电工学少学时第三版 张南主编 课后练习答案 第一章(末)

S L1+-UsC2R2C1i L2

图1-77-2

解:S闭合到达稳态时,电容c1,c2充电完毕,充电电流为0,电流经R1,L1,R2及L2构成回路,如图1-77-2所示:

i=USR1?R2?102?8?1(A)

?iR1?1(A)故:?

u?Ri?1?2?2(V)?R11R1?iR2?i=1(A) ??uR2?R2iR2?1?8?8(V)?iC1?0(A) ?u?8(V)?C1?iC2?0(A) ??uC2?8(V)?iL1?i=1(A) ?u=0(V)?L1?iL2?i=1(A) ??uL2=0(V)1-24:在图1-78种,已知R1=3?,R2=6?,R3=2?,C=1uf,L=1H,求各电路时间常数。

+ R13?R3 2?C+ R13?t=0UsR2S1uf6?R 2Us1H-Lt=0S6 ?-

(a) (b)

图1-78 题1-24

解:(1)在图1-78(a)中,当S闭合(换路)时:从c两端看进去除源后的等效电路,如图1-78-1所示。

1-36

?=RC=[R3+(R1//R2)]?C=[2?2]?1?10-6?4?10s

?6 R13?R3 2?C R13?S1uf6?R 2S R26?

图1-78-1 图1-78-2

1HL

(2)在图1-78(b)中,当S断开(换路)时:从L两端看进去除源后的等效电路,如图1-78-2所示:?=LR?1 ?(s)6?3911-25:已知图1-79中电流IS?10A,R1?10?,R2?4?,R3?6?,L=3H,开关S断开前电路处于稳态,求S在t=0断开后电流i3。

R 110?isR010A t=0R2 ?4i3L3H 6?R3

图1-79 题1-25

解:根据化简准则。将R0短接,以三要素法求解如下: 由分流公式知: i3(?)?ISR2R2?R3?1044+6 ?4(A)由已知条件知: i3(0-)=0(A),

由换路定律知: i3(0-)= i3(0+)=0(A) 除源求时间常数:?=LR=3R2?R3=310=0.3(s)

?t?3.33t?ti3(t)?i3(?)?[i3(0+)?i3(?)]e0.3?4?[0?4]e0.3?4(1?e)A

31-26:在图1-80中,已知电压源US=6V,R1?10k?,R2?20k?,C=10pf,开关S

闭合前电路处于稳态。求S闭合后电容电压的变化规律。

1-37

+t=0+6v-uc3-C 10pfSR110kUs图1-80

20kR2

解:以三要素法求解如下:

S闭合瞬间,由换路定律知: uC(0+)?uS闭合无穷时间,电容充电完毕:uC(?)?C v(0-?)(0)?R1?610?20?10?2(v)

USR1?R2除源后求时间常数:?=RC=(R1//R2)C=(10//20)?103?103?10?12?6.67?10?6(s)

?t?t?1.5?10t5uC(t)?uC(?)?[uC(0+)?uC(?)]e??2?[0?2]e??2(1?e)(v)

1-27题与1-28题的求解:根据题意,画出电路,借助电路图,求解便容易。这两题的意图

都是为了强化额定值的概念。

1-29:一个20k?的电阻器接在内阻为10k?的直流电源上,已知电阻器的电压也200v,但当用电压表测量电阻器电压时,读数只有180v,求电压表内阻。

+I+R 010k?I120k?I2 U-V+-UsRv

图1-29(a)

解:根据题意画出电路图1-29(a), 电压表没并接之前,I=I1?20020?10(mA)

电源电压Us?(10?20)?I?30?10?300(V) 电压表并接后总电流I?'Us?180R0'?12010?12(mA)

电压表并接后I1电流变成I1?18020?9(mA)

通过电压表内阻Rv的电流I2?12?9?3(mA)

1-38

电压表内阻Rv?1803?60(k?)

1-30 在图1-81中,已知a点对地电压为30v,求b,c,d点对地电压。见例1-1的分析求解。

1-31题与1-32题的求解:根据题意,画出电路图,求解便容易。这两题的意图为了复习,巩固,强化分压公式,分流公式的来由。

1-33 在图1-84中,求电位器的滑动触点移动时电压U的最大值和最小值。

?200I100? I2+220mv 300?I'2600?-300?图1-84题1-33

600? U-

解:(1)当尖头滑到最上端时: 总电流I=220200+{600//[100+(300+300)//600]}600600?[100?(300?300)//600]600(300?300)?600612?0.5(mA)

I2?I{}?0.5?610?0.3(mA)

I2?I''?0.3??0.15(mA)

U=I2?600=0.15?600=90(mV)

(2)当尖头滑到最下端时: 总电流I=220200+{600//[(100+300)+(300//600)]}600600?[(100?300)?(300//600)]300?0.22?1?22(mA)

?22502250(mA)

I2?I{}??0.5?0.22(mA)

I2?I2'300?600330022'U=I2?600=?600=44(mV)

3001-34:在图1-85中,已知Iab?3A,求Ucd。 解:见例1-2的分析求解。

1-39

1-35:在图1-86中,已知R=5?,求R的电压及其极性。

R+5v-1A 5? 1A5?5A10?

图1-86 题1-35

解:求R上的电压,需求通过R上的电流。R是外电路,对外而言,余者都可以先化简。

-+5v-+10vR +5?I-10? 5? +25v-

图1-86-1

并联的5V,1A为一块,根据化简准则,电压源5V起作用。如图1-86-1所示。 1A,10?为一块,根据电源互换,转换成电压源,如图1-86-1所示。 5?,5A为一块,根据电源互换,转换成电压源,如图1-86-1所示。 由图1-86-1可见,已经变成简单电路。

I=25-(5+10)5+5+10?1020?0.5(A)

R上电压U=R﹒I=5×0.5=2.5(V) U的极性如图标注。(与电流关联) 1-36:求图1-87中电流I

6?b I8?8?+9v-a +30v3?08? -

图1-87题1-37

解:因为只求一个元件(或一条支路)的电流,选用等效电源法较为合适。根据等效电源解

题三步法求解如下:

第一步:除待求支路(8?与9V),产生a,b两点,余者为有源二端网络。 第二步:把有源二端网络等效为电压源[Uab?Us,Rab?R0],

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