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1、.,....1电路的基本概念与定律1.5电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。电流和电压的参考方向如图中所示。今通过实验测量得知图1:习题1.5.1图I1=−4AU1=140VU4=−80VI2=6AU2=−90VU5=30VI3=10AU3=60V1试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性。2判断哪些元件是电源？哪些是负载？3计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？[解]:.,....2元件1，2为电源；3，4，5为负载。3P1=U1I1=140×(−4)W=−560WP2=U2I2=(−90
2、)×6W=−540WP3=U3I3=60×10W=600WP4=U4I1=(−80)×(−4)W=320WP5=U5I2=30×6W=180WP1+P2=1100W负载取用功率P=P3+P4+P5=1100W两者平衡电源发出功率PE=.,....1.5.2在图2中，已知I1=3mA,I2=1mA.试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3，并说明它是电源还是负载。校验整个电路的功率是否平衡。.,....[解]首先根据基尔霍夫电流定律列出图2:习题1.5.2图−I1+I2−I3=0−3+1−I3=0可求得I3=−2mA,I3的实际方向与图中
3、的参考方向相反。根据基尔霍夫电流定律可得U3=(30+10×103×3×10−3)V=60V其次确定电源还是负载：1从电压和电流的实际方向判定：.,....电路元件380V元件30V元件电流I3从“+”端流出,故为电源;电流I2从“+”端流出，故为电源；电流I1从“+”端流出，故为负载。.,....2从电压和电流的参考方向判别：电路元件3U3和I3的参考方向相同P=U3I3=60×(−2)×10−3W=−120×10−3W（负值），故为电源；80V元件U2和I2的参考方向相反P=U2I2=80×1×10−3W=80×10−3W（正值），故为
4、电源；30V元件U1和I1参考方向相同P=U1I1=30×3×10−3W=90×10−3W（正值），故为负载。.,....两者结果一致。最后校验功率平衡：电阻消耗功率:22PR1=R1I1=10×3mW=90mW22PR2=R2I2=20×1mW=20mW.,....电源发出功率:PE=U2I2+U3I3=(80+120)mW=200mW负载取用和电阻损耗功率:P=U1I1+R1I2+R2I2=(90+90+20)mW=200mW12两者平衡1.5.3有一直流电源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V。内阻R0=0.5Ω，负载电阻R
5、可以调节。其电路如教材图1.5.1所示试求：1额定工作状态下的电流及负载电阻；2开路状态下的电源端电压；3电源短路状态下的电流。[解].,....PN(1)额定电流IN=UN200=50A=4A,负载电阻R=UNIN50=Ω=12.5Ω4.,....(2)电源开路电压U0=E=UN+INR0=(50+4×0.5)V=52V.,....E(3)电源短路电流IS=R052=0.5A=104A.,....1.5.4有一台直流稳压电源，其额定输出电压为30V,额定输出电流为2A，从空载到额定负载，其输出电压的变化率为千分之一.,....（即
6、∆U=U0−UNUN=0.1%),试求该电源的内阻。.,....[解]电源空载电压U0即为其电动势E，故可先求出U0，而后由U=E−R0I，求内阻R0。.,.....,....由此得U0−UNUNU0−3030=∆U=0.1%.,....U0=E=30.03V.,....再由U=E−R0I30=30.03−R0×2得出R0=0.015Ω1.5.6一只110V、8W的指示灯，现在要接在380V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻应选多大瓦数的？[解]由指示灯的额定值求额定状态下的电流IN和电阻RN：.,....UNI=PNN8UN=A
7、=0.073ARN=110IN110=Ω=1507Ω0.073.,....在380V电源上指示灯仍保持110V额定电压，所串电阻.,....其额定功率R=U−UNIN=380−1100.073Ω=3700Ω.,.....,....NPN=RI2=3700×(0.073)2W=19.6W.,....故可选用额定值为3.7KΩ、20W的电阻。1.5.8图3所示的是用变阻器R调节直流电机励磁电流If的电路。设电机励磁绕组的电阻为315Ω,其额定电压为220V,如果要求励磁电流在0.35∼0.7A的范围内变动，试在下列三个变阻器中选用一个合
8、适的:(1)1000Ω、0.5A；(2)200Ω、1A；(3)350Ω、1A。.,....[解]当R=0时当I=0.35A时.,....220I=315=0.7
