文档介绍：电路的基本概念和基本定律
习题解答
1-1 题1-1图所示电路,求各段电路的电压Uab及各元件的功率,并说明元件是消耗功率还是对外提供功率?
(a)
(b)
(d)
(e)
(f)
a
6V
-
+
b
2A
a
-8V
-
+
b
1A
a
-10V
-
+
b
-8A
(c)
a
-8V
-
+
b
-2A
a
16V
-
+
b
-2A
a
-6V
-
+
b
-1A
题1-1图
解根据功率计算公式及题给条件,得
(a)Uab=6V, P=6×2= 12W 消耗功率
(b)Uab=-8V,P=1×(-8)=-8W 提供功率
(c)Uab=-10V, P=-(-8)(-10)=-80W 提供功率
(d)Uab=-8V, P=-(-2)(-8)=-16W 提供功率
(e)Uab=-(-6)=6V, P=-(-1)(-6)=-6W 提供功率
(f)Uab=-16V, P=(-2)16=-32W 提供功率
1-2 在题1-2图所示各元件中,已知:元件A吸收66W功率,元件B发出25W功率;元件C吸收负68W功率,求iA、uB和iC。
题1-2图
6V
+
-
iA
A
uB
+
-
B
-5A
-4V
+
-
iC
C
解根据题意,对元件A,有
PA=6iA=66, iA==11A
对元件B,有
PB=-5uB=-25, uB==5V
对元件C,有
PC=-4iC=-68, iC==17A
1-3 题1-3图所示电路中,5个元件代表电源或负载。通过实验测量得知:I1=-2A,I 2=3A,I 3=5A,U1=70V,U2=-45V,U3=30V,U4=-40V,U 5=-15V。
(1)试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性?
(2)判断那些元件是电源;那些元件是负载?
题1-3图
+
-
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
1
5
4
3
2
(3)计算各元件的功率,验证功率平衡?
解(1)图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。、极性为各元件电压的实际极性。
(2)按实际方向判断元件的状态:U、I关联者为负载,U、I非关联者为电源。据此可判断元件1、2为电源,元件3、4为负载。也可按书上的方法判断如下:
P1=U1I1=70×(-2)=-140 W
P2=U2I2=-45× 3=-135 W
P3=U3I3=30× 5=150 W
P4=U4I1=-40×(-2)=80 W
P5=-U5I2=-(-15)×3=45 W
因为P1<0、P2<0,故元件1、2为电源;P3>0、P4>0、P5>0,故元件3、4、5为负载。
(3) 各元件的功率见(2),据此有
P1+P2+P3+P4+P5=-140-135+150+80+45=0
可知功率平衡。
I
5
2A
2
10V
+
-
题1-4图
1-4 求题1-4图所示电路中各元件的功率,并验证功率平衡。
解由欧姆定律及KCL,得
各元件的功率为
W
W
可知功率平衡。
1-5 题1-5图所示电路,写出各元件u与i的约束方程。
(a)
(b)
(d)
(e)
(f)
u
(c)
6V
-
+
i
6V
-
+
-
+
2A
题1-5图
-
+
i
u
-
+
i
30mH
-
+
i
20μF
u
u
-
+
i
u
+
-
u
i
解根据各元件的伏安关系及题给条件得
(a)u=-×103i (b)u=-30×10-3=-3×10-2
(c)i=-20×10-6=-2×10-5 (d)u=-6V
(e)i=2A (f)u=-6V
1-6 将额定电压为U0、额定功率为P0的电热丝(可看作线性电阻)切成长,然后加上电压U ,问此时电热丝消耗的功率P为多少?
解由题意可知,电热丝的原电阻为
R0=
切成长时的电阻为
R=R0
此时电热丝消耗的功率为
P====P0
1-7 题1-7图(a)电容中电流i的波形如图(b)所示,已知,试求t=1s、t=3s和t=5s时电容电压u 。
(b)
i/A
t/s
5
-5
1
2
3
4
5
6
0
(a)
i
u
+
-
C
2F