电工学第1次作业解答.doc
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第一次作业解答
1.2 题图1.2,E和R分别代表蓄电池内电动势和内阻。根据图中所标参数,说明蓄电池是工作在电源状态还是工作在负载状态;求出电流I,并检验功率平衡。
解:(a)根据方程:
R0
E
+
-
10V
+
-
12V
0.5Ω
I
图(a)
求得:A。
① 因电流为负值,可知,实际方向与参考方向相反,所以蓄电池工作在电源状态。
② 验证功率平衡:
端口吸收功率W;
端口蓄电池内阻吸收功率W;
端口蓄电池内电动势吸收功率W。
所以: 功率守恒
解:(b)根据方程:
R0
E
+
-
14V
+
-
12V
0.5Ω
I
图(b)
求得:A。
① 因电流为正值,可知,实际方向与参考方向相同,所以蓄电池工作在负载状态。
② 验证功率平衡:
端口吸收功率W;
端口蓄电池内阻吸收功率W;
端口蓄电池内电动势吸收功率W。
所以: 功率守恒
1.5 一个开路电压为13.4V的汽车蓄电池,能提供2000A的短路电流。试确定其电源模型的参数,并求出这两种等效模型情况下,负载RL=0.1Ω上的电流,功率和端电压。
R0
E
+
-
IL
图(a)
RL
解:由题意可知:汽车蓄电池内电动势E=13.4V,IS=2000A
Ω
(1)第一种模型(实际电压源模型)下:
负载上的电流A
R0
IS
IL
图(b)
RL
负载功率W
负载上的端电压V
(2)第二种模型(实际电流源模型)下: 负载电流
A
负载功率W
负载上的端电压V
1.6 将图中电压源网络变换成一个等效的电流源网络。
2Ω
10V
+
-
图(a)
2Ω
5A
图(a)1
解:(a)根据电源模型等效关系,可求得:
电流源网络的内阻R0=2Ω,电流IS=10/2=5A
3Ω
5/3A
图(b)1
3Ω
5V
+
-
图(b)
同理:可以求得(b)图的等效电路:
2Ω
10V
+
-
图(a)1
1.7 将图中的电流源网络变换成一个等效的电压源网络。
2Ω
5A
图(a)
解:(a)根据电源模型等效关系,可求得:
电压源网络的内阻R0=2Ω,
电压US=5*2=10V
3Ω
15V
+
-
图(b)
3Ω
5A
图(b)
同理:可以求得(b)图的等效电路:
1.8 对题图1.8电路中的a点和c点列出KCL方程,对回路abca及acda列出KVL方程。
a
R1
b
d
c
R6
R5
R3
R4
R2
I1
I5
I4
I3
I2
I6
E
解: a点的KCL方程:
c点的KCL方程:
回路abca的KVL方程:
回路acda的KVL方程:
1.10 题图,已知US1=230V, US2=220V, IS=3A, R1=1Ω, R2=2Ω,试用支路电流法求各支路电流和各电源的输出功率。
R1
US1V
+
-
R2
US2V
+
-
IS
I1
I2
+
-
UISV
解:(1)设各支路的电流方向、回路绕行方向如图所示。
列KCL、KVL方程如下:
带入数据可得:
(2)求各电源的输出功率:
设电流源两端的端电压为UIS,方向如图所示。
则:V
所以:W
W
W 实际吸收功率!
注意:
不能用RS*IS来代替电流源两端电压UIS
1.15 用叠加原理求电路中各支路的电流,并求电压源和电流源所提供的功率。
R3
1A
R1
USV
+
-
IS
I3
I1
R2
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