电路习题解答 第一章 1-7、1-8
解答:
设(a)(b)(c)(d)中,电阻上的电压大小均为u1,参考方向均为上+下-,支路的电流参考方向如图所示,
(1)
(a),U = u1+12 = 2*I + 12 = 16V
(b),U = u1+12 = -2*I+12 = 8V
(c),U = u1-12 = 2*I – 12 = -8V
(d),U = u1-12 = -2*I -12 = -16V
(2)
(a),
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻元件吸收功率,P电阻=u1*I=2*I*I=8W>0,电阻吸收功率8W,电阻实际吸收功率8W;
电压源的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电压源吸收功率,P电压源=12*I=12*2=24W>0,电压源吸收功率24W,电压源实际吸收功率24W;
支路的参考电压与参考电流是关联参考方向,因此支路吸收功率,P支路=UI=16*2=32W>0,支路吸收功率32W,支路实际吸收功率32W;
综上,支路实际吸收功率32W;电压源实际吸收功率24W;电阻实际吸收功率8W;
支路实际吸收功率= 电压源实际吸收功率 + 电阻实际吸收功率;因为支路实际吸收功率,因此这是一条用电支路。
(b),
电阻的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电阻元件发出功率,P电阻=u1*I= -2*I*I= -8W<0,电阻发出功率 -8W,电阻实际吸收功率8W;
电压源的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电压源发出功率,P电压源=12*I=12*2=24W>0,电压源发出功率24W,电压源实际发出功率24W;
支路的参考电压与参考电流是非关联参考方向,因此支路发出功率,P支路=UI=8*2=16W>0,支路发出功率16W,支路实际发出功率16W;
综上,支路实际发出功率16W;电压源实际发出功率24W;电阻实际吸收功率8W;
支路实际发出功率= 电压源实际发出功率 — 电阻实际吸收功率;因为支路实际发出功率,因此这是一条放电支路。
(c),
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻元件吸收功率,P电阻=u1*I=2*I*I=8W>0,电阻吸收功率8W,电阻实际吸收功率8W;
电压源的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电压源发出功率,P电压源=12*I=12*2=24W>0,电压源发出功率24W,电压源实际发出功率24W;
支路的参考电压与参考电流是关联参考方向,因此支路吸收功率,P支路=UI= —8*2= -16W<0,支路吸收功率 —16W,支路实际发出功率16W;
综上,支路实际发出功率16W;电压源实际发出功率24W;电阻实际吸收功率8W;
支路实际发出功率=电压源实际发出功率 — 电阻实际吸收功率;因为支路实际发出功率,因此这是一条放电支路。
(d),
电阻的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电阻元件发出功率,P电阻=u1*I= —2*I*I= —8W<0,电阻发出功率 —8W,电阻实际吸收功率8W;
电压源的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电压源吸收功率,P电压源=12*I=12*2=24W>0,电压源吸收功率24W,电压源实际吸收功率24W;
支路的参考电压与参考电流是非关联参考方向,因此支路发出功率,P支路=UI= —16*2= —32W<0,支路发出功率 —32W,支路实际吸收功率32W;
综上,支路实际吸收功率32W;电压源实际吸收功率24W;电阻实际吸收功率8W;
支路实际吸收功率= 电压源实际吸收功率 + 电阻实际吸收功率;因为支路实际吸收功率,因此这是一条用电支路。
注意:习题解答上说,支路的功率情况仅有三种,我这里得到的信息是:支路吸收功率,电压源吸收功率;支路发出功率,电压源发出功率;暂时没见到解答中所说的支路吸收功率,电源发出功率。
解答:
假设电流源的参考电压方向均是上+下—,参考电压大小是us,电流源的参考电流方向如图所示;假设电阻上的参考电压方向均是上+下—,参考电压大小均是u1,电阻上的参考电流方向均是从上到下,参考电流大小均是i1。其他参考方向如图所示。
(a),
上节点,2+6=i1=8
U = us = u1 = 2*8=16V
电流源的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电流源发出功率,P电流源=us*I=16*6=96W>0,电流源发出功率96W,电流源实际发出功率96W;
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻吸收功率,P电阻=u1*i1=16*8=128W>0,电阻吸收功率128W,电阻实际吸收功率128W;
支路的参考电压与参考电流是关联参考方向,因此支路吸收功率,P支路=UI= 16*2= 32W>0,支路吸收功率 32W,支路实际吸收功率32W;
综上,支路实际吸收功率32W;电流源实际发出功率96W;电阻实际吸收功率128W;
支路实际吸收功率= 电阻实际吸收功率 – 电流源实际发出功率;因为支路实际吸收功率,因此这是一条用电支路。
(b),
上节点,6=2+i1,i1=4
U = us = u1 = 2*4=8V
电流源的参考电压和参考电流为非关联参考方向,因此电流源发出功率,P电流源=us*I=8*6=48W>0,电流源发出功率48W,电压源实际发出功率48W;
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻吸收功率,P电阻=u1*i1=8*4=32W>0,电阻吸收功率32W,电阻实际吸收功率32W;
支路的参考电压与参考电流是非关联参考方向,因此支路发出功率,P支路=UI=8*2=16W>0,支路发出功率16W,支路实际发出功率16W;
综上,支路实际发出功率16W;电流源实际发出功率48W;电阻实际吸收功率32W;
支路实际发出功率=电流源实际发出功率 – 电阻实际吸收功率;因为支路实际发出功率,因此这是一条放电支路。
(c),
上节点,2=4+i1,i1= —2
U = us = u1 = 3* —2 = —6V
电流源的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电流源吸收功率,P电流源=us*I= —6*4=—24W<0,电流源吸收功率—24W,电压源实际发出功率24W;
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻吸收功率,P电阻=u1*i1=—6*—2=12W>0,电阻吸收功率12W,电阻实际吸收功率12W;
支路的参考电压与参考电流是关联参考方向,因此支路吸收功率,P支路=UI=—6*2=—12W<0,支路吸收功率—12W,支路实际发出功率12W;
综上,支路实际发出功率12W;电流源实际发出功率24W;电阻实际吸收功率12W;
支路实际发出功率=电流源实际发出功率 – 电阻实际吸收功率;因为支路实际发出功率,因此这是一条放电支路。
(d),
上节点,5=3+i1,i1= 2
U = us = u1 = 4* 2 = 8V
电流源的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电流源吸收功率,P电流源=us*I= 8*3=24W>0,电流源吸收功率24W,电压源实际吸收功率24W;
电阻的参考电压和参考电流为关联参考方向,因此电阻吸收功率,P电阻=u1*i1=8*2=16W>0,电阻吸收功率16W,电阻实际吸收功率16W;
支路的参考电压与参考电流是关联参考方向,因此支路吸收功率,P支路=UI=8*5=40W>0,支路吸收功率40W,支路实际吸收功率40W;
综上,支路实际吸收功率40W;电流源实际吸收功率24W;电阻实际吸收功率16W;
支路实际吸收功率=电流源实际吸收功率 + 电阻实际吸收功率;因为支路实际吸收功率,因此这是一条用电支路。
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