1、第1章 电路的基本定律与分析方法【思 1.1.1】(a) 图 UabIR51050V，电压和电流的实际方向均由 a 指向 b。(b) 图 UabIR51050V，电压和电流的实际方向均由 b 指向 a。(c) 图 UabIR51050V，电压和电流的实际方向均由 b 指向 a。(d) 图 UabIR( 5)1050V ，电压和电流的实际方向均由 a 指向 b。【思 1.1.2】根据 KCL 定律可得(1) I2 I11A。(2) I2 0，所以此时 UCD0，但 VA 和 VB 不一定相等，所以 UAB 不一定等于零。【思 1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，
2、即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。【思 1.1.4】(a) 图 UABU 1U 22V ，各点的电位高低为 VCV BV A。(b) 图 UABU 1U 210V ，各点的电位高低为 VBV CV A。(c) 图 UAB8124(1)0，各点的电位高低为 VDV B(VAV B)V C。【思 1.1.5】电路的电源及电位参考点如图 1-1 所示。当电位器 RW 的滑动触点 C 处于中间位置时，电位 VC0；若将其滑动触点 C 右移，则 VC 降低。【思 1.1.6】(a) 当 S 闭合时，V BV C0，I0。当 S 断开时，I 2mA，V BV C236V 。123(b
3、) 当 S 闭合时，I 2A，V B 22V。61当 S 断开时，I0，V B6 24V。1【思 1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。可以根据元件电压与电流的正方向和功率的正、负来判别该元件是发出还是吸收功率。例如某元件 A 电压、电流的正方向按关联正方向约定，即将其先视为“负载模型”，如图1-2(a)所示，元件功率 PUI。设 U10V(电压实际方向与其正方向一致)，I2A( 电流实际方向与其正方向一致)，U、I 实际方向一致，
4、PUI 10220W0( P 值为正)，可判断 A 元件吸收功率，为负载。设 U10V(电压实际方向与其正方向一致)，I2A( 电流实际方向与其正方向相反)， U、I 实际方向相反，PUI 10( 2)20W0(P 值为负) ，电工技术与电子技术基础(第三版) 2 可判断 A 元件发出功率，为电源。同理，元件 B 电压、电流的正方向按非关联正方向约定，即将其先视为“电源模型”，如图 1-2(b)所示，元件功率 PUI，若 PUI0( P 值为正) ，可判断该元件发出功率，为电源；若 PUI 0(P 值为负 )，可判断该元件吸收功率，为负载。(a) (b) 图 1-1 思考题 1.1.5 的电路
5、图 图 1-2 思考题 1.1.7 的电路图【思 1.1.8】A 元件的 KVL 方程为 UE 1IR 110V ，A 元件电压、电流的正方向按非关联正方向约定，P AIU 10W0，可判断其吸收功率，为负载( 其电压、电流实际方向一致) 。B 元件的 KVL 方程为 UE 2IR 210V ，B 元件电压、电流的正方向按关联正方向约定，P BIU 10W0，可判断其发出功率，为电源 (其电压、电流实际方向相反)。若由 U、I 的正方向及其值正、负先判定它们的实际方向，则元件 A、B 为发出还是吸收功率是很容易判断的。【思 1.2.1】(1) 错。因为有载工作状态下的电压源、恒压源、电流源、恒
6、流源，如果在其两端电压的实际方向与流过它的电流实际方向相反，则向外电路发出功率，为电源；反之，则由外电路吸收功率，为负载。(2) 错。两个电源等效的条件为它们具有相同的外特性(VA 特性)，此题对任意相同的外接电路都具有相同的电压、电流和功率。如图 1-3(a)和(b) 所示的恒压源和恒流源电路，它们外接相同的 1电阻元件，尽管此时它们输出相同的 U、I、P，但它们并非等效电源。例如将电阻 1增大到 2，两个电源输出的 U、I、P 不再相等。(a) (b)图 1-3 思考题 1.2.1 的电路图(3) 对。(4) 错，电源只对外电路等效，对内电路则不等效。(5) 错，恒压源与恒流源之间不可以等
7、效变换。【思 1.2.2】U R10220V ；P E10220W0，非关联正方向，它发出功率； 10 220W 0，关联正方向，它发出功率。SIP第 1 章 电路的基本定律与分析方法 3 【思 1.2.3】(a) I S 1.5A，R S6，电流源的 IS 正方向向上。69(b) IS3 0.5A，R S4，电流源的 IS 正方向向下。410(c) E5525V，R 05 ，电压源的 E 正方向向上。(d) E3 6315V，R 0 3，电压源的 E 正方向向下。【思 1.2.4】利用等效电压源和电流源化简方法，可把教材图 1.2.8 化简为图 1-4(a)和(b)所示。其中，I S15A，
8、I S2 2A，I S523A ，再利用并联电阻分流原理可得21I3 IS 32A23R105(a) (b)图 1-4 思考题 1.2.4 的电路图【思 1.3.1】(1) 对。(2) 错。叠加原理只适用于电压和电流的叠加运算，不适用于功率的叠加运算。(3) 对。(4) 错。应用戴维南定理求等效电压源内阻 R0 时，凡恒压源应短接，恒流源应开路。【思 1.3.2】根据叠加原理可得，I 与 US 成正比，所以，当 US 增大到 30V 时，I 等于3A。【思 1.3.3】根据叠加原理可得，当电路仅将恒流源断开后，电压表的读数为UV 1284V。【思 1.3.4】当开关 S 断开时，其等效电路图如
9、图 1-5(a)所示，R abR 5(R 1R 3)(R 2R 4)。当开关 S 闭合时，其等效电路图如图 1-5(b)所示，R abR 5( R1R 2R 3R 4)。(a) (b)图 1-5 思考题 1.3.4 的电路图电工技术与电子技术基础(第三版) 4 【思 1.3.5】其等效电路图如图 1-6 所示，R ab(443)6 。301【思 1.3.6】其等效电路图如图 1-7 所示，R ab8412。图 1-6 思考题 1.3.5 的电路图 图 1-7 思考题 1.3.6 的电路图【思 1.3.7】(a) U 02113V ，R 01。E(b) U 024 612V ，R 0362。43
10、(c) U 0141014V ，R 0448k。(d) U 0 10 402.5V ，R 030102040 。E 2 1256由图 1-9(a)得 U 010146V ，由图 1-9(b)得 R0 4，由图 1-9(c)得 I 1A。40R62【习题 1.1】【解】(1) 各电流、电压的实际方向如图 1-10 所示。(2) 从图 1-10 中可知，元件 1、3、5 上电流的实际方向与电压的实际方向相反，故为电源。元件 2、4 上电流的方向与电压的实际方向相同，故为负载。电源 1、3、5 上消耗的功率分别为P1U 1I1515W ，P 3U 3I2428W，P 5U 5I3339W。负载 2、
11、4 上消耗的功率分别为P2U 2I1111W ，P 4U 4I37321W。【习题 1.2】【解】(1) 从电路图可得，流过回路 ABCDA 的电流为 I 2A。1ACrRE482由此可求出 E2U ACI( R2R 3r 2)28+2(2+6+1)46V。(2) VA E35VVBV A IR1 5243V 或 VBE 1Ir 1U ACV A18212853VVCV B E1Ir 131821 23V 或 VCU AC VA28523VVDV C IR2 232227V 或 VDIr 2E 2IR 3 VA24612527V第 1 章 电路的基本定律与分析方法 5 【习题 1.3】【解】利
12、用电源等效变换法化简后可得图 1-11(a)和图 1-11(b)。(a) (b) 图 1-10 【习题 1.1】各电流、电压的实际方向图 图 1-11 【习题 1.3】的图在图 1-11(a)中，E 3I SR3313V ，I S1 1.25A。1RE25.在图 1-11(b)中， R0 1.2，E 0I S1R01.251.21.5V。2156所以，I 2A 。4302 75381由 KCL 定律可得 IR3I SI 321A ，所以，U I R3R(I SI) R3(32)11V。【习题 1.4】【解】根据弥尔曼定理可得Uab 2V4321321RE213063412【习题 1.5】【解】
13、由题可知，因本电路中有三个电源，故应用叠加原理解题分三步进行，IS2、 IS1、E 1 单独作用时的等效电路分别如图 1-12(a)、(b) 、(c)所示。由图 1-12(a)得 U1 321SRI由图 1-12(b)得 U2 1由图 1-12(c)得 U3 32)(E根据叠加原理可得 UU 1U 2U 3 321SRI321SRI321)(RE电工技术与电子技术基础(第三版) 6 321321S32S )(REIRI(a) (b) (c)图 1-12 【习题 1.5】的图【习题 1.6】【解】根据叠加原理可得 Uab 可看成为三个电源(E、I S1、I S2)共同作用时，在 ab 支路上产生
14、的电压之和。当电压源 E 单独作用时的等效电路如图 1-13(a)所示，可求得 E 164Vab 4321R1所以，将理想电压源除去后，仅剩下两个电流源作用时的等效电路如图 1-13(b)所示，根据叠加原理可得 Uab ，即 U ab 1248V。ababab(a) (b)图 1-13 【习题 1.6】的图【习题 1.7】【解】首先求出支路 R3 的电流 I3。根据戴维南定理，可把支路 R3 划出，其等效电压源的电动势 和内阻 R0 的等效电路分别如图 1-14(a)和图 1-14(b)所示。最后得到如图 1-E14(c)所示的电路图。化简和计算过程如下：第 1 章 电路的基本定律与分析方法
15、7 (a) (b) (c)图 1-14 【习题 1.7】的图由图 1-14(a)得 U 0 =10VE 21411RIS由图 1-14(b)得 R0 k21)(3由图 1-14(c)得 I3 mA30E485所以，V AI 3 R3 47.5V815【习题 1.8】【解】要求出支路 R4 的电流 I，根据戴维南定理，可把支路 R4 划出，其等效电压源的电动势 和内阻 R0 的等效电路分别如图 1-15(a)和图 1-15(b)所示。最后得到如图 1-15(c)所E示的电路图。化简和计算过程如下：在图 1-15(a)中，先用叠加原理求通过 R1 的电流 I1，其电压源 U 和电流源 IS 单独作
16、用时的等效电路分别如图 1-15(d)和图 1-15(e)所示。由图 1-15(d)得 A1I32RU20486由图 1-15(e)得 A1SI85所以，I 1 AI2859由图 1-15(a)得 U 0U R1I1 ISR5168 1 34VE 9由图 1-15(b)得 R0 R5 38 921)(24由图 1-15(c)得 I A409电工技术与电子技术基础(第三版) 8 (a) (b) (c)(d) (e)图 1-15 【习题 1.8】的图【习题 1.9】【解】要求出支路 R3 的电流 I。根据戴维南定理，可把支路 R3 划出，其等效电压源的电动势 和内阻 R0 的等效电路分别如图 1-
17、16(a)和图 1-16(b)所示。最后得到如图 1-16(c)所E示的电路图。化简和计算过程如下：由图 1-16(a)得 U 0 E 2 + 13 12V12)(453R114由图 1-16(b)得 R0 1245由图 1-16(c)得 I 1.1A30E10(a) (b) (c)图 1-16 【习题 1.9】的图【习题 1.10】【解】要求出支路 R4 的电压 Uab，可先求出支路 R4 的电流 I4。根据戴维南定理，可把支路 R4 划出，其等效电压源的电动势 和内阻 R0 的等效电路分别如图 1-17(a)和图 1-17(b)所E示，最后得到如图 1-17(c)所示的电路图。化简和计算过
18、程如下：第 1 章 电路的基本定律与分析方法 9 (a) (b) (c)图 1-17 【习题 1.10】的图在图 1-17(a)中的 EI S1R2414V由图 1-17(a)得 I1 A，I 2 A3U40765RU31所以， U 0I 1 R3I 2 R6 2 36V 7由图 1-17(b)得 R0 3321)(6543由图 1-17(c)得 I 1A40E所以，R 4 上电压为 UabIR 4133V【习题 1.11】【解】根据戴维南定理，可把支路 R4 划出，其等效电压源的电动势 和内阻 R0 的等E效电路分别如图 1-18(a)和图 1-18(b)所示。最后得到如图 1-18(c)所示的电路图。(a) (b) (c)图 1-18 【习题 1.11】的图由图 1-18(a)得 U 0E 3E 1E 21616013046V由图 1-18(b)得 R00由图 1-18(c)得 I3 4.6A406
