电子电工学第2章习题及答案

2009.12.16 习题2.1.1 （5）（7）（11）（13），2.1.4，2.1.62009.12.21 习题2.2.1 （2）（3）（5）（6）（11），2.2.2 （2），2.2.3，2.2.4，2.2.62009.12.23 习题2.2.7，2.2.10第2章习题答案2.1.1 选择题(5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V，当外接3的电阻时，其端电压为6V，则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。(a)US=6V，R0=3 (b)US=8V，R0=3 (c)US=10V，R0=2(7) 在图2-77所示电路中，已知US1=4V，US2=4V，当US2单独作用时，电阻R中的电流为1MA，那么当US1单独作用时，电压UAB是（A） （A）1V （B）3V （C）-3V图2-77题2.1.1（7）图 （11）电阻并联时，电阻值越大的电阻：（A）a)消耗功率越小； b)消耗功率越大。（13） 电路如图2-78所示，ab端的等效电阻Rab=（B）a)2.4 b)2图2-78题2.1.1（13）图2.1.4 图2-82所示电路中，已知US1=30V，US2=18V，R1=10，R2=5，R3=10，R4=12，R5=8，R6=6，R7=4。试求电压UAB。 图2-82题2.1.4图解：应用KVL对ABCDA回路列出 UABR5 I5R4I4+R3I3=0UAB= R4I4+ R5I5R3I3根据KCL，I4=0，则UAB= R5I5R3I3V2.1.6 图2-84所示的电路中，试求： （a）开关S断开时a点的电位； （b）开关S 闭合后a点的电位。 图2-84 题2.1.6图解：为了计算方便，可将原电路（图解（a）绘出，如解图（b）、（c）所示）。（B）（C）图 2-84解图（1）当S断开时，电路中的电流I为 mA 所以，a点的电位 V （2）当S闭合后，电路如图（c）所示，b、o支路只包含一个6V理想电源，即Vb= +6V。根据KVL可列出 mA 所以，可得V计算结果表明：当参考点选定后，电路得各点电位都有明确得意义，而与计算的路径无关。2.2.1 选择题 （2）在图2-87所示电路中，已知：。当单独作用时，上消耗电功率为18W。则当和两个电源共同作用时，电阻消耗电功率为A。 （A）72W （B）36 W （C）0 W（D）30 W 图2-87 题2.2.1（2）图（3）下列说法正确的有A C。（A）列KVL方程时，每次一定要包含一条新支路电压，只有这样才能保证所列写的方程独立；（B）在线性电路中，某电阻消耗的电功率等于个电阻单独作用时所产生的功率之和；（C）借助叠加原理能求解线性电路的电压和电流；（D）若在电流源上再串联一个电阻，则会影响原有外部电路中的电压和电流。（5）电路如图2-89所示，用支路电流法求得电压U=（B）a) 144Vb) 72V（6）电路如图2-90所示，电流源两端的电压U=（B）a) 1V b) 3V 图2-89 题2.2.1（5）图 图2-90 题2.2.1（6）图（11）叠加定理适用于（a） a)线性电路 b)线性电路和非线性电路2.2.2 填空题 （2）两额定电压相同的100W和15W白炽灯泡工作时，100W灯泡的电阻比15W的要小。同一个白炽灯泡在冷态（即不工作时）的电阻比工作时的电阻要小。 （3）在图2-94电路中，=10V,=-10V,=10V,=10V。 图2-94 题2.2.2（3）图（4）在图2-95所示电路中，A,B两端的等效电压源的电动势=3V，等效内阻= 2.5 。图2-95 题2.2.2（4）图2.2.3 列写图2-96所示电路的支路电流方程( 电路中含有理想电流源） 图2-96 题2.2.3图解1:(1)对结点 a 列 KCL 方程： (2)选两个网孔为独立回路，设电流源两端电压为U ，列KVL方程： (3)由于多出一个未知量 U ，需增补一个方程： 求解以上方程可得各支路电流。 解2：由于支路电流I2已知，故只需列写两个方程：(1)对结点 a 列KCL方程： (2)避开电流源支路取回路，如图b选大回路列 KVL方程： 解法 2 示意图注：本例说明对含有理想电流源的电路，列写支路电流方程有两种方法，一是设电流源两端电压，把电流源看作电压源来列写方程，然后增补一个方程，即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可。另一方法是避开电流源所在支路例方程，把电流源所在支路的电流作为已知。2.2.4 在图2-97所示电路中，已知，。试求：1、各支路电流；2、电路中各元件的功率。图2-97 题2.2.4图解：（1）求各支路电流。将已知数据代入方程式（1），（2），（3），（4），（5）则有（1）（2）（3）（4）（5）联立求解，得，计算结果的实际方向与图中假设的参考方向相反，即发电机1为充电状态。（2）元件的功率。把，视为恒压源，发出的功率分别为为负值，表示其并不发出功率，而是消耗功率，作电动机运行，是发电机2的负载。各电阻消耗的功率 电源发出的功率应与电阻电阻消耗的功率平衡 值得注意的是，题图2-25中所示和可用电阻串并联等效为，。则图中所示电路可化简为题2.2.4解图。这时电路中仅有三个未知量，可节省许多计算工作量。 题2.2.4解图2.2.6 试用结点电压法计算图2-99 所示电路中各支路电流。 图2-99 题2.2.6图解：此电路中三个结点，选结点3为参考点，对结点1和结点2 列写两个电压方程为结点1：（1）结点2：（2）将电路参数代入方程式（1）、（2），可得（1）（2）解得各支路电流参考方向如图2-27所示，电流的数值为2.2.7 求图2-100所示电路的电压 U 图2-100 题2.2.7图解：应用叠加定理求解。首先 画出分电路题2.2.7图解所示 题2.2.7图解当12V电压源作用时，应用分压原理有：当3A电流源作用时，应用分流公式得： 则所求电压：2.2.10 应用诺顿定理求图2-103示电路中的电流 I 。 图2-103 题2.2.10图解： (1) 求短路电流ISC，把ab端短路，电路如图2-103(b)所示，解得： 所以： 图2-103（b） (2) 求等效电阻Req ，把独立电源置零，电路如图2-103(c)所示。解得： (3)画出诺顿等效电路，接上待求支路如图2-103(d)所示，应用分流公式得： 注意：诺顿等效电路中电流源的方向。 图2-103（c） 图2-103（d）2.3.1 选择题（3）换路定则是指从0-到0+时ACE。 （A）电容电压不能突变（B）电容电流不能突变 （C）电感电流不能突变（D）电感电压不能突变 （E）储能元件的储能不能突变 （4）在图2-105所示电路中，原电路已稳定，在t=0时刻开关S闭合，试问S闭合瞬间uL(0+)的值为（C）。 （A）0V（B）V（C）100V（D）200V 图2-105 题2.3.1（4）图（6）电路如图2-106所示，电路原已达稳态，t=0时开关S由1合向2，则、为： （b）a) OA ， 24V b) 4A ， 20V图2-106 题2.3.1（6）图（8）电路如图2-108所示，电路原已达稳态，t=0时开关S打开，则，为：（b） a) 4A ， 4S b) 2A ， 0.25S 图2-108 题2.3.1（8）图（11）电路如图2-111所示，电路原处于稳态，t=0时开关S闭合，则，和为：（b）a) 4V ，2V ， 1S b) 2V ， 4V ， 1S 图2-111 题2.3.1（11）图2.3.2、填空题（2）一般电路发生换路后存在一段过渡过程，是因为电路中含有储能元件。（3）在图 2-113中，开关S断开前电路已处于稳态。设电压表的内阻RV=2.5k，则当开关S断开瞬间，电压表两端的电压为5000V。（4）某RC电路的全响应为,则该电路的零输入响应为V,零状态响应为V。图2-113 题2.3.2（3）图2.3.5 图2-115所示电路在 t0 时电路处于稳态，求开关打开瞬间电容电流 iC (0+) 图2-115 题2.3.5图解：(1) 由图t=0电路求得：uC (0)=8V (2) 由换路定律得：uC (0)=uC (0)=8V (3) 画出0等效电路如图 (b) 所示， 电容用 8V 电压源替代，解得： 注意：电容电流在换路瞬间发生了跃变，即： 图2-115 题2.3.5（B）图2.3.6 图2-116所示电路在 t0 时电路处于稳态，t = 0 时闭合开关,求电感电压 uL (0+) 。 图2-116 题2.3.6图解：(1) 首先由图(a)t=0电路求电感电流，此时电感处于短路状态如图（b）所示，则： 图2-116 题2.3.6图（B） 图2-116 题2.3.6图（C） 由换路定律得： iL (0+) = iL (0)= 2A (3) 画出 0+ 等效电路如图 (c) 所示，电感用 2A 电流源替代，解得： 注意： 电感电压在换路瞬间发生了跃变，即： 2.3.7 图2-117所示电路在t0时处于稳态，t=0时闭合开关,求电感电压uL(0+)和电容电流iC(0+) 图2-117 题2.3.7图解：(1) 把图2-117t=0 电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则： (2) 画出0+等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得： 图2-117 题2.3.7图（B） 图2-117 题2.3.7图（C） 注意： 直流稳态时电感相当于短路，电容相当于断路。2.4.1 选择题（2）在图2-119所示电路中，已知，u为正弦交流电压，电流表，的读书均为1A，电流表的读数是A。 （A）1A（B）2A（C）3A（D）4A 图2-119 题2.4.1（2）图（3）电容器C的端电压从0升至U时，电容器吸收的电能为A。（A）（B）（C）(7) 由图2-120可以看出，u 的相位相对于i 的相位是（B）a)超前 b) 滞后图2-120 题2.4.1（7）图（10） 当等于零时，电感相当于 （A） a)短路b)开路（11） 下面两个图形哪个图形可能是符合基尔霍夫定律的相量图 (B) a) b) 2.4.2 填空题（1）正弦交流电的三要素是最大值（有效值） ，角频率（频率）和初相位。 （2）已知两个正弦电流：，则 =。 （4）在L，C并联电路中，当频率f大于谐振频率时，电路呈容性 性电路；当时，电路呈感性性电路；当时，电路呈电阻性性电路。2.4.3 判断题（1）相量代表了正弦量中的有效值和角频率。（ ）（2）在三相正弦电路中，若要求负载相互不影响，则负载应接成三角形且线路阻抗很小，或者接成星形且中线阻抗很小。（ ）（3）电路的品质因数Q越高，则电路的选择性越好。（ ）（4）提高功率因数时，采用并联电容而不采用串联电容的形式，主要是为了保证负载的端电压，电流及功率不受影响。（ ）2.4.4 电路如图2-121（a）所示，已知电压，求电压 图2-121 题2.4.4图(a) 图2-121 题2.4.4图(b)解：以电流为参考相量，相量图如图（b）所示，根据相量图得： 所以 2.4.5 图2-122所示电路对外呈现感性还是容性？ 图2-122 题2.4.5图解： 图示电路的等效阻抗为： 所以 电路对外呈现容性。2.4.6 用叠加定理计算图2-123电路的电流 ，已知图2-123 题2.4.6图解：画出独立电源单独作用的分电路如图（b）和（c）所示，由图（a）得： 图2-123 题2.4.6图(b) 图2-123 题2.4.6图(c) 由图（b）得 则所求电流 2.5.1 图2-126（a）所示电路已知对称三相电源线电压为 380V ，负载阻抗Z=6.4+j4.8，端线阻抗 Zl=6.4+j4.8 。求负载 Z 的相电压、线电压和电流。 图2-126 题2.5.1图(a) 图2-126 题2.5.1图(b)解： 画出一相计算图如图（b）所示。 设线电压为，则电源相电压为： 线电流 负载相电压 负载线电压 2.5.2 图2-127所示电路中，电源三相对称。当开关 S 闭合时，电流表的读数均为 5A 。求：开关 S 打开后各电流表的读数。 图2-127 题2.5.2图解：开关 S 打开后，电流表 A2 中的电流与负载对称时的电流相同。而 A1、A3 中的电流等于于负载对称时的相电流。因此电流表 A2 的读数=5A ，电流表 A1、A3 的读数为：