《电工和电子技术学习指导与习题详解》郜志峰，李燕民，温照方编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《电工和电子技术学习指导与习题详解》

【作　者】郜志峰，李燕民，温照方编

【页 数】 375

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2020.05

【ISBN号】978-7-5682-8413-4

【价 格】50.00

【分 类】电工技术

【参考文献】 郜志峰，李燕民，温照方编. 电工和电子技术学习指导与习题详解. 北京：北京理工大学出版社, 2020.05.

图书封面：

图书目录：

《电工和电子技术学习指导与习题详解》内容提要：

本书是“电工学”“电工和电子技术”“电路和电子技术”“电工技术与电子技术、“电工电子学”等课程的辅导教材，是与《电路和电子技术（上）电路基础》（第3版）、《电路和电子技术（下）电子技术基础》（第3版）和《电机与控制》（第3版）三本教材配套使用的。按照电路基础、电子技术基础、电机与控制三本教材的章节次序，每章分别以学习目标、学习指导、习题解答三部分进行编写。附录给出了电工和电子技术Ⅰ、电工和电子技术Ⅱ的考试样卷各2份，并附有参考答案。本书可作为高等学校学生的参考书，或供相关专业的工程技术人员自学和参考。

《电工和电子技术学习指导与习题详解》内容试读

第一部分电路基础

第1章电路的基本概念和基本定律

学习目标

了解电路的作用与组成，理解电路模型的含义及电流、电压、电动势参考方向的

含义。

掌握电功率的计算方法。

理解电阻元件及其伏安特性，掌握欧姆定律。理解电压源、电流源及其伏安特性。

理解基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，掌握电路节点的电流方程式和回路的

电压方程式的列写方法。

了解电路的有载工作状态、开路状态和短路状态。理解电路中电位的概念，掌握电位的计算方法。了解电气设备的额定值。

学习指导

1.电路的基本概念

(1)电路的组成及作用

电路由电源、负载及中间环节三部分组成。由理想元件构成的电路称为电路模型。电路的作用主要有两个，一个作用是传递、分配和转换电能；另一个作用是对信息进行传递、处理和运算。

电路有三种状态：有载工作状态、开路状态和短路状态。在实际使用时不能使电路元件超过其额定值（额定电压、额定电流和额定功率）而工作。

(2)电路元件

电路元件主要分为两大类，一类是电源元件，另一类是负载元件。在对电路进行分析时通常将实际电路元件理想化，并称为理想电路元件。理想电路元件只具有一种电磁性质。理想负载元件有电阻元件、电感元件和电容元件：理想电源元件有理想电压源（又称恒压源）和理想电流源（又称恒流源）。

电工和电子技术学习指导与习题详解

电阻元件：对电流具有阻碍作用并将电能不可逆地转换为热能，是耗能元件。对于线性电阻元件，其电压与电流的关系为

U=RI

所消耗的功率为

P=UI-RP -U

R

理想电压源：在电路中提供定值电压的电源。其定值电压与外电路无关，与流过的电流大小无关，流过电流的大小完全由与之相连的外电路所决定。实际电源的电压源模型是一个理想电压源与电阻的串联组合。

理想电流源：在电路中提供定值电流的电源。其定值电流与外电路无关，与它两端的电压无关，它两端电压完全由与之相连的外电路所决定。实际电源的电流源模型是一个理想电流源与电阻的并联组合。

(3)电压和电流的参考方向

电压或电流的参考方向又称为正方向，是在对电路进行分析时，任意假定的一个方向。当电压或电流的参考方向与电压或电流的实际方向一致时，该电压或电流为正值，否则为负值。在分析和计算电路时必须首先标出电压和电流的参考方向。

(4)电压与电流的关联参考方向

在分析电路时，为了计算方便，常用关联参考方向，即将同一段电路的电流和电压参考方向选取一致。在关联参考方向下

UR RI,P=UI

在非关联参考方向下

Ur =-RI,P=-UI

(5)电功率

在直流电路中，某一段电路或某一电路元件的电功率为P=UⅢ（电压与电流为关联参考

方向)或P=-Ⅲ（电压与电流为非关联参考方向），如果P为正值，表明这一段电路吸收

(或消耗)电功率，如果P为负值，表明这一段电路提供（或产生）电功率。在一个电路

中，电路所吸收的电功率与电路所提供的电功率相平衡。

2.基尔霍夫定律

(1)基尔霍夫电流定律

在任一时刻，流人某个节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和。

广义基尔霍夫电流定律：对任意假设的封闭面，流入封闭面的电流总和等于从该封闭面流出的电流总和。

(2)基尔霍夫电压定律

在任一时刻，沿闭合回路绕行一周，各部分电压的代数和等于零。即∑U=0。回路

电压方程式中的符号取决于回路绕行方向与电路中各部分电压的参考方向，若这两者方向一致，则方程式中的符号取正，反之则取负。

也可将基尔霍夫电压定律推广应用到任意假想的闭合回路。基尔霍夫定律适用于任意线性和非线性电路。

---------。002

第1章电路的基本概念和基本定律

习题解答

1.1题图1.1是由电源和负载元件构成的电路，若已知11=1A,2=-2A,13=3A,

U,=2V,U2=-3V,请标出I1、I2、I3和U、U的实际方向，并分别计算元件1、2的功

率（指出是产生还是消耗功率）。

解根据电压或电流的参考方向与电压或电流的实际方向一致时，其值为正，否则为负，得各电压、电流实际方向，如题解图1.1所示。根据题图1.1得

P,=-U,I1=-2×1=-2(W)产生功率

P2=-U2I3=-(-3)×3=9(W)消耗功率

题图1.1

题解图1.1

1.2在题图1.2中，若每个元件两端的电压U和通过它的电流1均为正值，问哪个元

件提供功率，哪个元件消耗功率，为什么？

(a)

(b)

(c)

(d)

题图1.2

解题图1.2(a)、(d)的电压与电流为关联参考方向，P=UI>0,元件消耗功率；题图1.2(b)、(c)的电压与电流为非关联参考方向，P=-UI<0,元件提供功率。

1.3如果人体电阻为8002，当通过人体的电流为50mA时就会引起呼吸器官麻痹，不能自

U

主摆脱电源，试求人体所能承受的最大安全工作电压Um

oa

bo

解Um=800×50×10-3=40(V)

题图1.4

1.4在题图1.4中，已知U,=10V,求U=？

解根据KVL有

Uh=-U,-2-U1+2-0.5U

=-10-2-10+2-0.5×10=-25(V)

1.5题图1.5是电位计的原理线路，中间的箭头是电位计Us(

的滑动触头，R。是电位计的总电阻，沿长度L均匀分布。问在

U=10V、滑动端分别移动到a、b、c三点时，输出电压U。各

0

等于多少伏？(b是电位计的中点)

题图1.5

003----------

电工和电子技术学习指导与习题详解

解滑动端移动到a点时，输出电压U。=10(V);滑动端移动到b点时，输出电压U。=0.5Us=5(V);滑动端移动到c点时，输出电压U。=0(V)。

1.6电路如题图1.6所示。(1)计算电压U:(2)计

算电流I。

20

解1=10+2030

=1(A),U=10L1=10(V)

题图1.6

5÷3060

0.5(A)

I=11+12=1+0.5=1.5(A)

1.7电路如题图1.7所示。(1)求电压0；

(2)求502电阻的功率P。

102

解101+401-20+501-40=0

40V

402

20+40

502

10+40+50=0.6(A)

1

20V

U=401=40×0.6=24(V)

P=50P=50×0.62=18(W)

题图1.7

1.8电路如题图1.8所示。(1)求电流；(2)求电压Uba

82

4

解81+4+21+61-6+41=0

1=6-4

=0.1(A)

8+2+6+4

U=81+4+2I=101+4=10×0.1+4=5(V)

22

62

1.9电路如题图1.9所示。(1)求电流1；(2)求电

压U:(3)求32电阻消耗的功率P。

题图1.8

-18V

解I=

-18V=-3A

42+32∥624+22

0=-(32∥62)I=-22×(-3A)=6V

02(6V)2

P=32-32.=12W

1.10题图1.10所示电路中，已知：w1=20V,w4=8V,i3=5A,i4=2A。(1)试求i和山2的值；(2)计算元件2的功率P2和元件3的功率P,并判断是吸收功率还是提供功率。

2

题图1.9

题图1.10

---------------。004

第1章电路的基本概念和基本定律

解i1=-3-i4=-5-2=-7(A)42=41-w4=20-8=12(V)

P2=42i1=12×(-7)=-84(W),提供功率

P3=-ui3=-8×5=-40(W),提供功率

1.11电路如题图1.11所示，分别求理想电压源

的功率P和理想电流源的功率P,并判断它们是提供

3

功率还是吸收功率。

解1=9=3()，4=9=2()3

题图1.11

I=I1+12-1=3+2-1=4(A)

P。=-61=-6×4=-24(W),提供功率

P,=-6×1=-6(W),提供功率

1.12在题图1.12电路中，已知：Us=4V,1s=2A,

R1=42,R2=52。(1)求1和12；(2)求恒压源U的Us

功率P，,并说明恒压源是提供功率还是消耗功率。

解2=0-4=1(A),1=h2+1=1+2=3(A0

题图1.12

P。=-Us11=-4×3=-12(W),提供功率

1.13图题1.13(a)是某电路中的一

i/A

个节点，支路电流1、2的波形分别如题图

1.13(b)、(c)所示，求i3的波形。

(b)

解根据KCL有

i1+i2+i3=0

得

i/A

i3=-i1-i2

其波形如题图1.13(d)所示。

1.14计算题图1.14所示电路中各元件的功率。

i/A

解电压与电流的参考方向如题解图

(a)

1.14所示。根据KVL与KCL有

I=I1+1=2+1=3(A),U=-2×1+2=0

(d)

2V电压源的功率为

-10-

P2y=-21=-2×3=-6(W),产生功率

1A电流源的功率为

题图1.13

2】

22

题图1.14

题解图1.14

005---------------

电工和电子技术学习指导与习题详解

PA=U×1=0(W)

电阻的功率为

P,n=×1=2×2=4(W)

P2n=2×12=2(W)

1.15请写出题图1.15所示电路中节点A的KCL方程式和回路I的KVL方程式。

解首先假定与节点A和回路I有关的各支路电流和电压的参考方向，如题解图1.15

所示。

题图1.15

题解图1.15

节点A的KCL方程式为

1-2-13=0或1=12+1g

回路I的KVL方程式为

IR2 +U+IsRa +IsRs =0

注意恒流源两端电压不为零，设为U。

1.16计算题图1.16所示电路中U的值。

解根据题图，R2上的电压为20-5=15(V),则

UAB=10-(20-5)=-5(V)

1.17已知一个电压源的电压等于10V,内阻为12，分U-20V

别计算当它外接负载电阻为42和1Ω两种情况时，负载所得到的功率。试求在电源电压和内阻一定时，负载为何值时可获得最大功率。

题图1.16

解当它外接负载电阻为4Ω时，负载所得到的功率为

P=(102×4=16(W)

1+4

+1

当它外接负载电阻为1Ω时，负载所得到的功率为

P=1012

+1×1=25(w)

当负载电阻与电源内阻的阻值相等时，可从电源获得10V

最大功率。

15】

1.18求题图1.18所示电路中A点电位VA。

舞4=5195=05(W.4=555=05(,

题图1.18

----------4006

···试读结束···