第二章 部分作业答案
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2.3.7 计算图2.28所示电路中的电流I3。
解:上图的等效电路如下图所示。
利用结点电压法:
U11?IS?2ReqU?UA1?(?0.8)??1.2A UA??1.5??0.8V,I1?1111Req1.5??1ReqR41.5则在原图中,I3?1I1?0.6A 22.3.9 试用电压源与电流源等效变换的方法计算图2.30中2?电阻中的电流I。
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解:电路的等效变换过程如下:
(a)
(b)
(c) (d)
I?6?1A 4?22.4.2 试用支路电流法或结点电压法求图示电路中的各支路电流,并求三个电源的输出功率和负载电阻RL取用的功率。0.8?和0.4?分别为两个电压源的内阻。
解:(1)利用结点电压法:
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120116??100.80.4UA??112.5V 111??0.80.44(2)I1?112.5120?112.5116?112.5?28.125A ?9.375A, I2??8.75A, I?40.80.4(3)三个电源的功率:
P120??120?9.375??1125W,P116??116?8.75??1015W,P10??112.5?10??1125W
PRL?28.1252?4?3164W
2.5.2 试用结点电压法求图2.33所示电路中的各支路电流。
解:电路的等效电路如下图所示
2510025??505050?50V 利用结点电压法,则有:UA?111??50505025?50100?5025?50??0.5A,Ib??1A,Ic???0.5A 则:Ia?5050502.5.3 试用结点电压法例2.6.3的图2.6.3(a)所示电路中A点的电位。
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解:电路的等效电路如下图所示:
5050?105??14.3V 利用结点电压法,则有:UA?111??105202.6.5 应用叠加原理计算图2.37所示电路中各支路电流和各元件(电源和电阻)两端的电压,并说明功率平衡关系。
解:(1)当10A电流源单独作用时,电路如图所示
''I?10A,I2?I4?'14?10?8A,I3'?0,I5'?1?10?2A 1?41?4'U1'?2?10?20V,U2?1?8?8V
,U3'?0,U5'?4?2?8V
UI's?U1'?U2'?20?8?28V共9页 第4页
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(2)当10V电压源单独作用时,电路如图所示
\I1\?0,I2??1010??2A,I3\?10?2A,I4\??2?2??4A,I5\??2A 1?41?45,U3?10V, U5?4?2?8V,UIs\\U1\?0,U2\??2V(2)由叠加原理得:
\?U5\?8V
I1?I1'?I1\?10A,I2?I2'?I2\?8?2?6A,I3?I3'?I3\?2A,
\I4?I4'?I4?8?4?4A,I5?I5'?I5\?2?2?4A
'\U1?U1'?U1\?20V,U2?U2?U2?8?2?6V,U3?U3'?U3\?10V,
U5?U5'?U5\?8?8?16V, UIs?UI's?UI\s?28?8?36V
整个电路的功率和: ∵
?P??10?36?4?10?10?20?6?6?2?10?4?16?0
∵整个电路功率平衡。
2.7.5 图2.39所示电路是常见的分压电路,试用戴维宁定理和诺顿定理分别求负载电流IL。
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解:(1)利用戴维宁定理
断开RL所在支路,电路如图(a)所示:Uab?除源电路如图(b)所示:R0?R1R2?25?
R1?R2Uab110??1.47A
R0?RL25?50R2U?110V
R1?R2戴维南等效电路如图(c)所示:IL?
(a) (b) (c)
(2)利用诺顿定理
将RL所在支路短路,电路如图(d)所示:Iab?R0?R1R2?25?
R1?R2R025Iab??4.4?1.47A
R0?RL25?50U220??4.4A R150诺顿等效电路如图(e)所示:IL?
(d) (e)
2.7.10 电路如图2.44所示,试计算图示电路中电阻RL上的电流IL (1)用戴维宁定理;
(2)用诺顿定理。
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解:(1)利用戴维宁定理
断开RL所在支路,电路如图(a)所示:
(a)
Va?32V,Vb?IR3?2?8?16V
Uo?Va?Vb?32?16?16V
除源电路如图(b)所示:R0?R3?8?
Uo16??0.5A
R0?RL8?24戴维南等效电路如图(c)所示:IL?
(b) (c)
(2)利用诺顿定理
将RL所在支路短路,电路如图(d)所示。
I3?U32??4A,ISCR38?I3?I?4?2?2A ?R3?8?
由除源电路如图(b):R0共9页 第7页
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(d)
诺顿等效电路如图(e)所示:IL?RoISC8?2??0.5A
R0?RL8?24
(e)
2.7.11 电路如图2.454所示,当R?4?时,I?2A。求当R?9?时,I等于多少?
解:由戴维南定理可知R所在支路以外的其他电路可以用一个电压源等效代替,其除源等效电路如图所示:
R0?R2R4?1?
R2?R4共9页 第8页
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戴维南等效电路如下图所示:
由R?4?时,I?2A得:开路电压Uab?(R0?RL)I?(1?4)?2?10V
Uab10??1A
(R0?RL)1?9'
当R?9?时,I?2.7.13 两个相同的有源二端网络N与N联接如图2.47(a)所示,测得U1?4V。若联接如图2.47(b)所示,则测得电流I1?1A。试求联接如图2.47(c)所示时的电流I1为多少?
解:由戴维南定理可知,有源二端网络可以用一个电压源等效代替。
由图(a)知:等效电压源的电动势E?U1?4V; 由图(b)知:等效电压源的内阻R0?E4??4?; I11 则在图(c)中,I1?4?0.8A 4?1共9页 第9页