张永瑞第四-前五章答案.ppt

第1章 电路基本概念　　1.1 图示一段电路N， 电流、 电压参考方向如图所示。 　　(1) 当t＝t1时， i(t1)=1 A, u(t1)=3 V, 求t=t1时N吸收的功率PN(t1)。　　(2) 当t＝t2时， i(t2)=－2 A, u(t2)=4 V, 求t=t2时N产生的功率PN(t2)。 　　解 （1） 因u(t)和i(t)参考方向关联， 所以N在t1时刻吸收的功率　　　　　　　PN(t1)=u(t1)i(t1)=3×1=3 W　　 （2） N在t时刻产生的功率　　　　　PN(t2)=－u(t2)i(t2)=－4×(－2)=8 W 题1.1图 　　1.2 在题1.2图所示的直流电路中， 各矩形框图泛指二端元件或二端电路， 已知I1＝3 A， I2＝－2 A， I3＝1 A， 电位Va＝8 V， Vb=6 V， Vc＝－3 V， Vd＝－9 V。 　 (1) 欲验证I1、 I2电流数值是否正确， 直流电流表应如何接入电路？并标明电流表极性。 　 (2) 求电压Uac、 Udb。要测量这两个电压， 应如何连接电压表？并标明电压表极性。 　 (3) 分别求元件1、 3、 5所吸收的功率P1、 P3、 P5。 　　解 (1) 电流表 A1、 A2 分别串联接入I1、 I2所在的两个支路， 使电流的实际方向从直流电流表的正极流入， 如题解1.2图所示。 题解1.2图 (2) 电压：　　　　　uac=Va－Vc=8－(－3)=11 V　　　　　udb=Vd－Vb=－9－6=－15 V测量这两个电压， 应将电压表 V1、 V2 分别并联到ac、 bd端， 使直流电压表的正极接实际的高电位端， 负极接实际的低电位端， 如解题1.2图所示。 题解1.2图 　　 (3) 根据元件1、 3、 5上电流、 电压参考方向是否关联选用计算吸收功率的公式， 再代入具体的电流、 电压的数值， 即得各元件上吸收的功率。 设元件1、 3、 5上吸收的功率分别为P1、P3、P5， 则　　P1=－I1Va=－3×8=－24 W　　P3=I3Vb=1×6=6 W　　P5=I2Vdc=I2(Vd－Vc)=－2×(－6)=12 W 　　1.3 图示一个3 A的理想电流源与不同的外电路相接， 求3 A电流源在以下三种情况下供出的功率Ps。 题解1.3图 　　解 在图示电路中设3 A电流源两端的电压U参考方向， 如题解1.3图所示。 U与3 A电流源参考方向非关联， 所以3 A电流源供出的功率　　　　　　　　　P=3×U　　图（a）： U=3×2=6 V→P=3×6=18 W；　　图（b）： U＝5 V→P=3×5=15 W；　　图（c）： U＝－10 V→P=3×(－10)=－30 W。 　　1.4 图示一个6 V的理想电压源与不同的外电路相接， 求6 V电压源在以下三种情况下提供的功率Ps。 题解1.4图 　　解 在图示电路设电流I参考方向， 如题解1.4图所示。 因I与Us对Us电压源来说参考方向非关联， 所以Us提供的功率　　　　　　　　Ps=UsI　　图（a）：　　　　　　　　　　；　　图（b）： I=1 A→Ps=6×1=6 W；　　图（c）： I=－2 A→Ps=6×(－2)=－12 W。 　　1.5 图示为某电路的部分电路， 各已知的电流及元件值已标示在图中， 求电流I、 电压源Us和电阻R。 题解1.5图 　　解 在图示电路上设节点a、 b、 c、 d， 闭曲面S及电流I1、 I2、 IR的参考方向， 如题解1.5图所示。 　　 由KCL推广， 对闭曲面S列写电流方程。 选取流出闭曲面S的电流取正号， 所以有　　　　　　　　　　－6+5+I=0则　　　　　　　　　　I=6－5=1 A对节点a， 有　　　　　　　　　　－6－12+I1=0 所以　　　　　　　　I1=6+12=18 A对节点b， 有　　　　　　　　－I1+I2+15=0所以　　　　　　　　I2=I1－15=3 A对节点c， 有　　　　　　　　I + IR－15=0 所以 IR=15－I=15－1=14 A 由KVL， 对回路bcdb列写方程　　　　　　　　15×1+Ucd－12I2=0故得 　　　　　　　　Ucd=12×3－15=21 V 应用欧姆定律， 得电阻对回路abda列写KVL方程， 有