＝10V I＝10/2＝5A （b）图 I为恒流源的输出，I＝5A U＝5×10＝50V 例7 简化图所示各电路为一个等效的电压源或理想电流源。 解：（a）图 两理想电流源合并为一个，电流IS＝5－3＝2A，如图（f）??? （b）图 两理想电压源合并为一个，其值US＝6－4＝2V，如图（g）。 （c）图 与恒压源并联的电阻可以去掉，等效为一个理想电压源，如图（h）。 （d）图 与恒流源串联的电阻可以去掉，等效为一个理想电流源，如图（j）。 （e）图 与3A恒流源串联的电压源可以去掉，与5A恒流源串联的电阻可以去掉， 等效为一个理想电流源，电流IS＝5－3＝2A，如图（k）。 例8 在图（a）（b）（c）所示的电路中，电压U是多少？ 解：（a）图 U＝0 （b）图 U＝1－3＝－2V （c）图 U＝（1＋2）×120＝360V 例9 电路如图所示，试画出以地为参考点的完整电路，并计算A点的电位。 解：本题也是电位的计算。图 (a)是用电位的形式标示的电路。在不熟悉这种画法时，在分析电路前，可把电路还原成完整的画法，即把标有电位的悬空端与参考点之间接一理想电压源，其极性和数值与原来标的电位值一致。于是图(a)和电路就可画成图 (b)所示的完整电路。 设电流、、的参考方向如图(b)所示，由KCL可得 =+ 而 = ，= ， = 得 = + 则 = －14.3 V 由此可知，电位的引入给电路的分析和计算带来了很大的方便，而且电位的计算是与路径无关的。 用电压源和电流源等变换的方法计算图(a)所示电路中ab支路的电流I。 解：等效变换过程如图所示，最后化简为如图(f)所示的电路，由此可知电 流I。 例11 对于图(a)所示电路，计算a、b间的等效电阻，并求电流I和。 解：(1) 对于比较复杂的混联电阻电路，计算其等效电阻的方法