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1、电工与电子技术第二章习题祥解华中科技大学出社第2章习题解答 2-1 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-1中8电阻两端的电压Ucd 。 3A3A 1Wa10Wa10Wc+c+ 8WUcd 3W8WUcd4W204W4WV2010A+-d- 10A+-db b题题2-1 解题图11(a)10W-30V+10W-30V+c+c+ 2W U8W8WUcd-2Wcd20V2020 10A+-+-+dd 解题图11(b)解题图11(c)解：根据题目的要求，应将题图2-1所示的复杂电路应用两种电源的等效变换法，按照解题图11所示的变换顺序，最后化简成解题图11(c) 所示的简单电路，然后，再应用电
2、阻串联电路的分压公式计算出Ucd 30-20+208 2+10+8=12V在等效变换过程中： 将题图2-1所示电路最左边回路中的1和3电阻可以直接合并为4电阻；将解题图11(a)所示电路中10A理想电流源左、右边两个并联的4电阻可以直接合并为2电阻，作为10A电流源的内阻；另外，理想电流源3A、内阻10的电流源，必须等效变换为对应的电压源； 将解题图11(b)所示左边回路的电流源等效变换为对应的电压源。 注意： 在多个电源共同作用的电路中，欲进行电源合并化简时，并联的电压源不能直接合并，而串联的电流源也不能直接合并； 待求电压Ucd是8电阻上的电压降，因此，在等效变换过程中一定要保留该电阻不被
3、变换掉，否则，将无法计算Ucd； 在两种电源的等效变换过程中，理想电流源电流的方向应和理想电压源电压的极性对应； 回路中多段电压求和时，一定要遵照基尔霍夫第二定律进行运算，否则容易出错。 2-2 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-2中3电阻中的电流I 。 Ucd= 1 2Wa2Wc4W2W+20V-2We5WI4Wa2Wc2We5W4W2W+20V-I4Wd3W6A3Wfb6Adf题题2-2 b解题图12(a)2Wc2We5W4W2W+-12V20V+-c2We5WI4W4W-+12V20V+-I4Wd4Wd3Wf3Wf解题图12(b)解题图12(c)c2We5WI4W4Wd解题图1
4、2(d)c2W2Ad2We5WI4W3A4W3Wf3Wf5A解题图12(e)c2W2W+4W4V-e5WIe5W4W+4W4V-e5WII4W4W3W3Wf3W1Adf解题图12(g)f解题图12(h)解题图12(f)eI2W8Wf1A解题图12(i)2W+2V-2 I8W解题图12(j)解：根据题目的要求，应用两种电源的等效变换法，将题图2-2所示电路按照解题图12所示的变换顺序，最后化简为解题图12(j)所示的电路，电流I为 I=2=0.2A 2+8注意： (1) 一般情况下，与理想电流源串联的电阻可视为短路、而与理想电压源并联的电阻可视为开路。故题图2-2所示电路最左边支路中的2电阻可视
5、为0； 在变换过程中，一定要保留待求电流I的支路不被变换掉； 根据电路的结构，应按照a-b、c-d、e-f的顺序化简，比较合理。 2-3 计算题图2-3中1电阻上的电压Uab。 6W0.6W+-15V4Wa0.2W+Uab1W-+-2V3W+-15V+a0.2WUab1W-b+2V-b题题2-3 解题图13(a)3W+-15Vaa0.2W+U1W2Vab-b3W5AUab1W-10A0.2Wb解题图13(c)+解题图13(b)a+a1W0.18W15A解题图13(d)Uab-b+-2.8V0.18WUab1W-b+解题图13(e)解：该题采用两种电源的等效变换法解题比较简便。按照解题图13的顺
6、序化简，将题图2-3所示的电路最后化简为解题图13(e)所示的电路，根据电阻串联电路分压公式计算电压Uab为 Uab=2.8=2.37V 0.18+12-4 试用电压源与电流源等效变换的方法计算题图2-4中2电阻中的电流I 。 2A2A a1W 1W1W+ I+1W6V12V 2W-6W 3W6W3W2A2A b 题题2-4 解题图14(a) 3 aI2Wb 解： I=1W2W4A1W+2V-aI2Wb+8V-2W解题图14(c)2W+2V-aI2Wb解题图14(b)8-2=1A 2+2+22-5 应用支路电流法计算题图2-5所示电路中的各支路电流。 I1I2a10WI32W2W10W +6W
7、45V70V6W45V70V - 3W10W3W10W 题题2-5 解题图15 解：首先对于题图2-5所示电路的三条支路电流分别确定参考方向，如解题图15所示。然后应用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律定律列出下列三个方程： I1+I2-I3=070=10I1+6I3+10I1=20I1+6I3 45=2I+6I+3I=5I+6I23223解之，得 I1=2A I2=5A I3=3A2-6 应用支路电流法计算题图2-6所示电路中的各支路电流。 a+I 120V120V116V- 10A4W I10.8WI10.8WI20.4W b 题题2-6 4 aI4W+116V-I210A0.4Wb解题图
8、16解：如题图2-6所示，电路中的四条支路均为并联，其中一条支路电流为已知，根据支路电流法可知，只需列出三个独立方程即可求解。为看图方便，将电路中4电阻支路改画到解题图16所示的地方，应用基尔霍夫电流定律对结点a列出一个电流方程，再应用基尔霍夫电压定律对电路左边回路和中间回路列出两个电压方程，即 I1-I+I2+10=0 120=0.8I1+4I 116=0.4I+4I2解之，得 I1=9.38A I2=8.75A I=28.13A2-7 应用结点电压法计算题图2-7所示电路中的各支路电流。 I1I125V25V50W -b-100V 100V50W50W- +I2I250W+25V+25V
9、I3I3 题题2-7 解题图16解：根据解题图16所示，结点电压Uab为 U ab50Wa50W2510025+505050=50V =111+505050则，各条支路电流为 25-Uab25-50=-0.5A 5050100-Uab100-50 I2=1A 505025-Uab25-50 I3=-0.5A 5050 I1=2-8 电路如题图2-8所示，试用结点电压法计算图中电阻RL两端电压U，并计算理想电流源的功率。 +16V +R16V8W+4W4WL-R-4WLU 8WU8W- 4A4W4A4W 题题2-8 解题图17 5 解：由于计算负载电阻RL的电压U，与理想电流源串联的4电阻和与理
10、想电压源并联的8电阻的存在与否无关，因此，这两个电阻的作用可被忽略，如解题图17所示，那么 164=12.8V U=111+4484+然而，在计算理想电流源的功率时，理想电流源两端的电压值是由与之并联的外电路所确定，因此，与理想电流源串联的4电阻的作用就不能被忽略。此时，必须根据题图2-8所示电路解题才正确，理想电流源两端的电压应用电路最外围大回路计算比较方便，其功率为 PI=4(44+12.8)=428.8=115.2W2-9 应用叠加定理计算题图2-9所示电路中1电阻支路的电流I。 2W2W2WI1W II1W +5W4W1W+4W=10A5W4W+5W10A-10V-10V题题2-9 (
11、a)题题题18(b)解：根据叠加定理知，题图2-9电路中的电流I可以看成是由解题图18(a)和(b)所示两个电路的电流I和I叠加起来的。列电流方程前，先对上面三幅电路图设定电流的参考方向，如图所示，那么 I=I-I 依据解题图18、所示电路，分别求解出I和I为 410=8A1+410I=2A1+4 于是 I=I-I=8-2=6A 2-10 应用叠加定理计算题图2-10所示电路中的电流I。 5W10W5W10W10W10W10WII+ 10W90V30V30V10W10W10W 10W- (a)题题2-10 题题题19 I=5W10W=+I+10W90V-(b) 6 解：根据叠加定理知 I=I-
12、I 依据解题图19(a),应用分流公式可得 I=301010+10/(5+10/10)10+(5+10/10)3010=1A1520901010+10/5+(10/10)10+(5+10/10)90101=6=3A15202 依据解题图19(b),应用分流公式可得 I=于是 I=I-I=1-3=-2A 2-11 应用叠加定理计算题图2-11所示电路中的电流I。 II6W6W6W6W +18V1W18V1W +-18V 6W6W6W6W题题2-11 (a)题题题20解：根据解题图20(a)和(b)所示的电路，分别求解出I和I，得 6WI6W=+1W6W+-18V6W(b)I=1816/6+6/6
13、2181= 62=1.5A181 6/6+6/62 =1.5A 由此可得 I=I+I=1.5+1.5=3A 2-12 电路如题图2-12所示，分别用戴维宁定理和诺顿定理计算24电阻中的电流I。 a aII16W24W2Ab R0+16W32V24W +-16W16WE8W8W -b (d)(e) 题题2-12 I=7 +-16W32V+a2AU0-b8W=+-16W32V+aU0b-8W16W+16W+a2AU0b-8W16W16W(a)c(b)解题图21c(c)c解：应用戴维宁定理，题图2-12所示的电路可化为解题图21(e)所示的等效电路。等效电源的电动势E可由解题图21(a)、(b)和(
14、c)所示的电路，利用叠加定理求得 E=U0=U0+U0 依据解题图21(b),可求得U0 U0=32+Ucb=32V 再依据解题图21(c), 可求得U0 U0=Ucb=-28=-16V， 于是 E=U0=U0+U0=32-16=16V 等效电源的内阻R0可由解题图21(d)所示的电路求得。对于a、b两端而言，两个16的电阻已被短接，只剩8电阻作用，因此 R0=8W， 最后依据解题图21(e)求出 I=E16=0.5A R0+2432+-16W2AI24W16W16W8WabISaR024W32V16W8W(d)题题2-12 (e)ba+-aIS16W32V2Ab8W=+-16W32VISa1
15、6W16Wb8W2AIS+(c)b8W16W16W(a)c(b)解题图22cc8 应用诺顿定理，题图2-12所示的电路可化为解题图22(e)所示的等效电路。等效电源 的电流IS可由解题图22(a)、(b)和(c)所示的电路利用叠加定理求得 IS=32=4A 8依据解题图22(c)所示的电路，由于8被短接，2A电流全部流过短路线ab,因此 IS=2A 于是 IS=IS-IS=4-2=2A 等效电源的内阻R0可依据解题图(d)求得 R0=8W 最后依据解题图22(e)所示电路，应用分流公式求出电流I，即 I=R08IS=2=0.5A R0+248+24结果检验，根据一个电源的两种电路模型相互间是等
16、效的，由于 E=R0IS=82=16V 和 IS=E16=2A R08所以计算结果正确。 2-13 应用戴维宁定理计算题图2-13所示电路中4电阻中的电流I。 abIab +U- 4W5W05W36V5W36V -8W-12W8W8W12W12W6W 2A6W2A6Wcc(b) 解题图22(a)题题2-13 aI解：应用戴维宁定理，题图2-13所示的电路可化为解题图 R022(c)所示的等效电路。等效电源的电动势E依据解题图22(a)所 4W+示的电路求得 E-b E=U0=Uac+Ucb=-16-24=-40V (c) 等效电源的内阻R0依据解题图22(b)所示电路求得 R0=Rab=8+6
17、/12=12W 于是 I=E-40=-2.5A R0+412+42-14 应用戴维宁定理计算题图2-14所示电路中6电阻两端的电压U。 9 +-20V6W10A6W4W+-20V6W10A4W6W4W4W-+U4WbU0-a+4Wab题题2-14 解题图23(a)(b)解：应用戴维宁定理，题图2-14所示的电路可化为解题图23(c)所示的等效电路。等效电源的电动势E依据解题图23(a)所示的电路求得 E=U0=410+20=60V 等效电源的内阻R0依据解题图23(b)所示的电路求得 R0=Rab=4W 于是 U=aR0+-E+6WU-b(c)66E=60=36V R0+64+62-15 在题
18、图2-15中，已知I = 1 A , 应用戴维宁定理求电阻R。 10V10V a+4A-a+-4A +10WU0RI 10W-10W10W +bb10V 10V10V10W10V10W- 题题2-15 解题图24(a)a10Wb(b)10W10WE+-aRIR0b(c)解：应用戴维宁定理，题图2-15所示的电路可化为解题图24(c)所示的等效电路。因此 I=ER0+R10 根据题目的要求，可将上式改写成 R=E-R0I I依据解题图24(a)所示的电路，可求得等效电源的电动势E为 E=U0=Va-Vb=10+410-10=40V 依据解题图24(b)所示的电路，可求得等效电源的内阻R0为 R0
19、=10W 于是 R=E-R0I40-101=30W I12-16 应用戴维宁定理计算题图2-16所示电路中的电流I。 + +150V10W120V 150V10W4W-10W-10W4W - 20V10W20V+ a+bU+0- I题题2-16 解题图25(a) +-120V10W10W4WE+-a10Wb(c)IR0a(b)b解：应用戴维宁定理，题图2-16所示的电路可化为解题图25(c)所示的等效电路。等效电源的电动势E依据解题图25(a)所示的电路求得 E=U0=20-150+120=-10V 等效电源的内阻R0依据解题图25(b)所示的电路求得,由于a、b间电阻全被短路，因此 R0=0
20、 于是 I=E-10=-1A R0+100+102-17 电路如题图2-17所示，应用戴维宁定理计算图中电流I。 11 10V10Va-+-+ + I5A3W5A3WU06W 2A2A3W3W20V20V -+-+ b题题2-17 解题图26(a) 解：应用戴维宁定理，题图2-17所示的电路可化为解题图 26(c)所示的电路。等效电源的电动势E依据解题图26(a)所示 的电路求得 E=U0=35-32=9V 等效电源的内阻R0依据解题图26(b)所示的电路求得,由于 求解a、b间无源二端网络的等效电阻时两理想电流源开路，因此 R0=3+3=6W 于是 I=a3W3W(b)bE+-a6WIR0b
21、(c)E93=0.75A R0+66+642-18 用戴维宁定理和诺顿定理分别计算题图2-18所示桥式电路中9电阻上的电流I。 4W-4Wba U0b+a EaI2A2A-9W 6W R0b10V10V+-+- (c)(b) 题题题27(a)题题2-18 解：应用戴维宁定理，题图2-18所示的电路可化为解题图 27(c)所示的电路。等效电源的电动势E依据解题图27(a)所示 的电路求得 9W2W2W2W4WI6W E=U0=10-42=2V 等效电源的内阻R0依据解题图27(b)所示的电路求得,由于 求解a、b间无源二端网络的等效电阻时理想电流源开路、理想 电压源短路，因此 6W 12 R0=4W， 于是 I= E2=0.154A R0+94+9bIS4WbIS4Wba6W2AaaIS4W=2W6W+6W2A2W+10V-+10V-(a)4W(b)解题图28(c)baISa2W6WR09Wb(e)(d)应用诺顿定理，题图2-18所示的电路可化为解题图28(e)所示的等效电路。等效电源的电流IS可由解题图28(a)、(b)和(c)所示的电路利用叠加定理求得 I=I-I=10-2=2.5-2=0.5A SSS4 等效电源的内阻R0依据解题图28(d)所示的电路求得 R0=4W 于是,利用分流公式 I= R04IS=0.5=0.154A R0+94+9 13 2WI
