1 电路得基本概念与定律
1、5 电源有载工作、开路与短路
1、5、1
在图1中,五个元件代表电源与负载。电流与电压得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
I1 = ?4A U1 = 140V U4 = ?I2 = 6A U2 = ?90V U5 = I3 = 10A U3 = 60V
30V
1 试标出各电流得实际方向与各电压得实际极性。卫櫥縟钧饴设竊。 80V
2 判断哪些元件就是电源？哪些就是负载？
3 计算各元件得功率，电源发出得功率与负载取用得功率就是否平衡？ [解]:
2 元件1，2为电源；3，4，5为负载。 3 P1 = U1I1 = 140 × (?4)W = ?560W P2 = U2I2 = (?90) × 6W = 1100?540W P3 = U3I3 = 60 × 10W = 600W錫郧抟帱櫝顽岭。 P4 = U4I1 = (?80) × (?4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 × 6W = 180W齋癞条诫顰獰斕。 W
负载取用功率 1100W
两者平衡
电 源 发 出 功 率 PE =P = P3 + P4 + P5 = P1 + P2 = 1、5、2
在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA、试确定电路元件3中得电流I3与其两端 电压U3，并说明它就是电源还就是负载。校验整个电路得功率就是否平衡。鎖伛农魯税呒埙。[解] 首先根据基尔霍夫电流定律列出
图 2: 习题1、
5、2图
?I1 + I2 ? I3 = 0
?3 + 1 ? I3 = 0
可求得I3 = ?2mA, I3得实际方向与图中得参考方向相反。 根据基尔霍夫电流定律可得
U3 = (30 + 10 × 103 × 3 × 10?3 )V = 60V
其次确定电源还就是负载：
1 从电压与电流得实际方向判定：电路元件3 电流I3 从“+”端流出,故为电源; 80V元件 30V元件
电流I2 从“+”端流出，故为电源； 电流I1 从“+”端流出，故为负载。2 从电压与电流得参考方向判别：
电路元件3 U3 与I3得参考方向相同P = U3 I3 = 60 × (?2) × 10?3W =铫臍褲訛驺银骋。 ?120 × 10?3W （负值），故为电源； 80V元 件 U2 与I2得 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 × 1 × 10?3W =鋦溝惯讒据覷厣。 80 × 10?3W （正值），故为电源；
30V元件 U1 与I1参考方向相同P = U1I1 = 30 × 3 × 10?3 W = 90 ×暫擇缝誆眾阖骗。 10?3W （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:
PR1 = PR2 =
2 2R1I1 = 10 × 3 mW = 90mW
2 2R2I= 20 × 1 mW = 20mW2 电源发出功率:
PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW
负载取用与电阻损耗功率:
P = U1I1 + R1 I 2 + R2运鍋淵厅濱厢鸪。I 2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW1 2
两者平衡 1、5、3
有一直流电源，其额定功率PN = 200W ，额定电压UN = 50V 。内阻R0 = 0、5?，负载电阻R可以调节。其电路如教材图1、5、1所示试求： 1 额定工作状态下得电流及负载电阻； 2 开路状态下得电源端电压； 3 电源短路状态下得电流。 [解]
50 PN 200
A = 4A, 负载电阻R = = ? = 12、5? (1) 额定电流IN = =UN 50 UN 4
IN
(2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 × 0、5)V = 52V级钞辽镪淨頃谄。(3) 电源短路电流IS = E 52 = R0 0
、5 A = 104A1、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，其输出电压得变化率为千分之一遞鳥實饼鵡璽羥。（即?U = U0 ? = 0、1%),试求该电源得内阻。UN
UN
[解] 电源空载电压U0 即为其电动势E，故可先求出U0 ，而后由U = E ? R0I ，求
内阻R0。由此得
U0 ? UN
UN
U0 ? 30 30 = ?U = 0、1 %
U0 = E = 30、03V再由
U = E ? R0I
30 = 30、03 ? R0 × 2
得出
R0 = 0、015?
1、5、6
一只110V 、8W 得指示灯，现在要接在380V 得电源上，问要串多大阻值得 电阻？该电阻应选多大瓦数得？蟻譴吴丽擋潑傳。 [解] 由指示灯得额定值求额定状态下得电流IN 与电阻RN ：
8 UN 110
= ? = 1507? = A = 0、073A R= I N N = U N 110 IN 0、073
PN 在380V 电源上指示灯仍保持110V 额定电压，所串电阻其额定功率
R = UN
U ? IN
380 ? = 110
0、073 ? = 3700?
22
PN = RI N = 3700 × (0、073)W = 19、6W故可选用额定值为3、7K ?、20W 得电阻。
1、5、8
图3所示得就是用变阻器R调节直流电机励磁电流If 得电路。设电机励磁绕组 得电阻为315?,其额定电压为220V ,如果要求励磁电流在0、35 ～ 0、7A得范围内变 动，试在下列三个变阻器中选用一个合适得:轭鲵疯誕轆譜禮。 (1) 1000?、0、5A；(2)
[解] 当R = 0时 当I = 0、7A35A时
220 I = 315 = 0、R + 315 = 220
200?、1A；(3) 350?、1A。
0、35 = 630?
R = (630 ? 315) = 315?
因此，只能选用350?、1A得变阻器。
图 3: 习题1、
5、8图
1、5、11
图4所示得就是电阻应变仪中测量电桥得原理电路。Rx就是电阻应变片，粘附 在被测零件上。当零件发生变形（伸长或缩短）时，Rx得阻值随之而改变，这 反映在输出信号Uo 上。在测量前如果把各个电阻调节到Rx = 100?，R1 = R2 =坠斷围妫鸡寿鲠。时，如果测出:
R1 Rx
200?，R3 = 100?，这时满足= 得电桥平衡条件，Uo = 0。在进行测量R3 R2 (1) Uo = +1mV ；(2) Uo = ?1mV ；试计算两种情况下得?Rx。Uo 极性得改 变反映了什么？设电源电压U 就是直流3V 。铖鯖滟繕釀鯊睾。 [解] (1) Uo = +1mV
图 4: 习题1、5、
11图 应用基尔霍夫电压定律可列出:
Uab + Ubd + Uda = 0
Uab + Uo ? Uad = 0
或
U U
Rx + Uo ? = 0
2 Rx + R3
3Rx + 0、001 ? 1、5 = 0Rx + 100
《电工学》上册课后答案解析
