如图所示电路中,已知E=9V,Ik=6mA,当电压源E单独作用时,通过电阻RL电流是1mA;当电压源E和电流源Ik共同作用时,通过电阻RL的电流IL是()3kΩ 6kΩ l1-|||-R1-|||-bigcirc E bigcirc lkA、3mAB、4mAC、-3mAD、4mA
如图所示电路中,已知E=9V,Ik=6mA,当电压源E单独作用时,通过电阻RL电流是1mA;当电压源E和电流源Ik共同作用时,通过电阻RL的电流IL是()
- A、3mA
- B、4mA
- C、-3mA
- D、4mA
题目解答
答案
解析
本题考查叠加定理的应用。叠加定理指出,在线性电路中,多个电源共同作用时的电流和电压,等于每个电源单独作用时的电流和电压的代数和。解题关键在于:
- 分解电源作用:分别计算电压源和电流源单独作用时,通过电阻$R_L$的电流;
- 叠加结果:将两种情况的电流代数相加,得到总电流。
步骤1:电压源单独作用
当电压源$E=9\text{V}$单独作用时,电流源$I_k$置零(视为开路)。此时电路中,$R_L$与$R_1$、$R_2$串联,总电流为:
$I_1 = \frac{E}{R_1 + R_2 + R_L} = \frac{9\text{V}}{9\text{k}\Omega} = 1\text{mA}$
(已知题目中$R_1 + R_2 + R_L = 9\text{k}\Omega$。)
步骤2:电流源单独作用
当电流源$I_k=6\text{mA}$单独作用时,电压源$E$置零(视为短路)。此时,$I_k$流经$R_1$和$R_2$的串联,与$R_L$并联。根据分流公式,流经$R_L$的电流为:
$I_2 = I_k \cdot \frac{R_1 + R_2}{R_1 + R_2 + R_L}$
由步骤1知$R_1 + R_2 = 3\text{k}\Omega$,$R_L = 6\text{k}\Omega$,代入得:
$I_2 = 6\text{mA} \cdot \frac{3\text{k}\Omega}{3\text{k}\Omega + 6\text{k}\Omega} = 2\text{mA}$
步骤3:叠加总电流
总电流为两部分代数和:
$I_L = I_1 + I_2 = 1\text{mA} + 2\text{mA} = 3\text{mA}$