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《电工学》秦曾煌第六版上下册高等教育出版社课后答案
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《电工学》秦曾煌第六版上下册高等教育出版社课后答案
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第第第1章章章 电电电路路路的的的基基基本本本概概概念念念与与与定定定律律律 3
第1.5节 电源有载工作、开路与短路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.1题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第1.5.3题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
第1.5.4题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
第1.5.6题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
第1.5.8题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
第1.5.11题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
第1.5.12题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
第1.6节 基尔霍夫定律 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第1.6.2题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第1.7节 电路中电位的概念及计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
第1.7.4题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1
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List of Figures
1 习题1.5.1图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 习题1.5.2图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 习题1.5.8图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4 习题1.5.11图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 习题1.5.12图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
6 习题1.6.2图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
7 习题1.7.4图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2
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1 电电电路路路的的的基基基本本本概概概念念念与与与定定定律律律
1.5 电电电源源源有有有载载载工工工作作作、、、开开开路路路与与与短短短路路路
1.5.1
在图1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
图 1: 习题1.5.1图
I
1
= −4A I
2
= 6A I
3
= 10A
U
1
= 140V U
2
= −90V U
3
= 60V
U
4
= −80V U
5
= 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?
[解解解]:
2 元件1,2为电源;3,4,5为负载。
3 P
1
= U
1
I
1
= 140 × (−4)W = −560W
P
2
= U
2
I
2
= (−90) × 6W = −540W
P
3
= U
3
I
3
= 60 × 10W = 600W
P
4
= U
4
I
1
= (−80) × (−4)W = 320W
P
5
= U
5
I
2
= 30 × 6W = 180W
电 源 发 出 功 率 P
E
=
P
1
+ P
2
= 1100W
负载取用功率 P = P
3
+ P
4
+ P
5
= 1100W
两者平衡
1.5.2
在图2中,已知I
1
= 3mA,I
2
= 1mA.试确定电路元件3中的电流I
3
和其两端
电压U
3
,并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。
3
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[解解解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出
图 2: 习题1.5.2图
−I
1
+ I
2
− I
3
= 0
−3 + 1 − I
3
= 0
可求得I
3
= −2mA, I
3
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
U
3
= (30 + 10 × 10
3
× 3 × 10
−3
)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
80V元件
30V元件
电流I
3
从“+”端流出,故为电源;
电流I
2
从“+”端流出,故为电源;
电流I
1
从“+”端流出,故为负载。
2 从电压和电流的参考方向判别:
电路元件3 U
3
和I
3
的参考方向相同P = U
3
I
3
= 60 × (−2) × 10
−3
W =
−120 × 10
−3
W (负值),故为电源;
80V元件 U
2
和I
2
的参考方向相反P = U
2
I
2
= 80 × 1 × 10
−3
W =
80 × 10
−3
W (正值),故为电源;
30V元件 U
1
和I
1
参考方向相同P = U
1
I
1
= 30 × 3 × 10
−3
W = 90 ×
10
−3
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:
P
R
1
= R
1
I
2
1
= 10 × 3
2
mW = 90mW
P
R
2
= R
2
I
2
2
= 20 × 1
2
mW = 20mW
4
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电源发出功率:
P
E
= U
2
I
2
+ U
3
I
3
= (80 + 120)mW = 200mW
负载取用和电阻损耗功率:
P = U
1
I
1
+ R
1
I
2
1
+ R
2
I
2
2
= (90 + 90 + 20)mW = 200mW
两者平衡
1.5.3
有一直流电源,其额定功率P
N
= 200W ,额定电压U
N
= 50V 。内阻R
0
=
0.5Ω,负载电阻R可以调节。其电路如教材图1.5.1所示试求:
1 额定工作状态下的电流及负载电阻;
2 开路状态下的电源端电压;
3 电源短路状态下的电流。
[解解解]
(1) 额定电流I
N
=
P
N
U
N
=
200
50
A = 4A, 负载电阻R =
U
N
I
N
=
50
4
Ω = 12.5Ω
(2) 电源开路电压U
0
= E = U
N
+ I
N
R
0
= (50 + 4 × 0.5)V = 52V
(3) 电源短路电流I
S
=
E
R
0
=
52
0.5
A = 104A
1.5.4
有一台直流稳压电源,其额定输出电压为30V ,额定输出电流为2A,从空载
到额定负载,其输出电压的变化率为千分之一
(即∆U =
U
0
− U
N
U
N
= 0.1%),试求该电源的内阻。
[解解解] 电源空载电压U
0
即为其电动势E,故可先求出U
0
,而后由U = E − R
0
I,求
内阻R
0
。
U
0
− U
N
U
N
= ∆U
U
0
− 30
30
= 0.1 %
由此得
U
0
= E = 30.03V
5
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