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电工学少学时第三版张南主编课后练习答案第一章(末)

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I=30/5=6(A)I1?I4?6//(1?2)6?6??3(A)6??4?6//(1?2)?12

I2?I?I1?6?3?3(A) (或者再用一次分流公式)

3?1(A)6?3I4?I2?I3?2(A) (或者再用一次分流公式)I3?3?Ube?I1?6?3?6?18(V)Uce?I3?6?1?6?6(V)Ude?I4?2?2?2?4(V)例1-2:在图1-1-11中,已知Iab=3A,求Ucd。

cI+ aIabIan1?1 ?b3?Ucdd-6?n 6?m 3?

图1-1-11

本题属于已知分(电流)求总(电压)类型,处理这类题型时,常按如下思路: ① 利用总电压等于各分段电压之和求Uan。 Uan?1?Iab?6//3?Iab?1?Iab?12(V) ② 利用欧姆定律求Ian。

Ian?12?2(A) 6③ 利用KCL求I。 I?Iab?Ian?3?2?5(A)

④ 利用总电压等于各分段电压之和求Ucd。Ucd?3?I?Uan?15?12?27(V)

2. 电位的计算

电位的概念在电工技术特别是电子技术中常用,在计算电位时应注意以下三点:

(1) 电路中某点的电位是指该点与参考点之间的电位差,又称电压,根据这一规律,求

电位可以转变为求两点间的电压。

(2)求电压首先想到前面已述的电压降准则,某分段的电压也有可能与通过该段的电流

有关,求电流又和相关回路及相关电压发生联系。

(3)有的题目参考点给出,有的题目参考点隐含(实际存在),这就要改画电路,画出参

考点。

例1-3:在图1-1-12中,已知电路及参数,求VA、VB及UAB。

解:此题参考点已画出,根据前述思路,先求回路电流,后求VA、VB及UAB。R无电流流

过,电压降为零。

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BA-6v+b6v++--I-+3Va3V2?+12v-c R1?

O

图1-1-12

12?(6?3)3??1(A)2?13 VA?UAO?3?3?(1?I)?0?3?3?1?7(V) I? VB?UBO?(?6)?(?12)?(2?(?I)?(?6)?12?2?4(V) UAB?VA?VB?7?4?3(V)

或UAB?3?(?6)?6?3(V)(电压降准则) 例1-4:求图1-1-13(a)中B点的电位VB(R'?R'')

12?+36V 10?8?-24VR'R''B

图1-1-13(a)

解:此题参考点隐含,实际存在,改画成普通电路,如图1-1-13(b)所示,先求回路电流,

然后根据电压降准则求UBO(VB)

12?+36V- 10?8?-24V+IR'R''B

O

图1-1-13(b)

36?2460??2(A)12?10?830

??VB?UBO?R?I?8?I?(?24)?5?2?8?2?24?2(V)I?或者VB?UBO?R??(?I)?12?(?I)?36?5?(?2)?12?(?2)?36?2(V)

3. 多电源作用的电路

多电源作用的电路种类繁多,一般说来,能化简先化简,化简之后定方法,大致有下面几种情况:

(1)利用单一方法(如支路电流法)求之。

(2)宏观上用某种方法,如等效电源法,而微观上求开路电压Uab时,又有可能用到叠

1-10

加法、电源转换法等。

(3)电路结构比较复杂,必要时分块化简,最后便一目了然。 (4)若题目可用几种方法求解,要选择最佳方法。

例1-5:图1-1-14(a)电路中,有多少条支路,多少个结点,多少回路,多少网孔?列出支路电流法解题方程。

R1+R2+-+R1I1bI2R2+U1-U3-++R 5R3 - R4U2U1-R 5U3-++R6 aR3 -cI3I5-U2R6 dI6 (a) (b)

图1-1-14

解:① 有6条支路(b=6),4个结点(n=4),6个回路,3个网孔(m=3)。

② 各支路电流的正方向如图1-1-14(b)所示,因为有6个未知电流,故要列6个方程,KCL列(n-1)3个方程,KVL列(6-3)3个方程(m=3)。

③ 对结点a:I4?I1?I3?0…………………………………(1) 对结点b:I1?I2?I5?0 ………………………………(2) 对结点c:I3?I5?I6?0 ………………………………(3) 选定三个回路(网孔)的绕行方向,根据?U?0列KVL方程

对abca回路:(?U1)?R1I1?R5I5?R3(?I3)?U3?0 ….…(4) 对bcdb回路:(R5I5)?(R6I6)?(?U2)?(R2I2)?0…………(5)

对acda回路:(?U3)?R3I3?R6I6?R4I4?(?U4)?0 …(6)

例1-6在图1-1-15(a)中,

① 求各支路电流;

② 确定各元件是电源还是负载; ③ 讨论这个电路模型的实用意义。

U4U4 R4I4I1baR12?+12v-R 28?+-8vR12?+12v-R38 ?U1

cI2R 28?I3fU1U2U2d+-8vR38 ?e

(a) (b)

图1-1-15

解:(1)设各支路电流的正方向如图1-1-15(b)所示

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a结点KCL:I1?I2?I3?0 ……………………………(1) abcda 回路KVL:R1(?I1)?U1?(?U2)?R2I2?0 ………(2) adefa 回路KVL:(?I2R2)?U2?(?I3R3)?0 …………(3) 代入R1,R2,R3及U1,U2数据,联立求解(1)(2)(3)得:

1I1?1A,说明假设的方向与实际方向相同。

31。 I2??A,说明假设的方向与实际方向相反(实际向下流)61I3?1A,说明假设的方向与实际方向相同。

6(2) 要确定电路中某元件是电源还是负载应按照如下准则判别:

① 元件两端实际电压降方向与电流实际流向相同,P>0(吸收功率)为负载。 ② 元件两端实际电压降方向与电流实际流向相反,P<0(发出功率)为电源。 所以:U1的电压降与电流实际流向相反,为电源。

U2的电压降与电流实际流向相同,为负载。

R1、R2、R3的实际电压降与电流实际流向都相同,因而都为负载。

(1) 这个电路模型在日常生活中常见,U1看作充电电源的电压,R1是U1的电阻;U2看作被充电的干电池组,R2是干电池组的内阻;R3是耗电负载(如收音机等)。

例1-7:求图1-1-16(a)中的电流I。

1?a 4? R3+3?R1-10VR2I1?R4R31?+10V-2A I1?R42A

(a) (b)

图1-1-16

解:对外电路(待求支路)而言,与理想电压源并接的3Ω电阻可以移去,故开路之;与理想的电流源串接的4Ω电阻可以移去,故短接之。原电路1-1-16(a)简化为1-1-16(b)的电路,求电流I的方法就有很多了。 解法1. 结点电压法

图1-1-16(b)中,a为独立结点, ab之间电压记为Uab。

Uab??R??I1R'Us10?21??6(V)11?11

I?Uab6??6(A)R41

解法2. 电源互换法

把10V电源及1Ω电阻(R3)化为电流源,如图1-1-16(c)所示。把10A、2A电流源合并处理,如图1-1-16(d)所示。在图1-1-16(d)中,根据分流公式:

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