南京航空航天大学电工习题册答案

电工与电子技术 IElectrotechnics & Electronics

习题

1.5.1在下图中，五个元件代表电源或负载，电流和电压的参考方向如图所示，今通 过实验测量得知 I 1 4 A I2 6A I 3 10AU 1 140 V U 4 80V U 2 90V U 5 30V U 3 60V

(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？ U4 + 4 U5 + 5

+ U1 1 I1 I3 3 U3 U2 2 I2 +

+

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1.5.2 在下图中，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。I1 + 10kΩ 20kΩ + 3 U3 I2

I3U1

I3=-2A U3=60V

30V

+ 80V

U2

可知3是电源

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1.6.2 在图1.11所示的电路中，已知U1=10V,E1=4V,E2=2V, R1=4Ω ,R2=2Ω ,R3=5Ω ,1、2两点间处于开路状态， 试计算开路电压U2。+ R2

U1 I1 R2 +I 2 R1 +E1 I1 I 2 1A在回路abcd中

+U1 + E1 R1

E2+ U2

R3

图1.11 习题1.6.2的图

U2 I 2 R1 +E1 -E2 -I3 R3

U 2 6V

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1.6.3 在图1.12中，试求AB两点间的电压U。+ 6V R1 2Ω A + U R2 4Ω R3

4Ω B

R4 2Ω

U=2V

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1.7.3 在图1.14中，在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。1、S断开 12-(-12) I 36 VA=-4/3V 2、S闭合-12V12kΩ 4kΩ A I 20kΩ +12V -12V 12kΩ S 4kΩ I A

20kΩ +12V

12 I 24VA=2V

S

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2.3.2 求图示电路中各支路电流，并计算理想电流源的电压U1。 已知I1=3A,R2=12Ω ,R3=8Ω ,R4=12Ω ,R5=6Ω 。 I3

I1

+ U1

I5 I2 R3 I4 R2 R4 R5

I2=I3=-3/2A U1=-18V

I4=-1/2A

I5=-1A

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习题

2.3.5

试用电压源与电流源等效变换的方法计算图中2Ω电阻中的电流。 1Ω 4A1Ω

+ 6V3Ω

1Ω 1Ω I 2Ω

4V + I

18V + 6Ω

+ 6V3Ω

18V + 6Ω

2Ω

2Ω 2V + 2Ω

4V + I 2Ω1A 2A 3A 3Ω 6Ω

2Ω

I=1/3 A

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习题

2.4.2 分别用支路电流法及节点电压法求图示电路中的各支路电流。+ 4V 1Ω R1 I1 3Ω R2

+15V + I2

I18A RL 4Ω

U

R3 2Ω

I1 16,I 2 1 ,I -34 15 18 1 3 U 12 1 / R1 1 / R2 1 / RL

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习题

2.6.3 电路如图所示，E=12V,R1= R2=R3=R4,Uab=10V。 若将理想电压源除去后，试问这时Uab等于多少？

当电压源单独作用时Uab=E/4=3 根据叠加定理，电压源除去后Uab=10-3=7 V

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习题

2.7.4 已知E1=15V,E2=13V,E3=4V,R1= R2=R3=R4=1Ω ,R5=10Ω

。 (1)当开关S断开时，试求电阻R5上的电压U5和电流I5; (2)当开关S闭合后，试用戴维宁定理计算I5。I5 + E1 R1 + E2 R5 + E3 + E1 R1 + E2 R2 + U o R4 + E3 R3

+ U 5

R4S

R2

R3

S

(1)当开关S断开时，I5=0, U5=0(2) U o ( E2 E1 E2 R4 R2 ) E3 12 R1 R2 R3 R4

R0=R1//R2+R3//R4 =1

I5=12/(10+1)

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习题

2.7.5+ 5V

用戴维宁定理及诺顿定理计算I。2Ω I 4Ω 2Ω 3Ω 5A 5V + Uo + 4Ω 3Ω 5A 2Ω +Uo

2Ω

I

R0Is

(1) Uo 5 5 3 10I Uo 2 R0 2 Uo 2 R0 25 10 3 3

R0=3 + 5V

2Ω3Ω 5A

4Ω

I

√Is

( 2) I s 5

3 I I s =2 3+2

R0

2ΩI

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习题

2.8.1 用叠加原理求图示电路中的电流I1。

I1'+10V 2Ω 1Ω

+

2 I1'' ' 10 3 I1 2 I1

I1''2Ω 1Ω 3A

+

2 I1''

' I1 2

'' '' '' 2I1 (3 I1 ) 1 2I1 0 '' I1 -0.6

' '' I I1 I1 1.4

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习题

2.8.2

试求图示电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。

+Uo Is

Uo =10V

10=I s 1 ( I s 0.5 I ) 1 I =-I s R0 Uo / I s =1.5k

I s =10/1.5

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3.2.2 电路如图所示。求在开关S闭合瞬间(t=0+)各元件中的电流及其两端电压； 当电路达到稳态时又各等于多少？设在t=0-时，电路中的储能元件均未储能。

R1 i(0+) 1 u(0+) 2

L1 0 8

C1 1 0

R2 -1 -8

C2 1 0

L2 0 8

R1 i(∞) 1 u(∞) 2

L1 1 0

C1 0 8

R2 1 8

C2 0 8

L2 1 0

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习题

3.3.2 在图示电路中，I=10mA, R1=3kΩ , R2=3kΩ ,R3=6kΩ , C=2μ F。在开关S闭合前电路已处于稳态。 求在t≥0时uC和i1,并作出它们随时间的变化曲线。R2 i1

I

t=0

S

R1R3 + C uC

uC (0 ) uC (0 ) IR3 60V 2 ( R R / / R ) C 1 10 s uC ( ) 0V 1 2 3

uC uC ( ) [uC (0 ) uC ( )]e t / 60e 100t Vdu i1 C C 12e 100 t mA dt

uC i1 12e 100 t mA R1 R2 / / R3

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习题

3.3.4 在下图中，R1=2kΩ ,R2=1kΩ ,C=3µ F,I=1mA。 开关长时间闭合。当将开关断开后，试求电流源两端的电压。t=0+

u

I R1 C R2

uC (0 ) uC (0 )uC ( ) R1 I 2V

=I ( R1 / / R2 ) 2 / 3V

R1C 6 10 3 s

uC uC ( ) [uC (0 ) uC ( )]e t / 4 500 t /3 2 t /6 10 3 2 2 e 2 e V 3 3

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习题10kΩ

3.4.7 电路如图所示。换路前已处于稳态，试求换路后的uC。1mAt=0

S10kΩ

10μ F20kΩ

+ uC + 10V

uC (0 ) uC (0 ) 10VuC ( ) 5V

R0C 0.1s

uC uC ( ) [uC (0 ) uC ( )]e

t /

5 15e 10 t

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3.6.1 在图示电路中，R1=2Ω ,R2=1Ω ,L1=0.01H,L2=0.02H,E=6V。 (1)试求S1闭合后电路中电流i1和 i2的变化规律； (2)当S1闭合后电路达到稳定状态时再闭合S2,试求i1和 i2的变化规律。i1i1 R2 i2 L2

+E

S1

R1 L1 S2

+E

S1

R1 L1 S2

R2

i2 L2

(1) i1 (0 ) i1 (0 ) 0 A

L 0.03 0.01s R 1 2t

i1 ( ) 2 A

i1 i1 ( ) [i1 (0 ) i1 ( )]e(2 ) 1

2 2 e 100t i2L2 0.02 0.02s R2 1

L1 0.01 0.005s R1 2

2

i1 3 e 200t

i2 2 e 50t

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习题

3.6.2电路如图所示，在换路前以处于稳态。当将开关从1的位置 合到2的位置后，试求iL和i,并作出它们的变化曲线。 (1)求iL6 i L (0 ) i L (0 ) A 5L 3 9 s R0 1 1 / /2 5

6 i L ( ) A 5iL iL ( ) [iL (0 ) iL ( )]e t

6 12 e 5 5

5 t 9

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习题

3.6.2电路如图所示，在换路前以处于稳态。当将开关从1的位置 合到2的位置后，试求iL和i,并作出它们的变化曲线。 (2)求i9 i (0 ) i (0 ) A 53=i(0 ) 1 [i(0 ) iL (0 )] 21 i (0 )= A 5

也可以这样求idi L 3=i 1 i L 1+L dt i=

9 s 5

9 i ( ) A 5i i ( ) [i (0 ) i ( )]e t

8 9 18 e 5 5

5 t 9

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习题

4.2.1图示为时间t=0时电压和电流的相量图，已知U=220V,I1=10A, I2= 5 2 A,试分别用三角函数式及复数式表示各正弦量。I145

U

i I Im I u U Um U

2 2

I2