第1章 电路的基本概念与定律-习题参考解答[8页]

第1章 电路的基本概念和定律

习题参考解答

1-1 由4个元件构成的电路如图1-32所示。已知元件1是电源，产生功率600W；元件2、3和4是消耗电能的负载，元件3和4的功率分别为400W和150W，电流I=2A。 （1）求元件2的功率；

（2）求各元件上的电压，并标出电压的真实极性；

（3）用电源符号和电阻符号画出电路模型，并求出各电阻值。

2I++312I–+3R2IR31+U1–4––4+–R4

图1-32习题1-1图 解题1-1图（a） 解题1-1图（b）

解：（1）求元件2的功率

P1??600W,P3?400W,P4?150WP1?P2?P3?P4?0?P2??P1?P3?P4?600?400?150?50W

（2）求各元件上的电压

①元件1产生功率，设其电压极性为上正下负， 此时电压和电流为非关联方向，所以

P1??U1I?U1??P?6001???300V I2电压值为正，故所设极性即为真实极性；

②元件2消耗功率，设其电压极性为左正右负，此时电压和电流为关联方向，所以

P2?U2I?U2?P250??25V，电压值为正，故所设极性即为真实极性； I2③元件3消耗功率，设其电压极性为上正下负，此时电压和电流为关联方向，所以

P3?U3I?U3?P3400??200V，电压值为正，故所设极性即为真实极性； I2④元件4消耗功率，设其电压极性为右正左负，此时电压和电流为关联方向，所以

P4?U4I?U4?P4150??75V，电压值为正，故所设极性即为真实极性； I2电压的真实极性见解题1-1图（a）所示。

（3）画电路模型

元件2，元件3，元件4为电阻，且电压和电流方向为关联方向，所以有：

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R2?UU225U20075??12.5?，R3?3??100?，R4?4??37.5? I2I2I2元件1为电源，电路模型见解题1-1图（b）所示。

1-2 在图1-33所示电路中，已知US1=30V，US2=6V，US3=12V，R1=2.5Ω，R2=2Ω，R3=0.5Ω，

R4=7Ω，电流参考方向如图中所标，以n点为参考点，求各点电位和电压UAB、UBC、UDA。

A+-US130 VR22 ?mUS2B6 VR30.5 ?nUS312 VR47 ?ICpR12.5 ?D

图1-33 习题1-2图

解：首先求解电路中的电流，可根据KVL，得：（R1?R2?R3?R4）I?US1?US2?US3?0?I?US1?US2?US330?6?12??1AR1?R2?R3?R42.5?2?0.5?7所以UDp?2.5V,UAm?2V,UBn?0.5V,UCD?7V?UAB?UAm?UmB?2?6?8V,UAC?UBn?UnC?0.5?12?12.5V,UDA?UDp?UpA?2.5?30??27.5V,UAn?UAm?UmB?UBn?2?6?0.5?8.5V,Umn?UmB?UBn?6?0.5?6.5V,UBn?0.5V,UCn??UnC??US3??12V,UDn?UDC?UCn??7?12??19V,Upn?UpD?UDC?UCn??2.5?19??21.5V以n点为参考点，有VA=8.5V，Vm=6.5V，VB=0.5V，VC=-12V，VD=-19V，VI=-21.5V

1-3求图1-34所示电路中A、B、C、D元件的功率。问哪个元件为电源？哪个元件为负载？哪个元件在吸收功率？哪个元件在产生功率？电路是否满足功率平衡条件？

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I1+5 A+A-UBB--10 VUA30 VI23 AI3-2 A++UCUDCD40 V40 V--

图1-34 习题1-3图

解：PA??UA?I1??150W （产生功率）（电源） PB?UB?I1??50W （产生功率）（电源） PC?UC?I2?120W （吸收功率）（负载）

PD??UD?I2?80W （吸收功率）（负载） PA?PB?PC?PD?0 所以此电路功率平衡。 总?P电源（产生功率）：A、B元件；负载（吸收功率）：C、D元件；电路满足功率平衡条件。

1-4图1-35所示电路，试求：

（1）取VG=0，求各点电位和电压UAF、UCE、UBE、UBF、UCA 。 （2）取VD=0，求各点电位和电压UAF、UCE、UBE、UBF、UCA 。

A+1 V-B+2 V-+100 V-1 V+F-4 V+90 V-GE-2 V+DC 图1-35 习题1-4图

解：UAF= UAG + UGF =100-1=99 V，

UCE= UCD + UDE =90+2=92 V，

UBE= UBC + UCD +UDE = UBC + UCE =2+92=94 V，

UBF= UBC + UCD +UDE+ UEF = UBE + UEF =94+4=98 V， UCA= UCB + UBA=-2-1=-3 V；

(1) VG=0时，VA=100 V，VB=99 V，VC=97 V，VD=7 V，VE=5 V，VF=1 V，UAF=99 V，UCE=92 V，UBE=94 V，UBF=98 V，UCA=-3 V；

(2) VD=0时，VA=93 V，VB=92 V，VC=90 V， VE=-2 V，VF=-6 V，VG=-7 V，UAF=99 V，UCE=92 V，UBE=94 V，UBF=98 V，UCA=-3 V

1-5 一盏220V/40W的日光灯，求在220V电压作用下通过的电流？每天点亮5小时，问每月（按30天计算）消耗多少度电？若每度电费为0.45元，问每月需付电费多少元？

P40解：I???0.18A

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