电工学电工技术答案艾永乐主编.docx

1、1第二章 电阻电路的分析本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法，并运用这些方法分析计算各种电阻电路中的电流、电压和功率。本章基本要求1正确理解等效电路的概念，并利用等效变换化简电路。2 掌握电阻串、并联等效变换、电源的等效变换。3 电阻电路的分压公式和分流公式的应用。4运用支路电流法和结点电压法分析计算电路。5运用叠加定理分析计算电路。6熟练应用戴维宁定理分析计算电路。7应用戴维宁定理求解电路中负载电阻获得的最大功率。8学会含有受控源电路的分析计算。9了解非线性电阻电路的分析方法。本章习题解析2-1 求习题 2-1 所示电路的等效电阻，并求电流 I5。3 2 2 4 4 6 1 I5a+-

2、3 Vb3 2 2 2 6 1 I5a+-3 V解：电路可等效为题解 2-1 图由题解 2-1 图，应用串并联等效变换得5.1)6/2(/3ab R由分流公式 A315abRI2-2 题 2-2 图所示的为变阻器调节分压电路。 ，电源电压50LV，中间环节是变阻器。变阻器的规格是 100 3A 。今把它平分为20U题解 2-1 图题 2-1 图24 段，在图上用 a、b、c 、 d、e 等点标出。试求滑动触点分别在a、b、c、d 四点是，负载和变阻器所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的电流与其额定电流比较来说明使用时的安全问题。+-UdabceRL+-ULIL解：1）a 点： A0LUI

3、2.10eaR2) c 点： A A 75eqR93.752eqcI 47.1ecLIV5.73LU3) d 点： A A A 5eq4520eqdRUI 4.2LI6.1daIV120L4) e 点： A A V2.10eaRI 4.502LI20LU2-3 试求习题 2-3ab 之间的输入电阻。2 2 2 2 1 1 1 aba )2 1 2 3 abb )2 题 2-2 图题 2-3 图3解： a）图为两个 Y 型并联，都将其等效为连接，如题解 2-2 图 a） ，并且利用公式计算出图示结果。269.14/5)/245./8(ab Rb）图，3 电阻被短路，如题解 2-2 图 b).1/

4、a2 8 4 2 . 5 aba )2 1 2 abb )2 4 5 5 2-4 已知某线性无源网络，测得其电压为 5V 时，电流为 5mA，试画出其最简等效电路。解：等效为一个 100 的电阻，图略。25 在图 253 中，已知电压源 Us27V，电阻 R1R 26，R 3R 4R 52，R 6R 76。试求支路电流 I1、I 2 和 I3。解： 由电路可知， 、 、 、 和 组成电桥电路，且3R456R7，故它是平衡电桥，因此可将原电路等效变换为题解 24 图所示6473R电路。由欧姆定律，得 A375.82671I由分流公式得 ， 9312II 4961II题解 2-3 图题解 2-5

5、图3R462+- US 17I3R5462+- 题 2-5 图US 17I42-6 一个电源模型的电流为 12A、内阻为 0.5，试分别画出它的电流源模型和电压源模型（标出参考方向和参数） ，并求出它的开路电压 Uoc 和短路电流 。scI解：由题意刻画出题解 2-6 图 a） 、b）所示结果。1 2 A0 . 5 +-6 Vb ）0 . 5 开路电压 Uoc=6V 即为理想电压源的电压，短路电流 Isc=12A 为理想电流源的电流。2-7 一个电源的外特性如图 247 所示，试求其电压源模型和电流源模型（标出参考方向和计算参数） 。i / Au / VO1 991b ）1 0 A1 +-1

6、0 Va ）1 解：由题图给出的直线，建立其方程10iu容易知，其开路电压 Uoc=10V，等效电阻 Req=1可画出其等效电压源模型如题解 2-7 图 a）所示结果，再由电源的等效变换可到 b）图所示的等效电流源模型。2-8 试将图 28 中电压源模型等效变换成电流源模型，电流源模型等效变换成电压源模型。题解 2-6 图题解 2-7 图题 2-7 图5a ）+-8 V2 b ）6 A3 c ）6 V3 +-d ）8 A2 解：由电源的等效变换可将 4 个图分别化为题解 2-8 图d ）8 Ab ）+-1 8 V3 a ）4 V2 c ）6 V+-注意 c、d 图中的电阻不起作用。29 试用电

7、源的等效变换法将图 256 所示的各电路化简。解： 将原电路逐步等效变换，最终化简成最简电路，化简过程如图所示。题 2-8 图题解 2-8 图ab+_12V6a）3+_V912c)4A -+ 612Vab5b)5A +- 10Vabb18d)a4A98A题 2-9 图 25Aababab+_10V2或62A33A6210 电路如题 210 图所示，试用电源等效变换法求电流 I。解 首先利用电源的等效变换求出 电阻以左部分的最简等效电路，逐步1等效化简过程如题解 210 图所示。6d)4Aabab+_24V6或ab+_35V55b)7Aabab2A5 或5Aa)124Aab62A3Ab3I15C

8、2634c)2Aab _8V4或题解 2-9 图-+39V26 15A4A题 2-10 图I7在最简的等效电路中，由欧姆定律得 A4520I2-11 一个实际电源的内阻为 0.5，在不接负载时，测得其开路电压为24V。试求：1）电源的短路电流；2）当外接负载电阻为 11.5 时，负载的电流和功率。解：1）由题意可知该世界电源的模型如题解 2-11 图 a）所示短路电流A485.02scI2) 当外接负载电阻为 11.5 时，电路如题解 2-11b）所示1 1 . 5 +-2 4 VI0 . 5 45AabI+_20V4141A 4Aab题解 2-10 图22Aab4A 3I15C263233A

9、 65A3Ab3I15C263a24Abab+_4V44A8易得 A 25.104I负载电阻的功率 46W.RP2-12 支路电流求题 2-12 图所示电路的支路电流。+-+-I32 0 VI2I14 0 V1 0 1 0 2 0 a )+-2 A2 4 V3 6 b )6 解：a）该电路三条支路，需 3 个方程I3I I I+-I32 0 VI2I11 0 2 0 a )+-2 A2 4 V3 6 b )6 II1+-4 0 V1 0 对结点列写 KCL 0321II选网孔列写 KVL 4021I03联立，解得， ，A6.1I4.2IA2.13Ia）该电路三条支路，按理需 3 个方程，但观察

10、电路发现有一条无伴电流源支路，因此支路电流方程已知，只需列写两个方程。对结点列写 KCL题解 2-11 图题解 2-12 图题 2-12 图90231I选大回路列写 KVL 4631I联立，解得，A.1I.3I213 在题 213 图中，已知电压源 Us20V，电流源Is1=2A，I s2=3A，电阻 R13，R 22，R 31 ，R 44。试求各支路电流及各元件的功率，并验证电路的功率是否平衡。解 对 1、2、3 结点可列出 3 个独立的 KCL 方程为042311IIss对中间回路列写 KVL 方程为 01423IRIRUs联立方程，代入数据，可解得支路电流为A， A， A， A 41I2

11、I3I24I电阻消耗的功率为，W8321RIP W)1(22RIP，43644420V 电压源发出的功率为 023IUss2A 电流源发出的功率为 W243)(111 ssRI IPs3A 电流源发出的功率为4R123 SU题 2-13 图_+1sI 2sIII4R123 S题解 2-13图_+1s 2sIII213 10W63212 sRIUPs，故电路的功率平衡。发吸2-14 用支路电流法求解图 2-60 所示电路中 A 点的电位。2 k 1 k 5 k A- 1 2 V+ 8 V1+-I38 VI2I11 2 V5 k +-1 k 2 k AI I I解 题 2-14 图为电子电路中常见

12、的简化画法，将其改画为题解 2-14 图。指定电流的参考方向。对结点 1 列写 KCL 0321II对网孔列写 KVL21I8)5(3联立，解得， ， mA61I3142ImA34I2-15 在题 215 图所示电路中，Us19V，U s24V，I s=11A，R 13，R 22，R 36。试求 A 点的电位和各电源的功率，并指出是发出功率还是吸收功率。解 指定支路电流，如题解 2-15 图所示，采用结点电压法解本题。列结点电压方程为 21321 RUIRssA题 2-14 图 题解 2-14 图A2SU1R3R+_ +_ S sI题 2-15 图A2SU1R3R+_题解 2-15 图+_ sII