电工学习题答案
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1.5.9在图中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。 今通过实验测量得知 I1 = -4A I2 = 6A I3 = 10A U1 = 140V U2 = -90V U3 = 60V U4 = -80V U5 = 30V 1 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。 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:2、 元件1,2为电源;3,4,5为负载。 3 、P1 = U1I1 = 140 * (-4)W = -560W P2 = U2I2 = (-90) * 6W = -540W P3 = U3I3 = 60 *10W = 600W P4 = U4I1 = (-80)* (-4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 * 6W = 180W 电源发出功率PE =P1 + P2=1100W 负载取用功率P = P3 + P4 + P5 = 1100W 两者平衡 1.5.10在图中,已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中 的电流I3和其两端电压U3,并说明它是电源还是负载。校 验整个电路的功率是否平衡。 解:首先根据基尔霍夫电流定律列出 -I1 + I2 - I3 = 0 -3 + 1 - I3 = 0 可求得I3 = -2mA, I3的实际方向与图中的参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得 3 -3 U3 = (30 + 10 * 10 * 3 * 10 )V = 60V 其次确定电源还是负载:1 从电压和电流的实际方向判定: 电路元件3 电流I3从+端流出,故为电源; 80V元件 电流I2从+端流出,故为电源; 30V元件 电流I1从+端流入,故为负载。 2 从电压和电流的参考方向判别: -3 -3 电路元件3 U3和I3的参考方向相同P = U3I3 = 60 * (-2) * 10 W =-120 * 10 W(负 值),故为电源;
-3 -3 80V元件U2和I2的参考方向相反P = U2I2 = 80 * 1 * 10 W =80 * 10 W(正值),
故为电源;
-3 -3 30V元件U1和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 * 3 * 10 W = 90 *10 W(正值),故
为负载。 两者结果一致。 最后校验功率平衡:电阻消耗功率.PR1 = R1I12 = 10 * 32mW = 90mW PR2 = R2I22 = 20 * 12mW = 20mW 电源发出功率.PE = U2I2 + U3I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率.P = U1I1 + R1 I12 + R2 I22 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW 两者平衡
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1.5.15图中所示的是电阻应变仪中测量电桥的原理电路。Rx是电阻应变片,粘附 在被测零件上。当零件发生变形(伸长或缩短)时,Rx的阻值随之而改变,这反 映在输出信号Uo上。 在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100Ω , 1 = R2 =200Ω , R R3 = 100Ω ,这时满足Rx/R3=R1/R2的电桥平衡条件,Uo = 0。在进行测量时,如果 测出.(1) Uo = +1mV ;(2) Uo = -1mV ;试计算两种情况下的△Rx。Uo极性的改变 反映了什么?设电源电压U是直流3V 。 [解] (1) Uo = +1mV 应用基尔霍夫电压定律可列出. Uab + Ubd + Uda = 0 Uab + Uo- Uad = 0 或U Rx /(Rx + R3) + Uo –U/2= 0 3Rx/(Rx + 100)+ 0.001 – 1.5 = 0 解之得 Rx = 99.867Ω 因零件缩短而使Rx阻值减小,即 △Rx = (99.867 - 100) Ω = -0.133Ω (2) Uo = -1mV 同理3Rx/(Rx + 100) –0.001 – 1.5 = 0 Rx = 100.133Ω 因零件伸长而使Rx阻值增大,即△Rx = (100.133 - 100)- +0
.133= Uo极性的变化反映了零件的伸长和缩短。
1.7.6在图中,求A点电位VA。 解:I1 - I2 - I3 = 0 (1) I1 =(50 – VA)/10 (2) I2 =[VA - (-50)]/5 (3) I3 =VA/20 (4) 将式(2)、(3)、(4)代入式(1),得 (50 – VA)10-(VA + 50)/5-VA/20= 0 VA = -14.3V
2.1.13在图中,R1 = R2 = R3 = R4 = 300Ω ,R5 = 600Ω ,试求开关S断开和闭合时a 和b之间的等效电阻。 解:当开关S断开时,R1与R3串联后与R5并联, R2与R4串联后也与R5并联,故有 Rab = R5// (R1 + R3)//(R2 + R4)= 200Ω 当S闭合时,则有 Rab = [(R1//R2) + (R3//R4)]//R5=200Ω
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2.1.17试用两个6V 的直流电源、 两个1kΩ 的电阻和一个10kΩ 的电位器连接成调 压范围为-5V~ +5V 的调压电路。 解:所联调压电路如图所示。 I =[6 - (-6)]/(1 + 10 + 1)x 10 = 1x 10 A = 1mA 当滑动触头移在a点 U = [(10 + 1)x 10 x 1x 10 - 6]V = 5V 当滑动触头移在b点 U = (1x 10 x 1x 10 - 6)V = -5V
3 -3 3 -3 3 -3
2.3.5在图中,求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。 [解].设流过电阻R1的电流为I3 I3 = I2 - I1 = (2 - 1)A = 1A (1) 理想电流源1 U1 = R1I3 = 20×1V = 20V P1 = U1I1 = 20×1W = 20W (取用) 因为电流“+素法求t ¸0时的i1, i2及iL。换路前电路已处于稳态。 解:
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3.6.9电路如图所示, 在换路前已处于稳态。当将开关从1的位置扳到2的位置后, 试求i和iL。
解:
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4.2.5 4.4.8
15
4.4.10
解:
4.5.4在图中,试求电流表A0和电压表V0的读数。
解:
16
4.5.8
解:
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4.5.11 4.5.14在图所示的电路中,已知
解:
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5.4.1如图所示的是三相四线制电路,电源线电压Ul = 380V 。三个电阻性负载联
成星形,其电阻为R1 = 11Ω ,R2 = R3 = 22Ω .(2)如无中性线,求负载相电压及中 性点电压;(3)如无中性线,当L1相短路时,求各相电压和电流,并做出它们的相 量图.
解:
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5.2.8
解:
则
20
5.4.1
21
解: