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1-1图示电路中,3个元件代表电源和负载。电流的参考方向和电压的参考方向极性如图所示,今通过实验得知:i1=-4A, i2=4A, i3=4A;
u1=140V, u2=-90V, u3=50V。
(1) 试标出各电流的实际方向、各电压的实际极性;
(2) 计算各元件的功率,并说明哪些元件是提供功率,哪些元件是吸收功率?
[解:]根据题意各电流的实际方向、各电压的实际极性如图(b)示
i2 i2 u2 u2 + - - +
i1 p2 + + + + u3 u1 p1 u p3u 3 1
- - - - 电流的实际方向 i3 i3
习题1-1图 (b)
关联:p1=u1i1=-560(W),发出(提供)功率; 非关联:p2=-u2i2=360(W), 吸收功率; 关联:p3=u3i3=200(W), 吸收功率。
1-2图示电路中,若:(1)b、c两点用导线相连;(2)b、d两点接地;(3)两条支路不相连。试比较a、c两点电位的高低。
[解:] (1)b、c两点用导线相连;a点高于c点;
a c 1.5V
(2)b、d两点接地;c点高于a点0.5V;
+ +
(3)两条支路不相连;无法比较。
1.5V 2V
- -
b d
习题1-2图
1-3一个标明220V、25W的灯泡,如果把它接在110V的电源上,它消耗的功率是多少?(假设灯泡的电阻是线性的)
U21102U248400??25?6.25(W) ?1936(?)[解:] ∵R== ∴P??RP220225
1-4试写出图示电路中电压u的表达式,设us、i、R已知。
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- us + i R - + u
(a)
i + R + us - u (b)
- 习题1-4图
[解:] 根据KVL(a)中u=us+Ri; (b)中u=us-Ri;
1-5图示电路中电压源uS1= uS2= uS3=2V,R1= R2= R3=3Ω,求uab、ubc、uca。
a
[解:]选择图示回路并设定其电流方向与绕行
+ R3 方向一致;有 3RI=- uS uS1 uS3 + - c
则 I=-(A); 再由KVL:
R1 9I 24 uab?uS1?R1I?2???1.33(V)
33b
R2 + uS2 -
习题1-5图
- 2ubc??uS2?R2I??2?2?1.33(V) 32??2.66(V) 3uca?uS3?R3I?2?
1-6图示直流电源电路中,试求:(1)开关S断开时电路各段的电流I1、I2及I3;(2)S闭合后的电流I2和ISC;(3)S闭合后电路各段的电压U、U1、U2和U3。 [解:]
220V 1Ω (1)开关S断开时 - + + U I1?I2?I3??2(A)
1?24?55?30I1 I3 55Ω (2)S闭合后
24Ω 30Ω - I2 220_ Isc S _ I2?0 ISC??4(A) + U1 + U3
+ U2 _ 2201?24?30习题1-6图
(2)S闭合后:∵I1?I3?ISC?4(A) ∴U1?24?ISC?96(V)
(V) U2=0 U3?30?4?120(V) U?U1?U2?U3?96?120?2161-7一只110V、8W的指示灯要接在380V的电源上,需要串联多大量值的电阻?
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该电阻应选用多大功率?
[解:]由KVL可知,串联的电阻上的电压、电流:
UR=380-110=270(V) I?P8(A) ?U110
R?UR270?110??3712.5(?)I82270?110?8?PR?RI2????=19.636(W)
8?110?
1-8图示支流电源电路可用来测量电源的电动势E和内阻RS。图中R1=28.7Ω,R2=57.7Ω。当开关S1闭合、S2断开时,电流表的读数为0.2A;当开关S1断开、S2闭合时,电流表的读数为0.1A。试求E和RS。 [解:]由KVL可列方程: A E=(R1+RS)×0.2 + E=(R2+RS)×0.1 E R 1 R 2 E=28.7×0.2+RS×0.2 - E=57.7×0.1+RS×0.1
RS S 2 解之:E=11.54-5.74=5.8(V) 1 S RS?5.8?5.77?0.3(?)
0.1 习题1-8图
1-9图示为测量直流电压的电位计电路,其中US=3V,R3=44Ω。当调节滑动触头使R1=70Ω、R2=30Ω时,检流计中无电流通过,试求被测电压Ux之值。
R3 - US + [解:]∵检流计中无电流通过,∴为单回路电路,
由分压公式:
R1 R2 Ux?R2?Us3??30?0.625(V)
R1?R2?R3144 - Ux + 习题1-9图
1-10图示电路中,已知US=12V,Uce=-4V,Rc=5KΩ,Rb=200KΩ,Ueb=0,试求:Ic、Ib及Ie。
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[解:]根据KVL: I c R
c- Rb Us?Uce12?4c US Ib Ic?b Ie e +
Rc?5?103?1.6?10?3(A)Ib?
Us12?3??0.06?10(A)Rb200?103习题1-10图
Ie?Ib?Ic?(1.6?0.06)?10?3?1.66?10?3(A)
1-11图示电路是直流电源电路的一部分。(1)如果a、b两点等电位,试求ab支路的电流;(2)如果ab支路的电流为零,试求a、b两点间的电压。 [解:] (1)∵a、b两点等电位:Uab=0
R1 a R2 ∴Uab??RI?US?0
R≠0 I U I?S + - Us R R 3 R 4 (2)ab支路的电流为零:I=0 b 习题1-11图 Uab?US?0?US
1-12图示为直流电源电路。(1)试求图(a)中的Uab;(2)要使图(b)中US所在支路电流为零,US应为多少?
c
+ + I 0.1Ω 0.1Ω 10V 10V
a 0.9Ω + 0.9Ω - -
a US 0.1Ω 0.1Ω S
- b b
b (a) (b)
习题1-12图 [解:] 图(a)中∵I=
10?10(A) ∴Uab?0.9?I?9(V) 1图(b)中US所在支路电流为零:US?Ucb?9(V)
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1-13已知图示电路中?a?100V,?b??30V,i?0,试求R。 20 Ω c 40 Ω [解:]∵i=0, ∴Uco=0, R d a b
??303i2 i1 i4 i1=?b???(A)
i 10Ω 4040430Ω i3 i2?i1?i?i1?(A) O 4 习题1-13图 Udc?20i2?15(V) ?d?Udo?15(V) ,
3i3??d30?15(A) ,i4?i3?i2?(A), Uad??a??d?100?15?85(V) 24∴R?Uad85??17?4?68(?) 5i441-14试求图示电路中的?a。
1Ω a [解:]∵KCLa:i1?1?i
i1 1A + 2V 3Ω i - ∴KVL: ?1?i1?3?i?2 式可为 ?(1?i)?3i?2 i? 习题1-14图
3(A) 4?a?3i?3?39??2.25(V) 441-15试求图示电路中的uab。
+ 2V [解:]∵KVL:4I?2?4 +-+ - 2V ∴ I??0.5(A) 4V a 2 Ω I 2 Ω b Uab??2?4?2I?1(V)
习题1-15图
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