《电工学》第六版上下册课后答案详解.doc

1 电路的基本概念与定律 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 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]: 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 = ?540W P3 = U3I3 = 60 × 10W = 600W P4 = U4I1 = (?80) × (?4)W = 320W P5 = U5I2 = 30 × 6W = 180W P1 + P2 = 1100W 负载取用功率 P = P3 + P4 + P5 = 1100W 两者平衡  电 源 发 出 功 率 PE =  1.5.2 在图2中，已知I1 = 3mA,I2 = 1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端 电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。 [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 U3 = (30 + 10 × 103 × 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I3 从“+”端流出,故为电源; 电流I2 从“+”端流出，故为电源； 电流I1 从“+”端流出，故为负载。  2 从电压和电流的参考方向判别： 电路元件3 U3 和I3的参考方向相同P = U3 I3 = 60 × (?2) × 10?3W = ?120 × 10?3W （负值），故为电源； 80V元 件 U2 和I2的 参 考 方 向 相 反P = U2I2 = 80 × 1 × 10?3W = 80 × 10?3W （正值），故为电源； 30V元件 U1 和I1参考方向相同P = U1I1 = 30 × 3 × 10?3 W = 90 × 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: 2 2 PR1 = R1I1 = 10 × 3 mW = 90mW 2 2 PR2 = R2I2 = 20 × 1 mW = 20mW 电源发出功率: PE = U2 I2 + U3 I3 = (80 + 120)mW = 200mW 负载取用和电阻损耗功率: P = U1I1 + R1 I 2 + R2I 2 = (90 + 90 + 20)mW = 200mW 1 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] PN (1) 额定电流IN = UN 200 = 50 A = 4A, 负载电阻R = UN IN 50 = ? = 12.5? 4  (2) 电源开路电压U0 = E = UN + IN R0 = (50 + 4 × 0.5)V = 52V E (3) 电源短路电流IS = R0 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 = U0 ? UN UN = 0.1%),试求该电源的内阻。 [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 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的 电阻？该电阻应选多大瓦数的？ [解] 由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN 和电阻RN ： I = PN N 8 UN = A = 0.073A RN = 110 IN 110 = ? = 1507? 0.07