篇一:电路原理习题答案
第五版《电路原理》课后作业
第一章“电路模型和电路定律”练习题
1-1说明题1-1图(a)、(b)中:(1)u、i的参考方向是否关联?(2)ui乘积表示什么功率?(3)如果在图(a)中u>0、i<0;图(b)中u>0、i>0,元件实际发出还是吸收功率?
(a) (b)
题1-1图
解
(1)u、i的参考方向是否关联?
答:(a) 关联——同一元件上的电压、电流的参考方向一致,称为关联参考方向;
(b) 非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反,称为非关联参考方向。
(2)ui乘积表示什么功率?
答:(a) 吸收功率——关联方向下,乘积p = ui > 0表示吸收功率;
(b) 发出功率——非关联方向,调换电流i的参考方向之后,乘积p = ui < 0,表示
元件发出功率。
(3)如果在图 (a) 中u>0,i<0,元件实际发出还是吸收功率?
答:(a) 发出功率——关联方向下,u > 0,i < 0,功率p为负值下,元件实际发出功率; (b) 吸收功率——非关联方向下,调换电流i的参考方向之后,u > 0,i > 0,功率p为正值下,元件实际吸收功率;
1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程(即VCR)。
(a) (b)(c)
(d) (e)(f)
题1-4图
解(a)电阻元件,u、i为关联参考方向。
由欧姆定律u = R i = 104 i
(b)电阻元件,u、i为非关联参考方向 由欧姆定律u = - R i = -10 i
(c)理想电压源与外部电路无关,故 u = 10V
(d)理想电压源与外部电路无关,故 (e) 理想电流源与外部电路无关,故(f)理想电流源与外部电路无关,故 u = -5V
i=10×10-3A=10-2A i=-10×10-3A=-10-2A
1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。
解1-5图
(a) (b)(c)
题1-5图
解1-5图
解1-5图
解 (a)
由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解1-5图(
a)
故 电阻功率 PR吸?ui?10?2?20W(吸收20W) 电流源功率 电压源功率
PI吸?ui?5?2?10W(吸收10W) PU发?ui?15?2?30W(发出30W)
(b)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(b)
故 电阻功率 PR吸?12?3?45W(吸收45W) 电流源功率PI发?15?2?30W(发出30W) 电压源功率
PU发?15?1?15W(发出15W)
(c)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(c)
故 电阻功率 电流源功率 电压源功率
PR吸?15?3?45W(吸收45W)
PI吸?15?2?30W(吸收30W) PU发?15?5?75W(发出75W)
1-16 电路如题1-16图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。
I1
(a) (b)
题1-16图
1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u1及电压u。
u1
题1-20图
解:设电流i,列KVL方程
3
??1000i?10?10i?10u1?2
?3
??u1?10?10i?10u1
得:
u1?20Vu?200V
第二章“电阻电路的等效变换”练习题
2-1电路如题2-1图所示,已知uS=100V,R1=2k?,R2=8k?。试求以下3种情况下的电压
u2和电流i2、i3:(1)R3=8k?;(2)R3=?(R3处开路);(3)R3=0(R3处短路)。
题2-1图
解:(1)R2和R3并联,其等效电阻R?
i1?
8
?4?,则总电流 2
us10050
??mA R1?R2?43
分流有
i150??8.333mA 26
50
u2?R2i2?8??66.667V
6i2?i3?
(2)当R3??,有i3?0
i2?
us100
??10mA
R1?R22?8
u2?R2i2?8?10?80V
(3)R3?0,有i2?0,u2?0
i3?
2-5用△—Y等效变换法求题2-5图中a、b端的等效电阻:(1)将结点①、②、③之间的三个9?电阻构成的△形变换为Y形;(2)将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9?电阻构成的Y
形变换为△形。
us100??50mA R12
a
b
题2-5图
①
①
R31
③
②
R2
R3
③
R14
R43
③
④
解解2-5图
解 (1)变换后的电路如解题2-5图(a)所示。 因为变换前,△中R12?R23?R31?9?
所以变换后,R1
1?R2?R3?3
?9?3?
故R(R12?6
ab?R1?2?9)//(R3?3)?3?12?6 ?7?
(2)变换后的电路如图2-5图(b)所示。
因为变换前,Y中R1?R4?R3?9? 所以变换后,R14?R43?R31?3?9?27? 故 Rab?R14//(R43//3?R31//9)?7?
2-11 利用电源的等效变换,求题2-11图所示电路的电流i。
4
?
10V
题2-11图
解由题意可将电路等效变 为解2-11图所示。
篇二:电路原理(邱关源)习题答案第四章 电路定理练习
第四章 电路定理
电路定理是电路理论的重要组成部分,为我们求解电路问题提供了另一种分析方法,这些方法具有比较灵活,变换形式多样,目的性强的特点。因此相对来说比第三章中的方程式法较难掌握一些,但应用正确,将使一些看似复杂的问题的求解过程变得非常简单。应用定理分析电路问题必须做到理解其内容,注意使用的范围、条件,熟练掌握使用的方法和步骤。需要指出,在很多问题中定理和方程法往往又是结合使用的。
4-1 应用叠加定理求图示电路中电压uab。
解:首先画出两个电源单独作用式的分电路入题解4-1图(a)和(b)所示。
对(a)图应用结点电压法可得 115sint(1??)un1
?32?11
5sintun1??3sintV53解得
u11(1)uab?n1?1?un1??3sint?sintV2?133
对(b)图,应用电阻的分流公式有
e?t11i?11??e?tA53?2?1?13
1(2)uab?1?i?e?t?0.2e?tV5所以
(1)(2)?tu?u?u?sint?0.2eV ababab故由叠加定理得
4-2 应用叠加定理求图示电路中电压u。
解:画出电源分别作用的分电路如题解(a)和(b)所示。 对(a)图应用结点电压法有
11113650??)un1??8?240108?210
13.6?5u(1)?un1?0.1?0.025?0.1 解得
18.6248???82.667V0.2253 (
对(b)图,应用电阻串并联化简方法,可求得
2?(8?)?3?32?16Vusi?3?183(8?)?2
?u1618u(2)?si?????V2323 u所以,由叠加定理得原电路的为
u?u(1)?u(2)?2488??80V33
4-3 应用叠加定理求图示电路中电压u2。
解:根据叠加定理,作出2V电压源和3A电流源单独作用时的分电路如题解图(a)和(b)。受控源均保留在分电路中。 (a)图中 i1(1)?2?0.54A
(1)(1)u??3?2i?2??3?2?0.5?2??1V 21所以根据KVL有
(2)i?0 1由(b)图,得
(2)u?3?3?9V 2
(1)(2)u?u?u?8V
222故原电路中的电压
4-4 应用叠加定理求图示电路中电压U。
解:按叠加定理,作出5V和10V电压源单独作用时的分电路如题解4-4图(a)和(b)所示,受控电压源均保留在分电路中。 应用电源等效变换把图(a)等效为图(c),图(b)等效为图(d)。由图(c),得
U
从中解得 U(1)2U(1)?52U(1)?5??1?111?2?2 ??3V
2U(2)?2U(2)??1??2??1 (1)U(2)由图(d)得
U(2)
从中解得 ??4V?1
(1)(2)故原电路的电压 U?U?U??3?4?
1V
注:叠加定理仅适用于线性电路求解电压和电流响应,而不能用来计算功率。这是因为线性电路中的电压和电流都与激励(独立源)呈线性关系,而功率与激励不再是线性关系。题4-1至题4-4的求解过程告诉我们:
应用叠加定理求解电路的基本思想是“化整为零”,即将多个独立源作用的较复杂的电路分解为一个一个(或一组一组)独立源作用的较简单的电路,在分电路中分别计算所求量,最后代数和相加求出结果。需要特别注意:
(1)当一个独立源作用时,其它独立源都应等于零,即独立电压源短路,独立电流源开路
(2)最后电压、电流是代数量的叠加,若分电路计算的响应与原电路这一响应的参考方向一致取正号,反之取负号。
(3)电路中的受控源不要单独作用,应保留在各分电路中,受控源的数值随每一分电路中控制量数值的变化而变化。
(4)叠加的方式是任意的,可以一次使一个独立源作用,也可以一次让多个独立源同时作用(如4-2解),方式的选择以有利于简化分析计算。 学习应用叠加定理,还应认识到,叠加定理的重要性不仅在于可用叠加法分析电路本身,而且在于它为线性电路的定性分析和一些具体计算方法提供了理论依据。
uo
4-5 试求图示梯形电路中各支路电流,结点电压和us。其中us=10V。
解:由齐性定理可知,当电路中只有一个独立源时,其任意支路的响应与该独立源成正比。用齐性定理分析本题的梯形电路特别有效。现
'i?i?1A 55设支路电流如图所示,若给定
则可计算出各支路电压电流分别为
''uo?uo?i5?20?1?20?20V
''un2?un?i25?(4?20)?1?24?24V
''i4?i4?un2/12?24/12?2
'''i3?i3?i4?i5?2?1?3A
'''un1?un1?i3?5?un2?3?5?24?39V
''i1?i1'?i2?i3?1?3?4AA
''' us?us?i1?4?un1?4?4?39?55V
'即当激励us?us?55V时,各电压、电流如以上计算数值,现给定
10210K??us?10 V,相当于将以上激励u缩小了55倍,即 5511 '
s
2
故电路各支路的电流和结点电压应同时缩小11倍,有
篇三:电路原理答案
1-4电路如图所示,试求支路电流I
.
I
12?
解:在上结点列KCL方程:
I?3?
4I?5I2
?4I12
?0
解之得:I??3.6A
1-8.求图示电路中电压源发出的功率及电压U
x
。
A
53U
解:由KVL方程:U1?3U1??5,得U1?2.5V
由欧姆定律,U1??5I1,得I1??0.5A
U
X
?(2I1?5)?3?12V
电压源的功率:P
5V?1??5?(?I1)??2.5W?0,所以是电源
1-10.试求图示电路两独立电源功率,并说明是发出还是消耗。
10?
解:列KVL方程:?10?1?I1?1?(4?I1)?10I1?0,得I1?0.5A
电路两独立电源功率:
P10V??10?I1??5W,发出。P4A?(?10?1?I1)?4??38W,发出
2-6如图电路:R1=1Ω ,R2=2Ω,R3=4Ω,求输入电阻Rab=?
解:含受控源输入电阻的求法,有外施电压法。设端口电流I,求端口电压U。
U?IR1?I1R2?I?2I1I1R2?(I?I1)R3?5I1
得,I1?4I
所以,U?9IRab?
UI?9?
2-7应用等效变换方法求电流I。
解:其等效变化的过程为,
根据KVL方程,2I?4?2I?8I?0,I??
3—8.用节点分析法求电路中的Ix和U
x
13
A
.
3A
6V
?
解:结点法:
(12?14)Un1?
12Un2?
14
Un3?3?
2U4
?
11
11113
Un1?(??)Un2?Un3?2122214Un1?
12Un2?(
X
?
14
?
12
?
12
)Un3?
2U4
?
22
补充方程:U解之得:U
X
?Un1,U?Un2?3,Un1?Un3?IX?4?2U
?7.6V,IX?1.5A
网孔法:网孔电流和绕行方向如图所示:
Im1?3
?2Im1?(2?2?4)Im2?2Im3?2U(1?2?2)Im3?3?2?1?Im1?2?Im2?补充方程:Ix?Im2,U
U?1?(Im1?Im3),
x
?4Ix?2U?2?2Im3
3—17.电路如图,试用网孔分析法求解电路中受控源发出的功率。
解:网孔法:
(1?2)I1?1?I3??6?U(2?1)I2?2?I3??U
I3??U补充方程:1?I2?I1
解之得:I1??2A,I2?I3??1A,U?1V
U
X
?6?I1?2?I2?1?I3?6??5V
X
PU?U?U
??5W?0,发出
结点法:如图所示,选4结点为参考点,
1116(?)Un1?Un2??U12121111
?Un1?(?)Un2?Un3??1 1 122?12Un2?(
1
1
?)?U21
补充方程:U?Un2
3—18.电路如图所示,试求解电流I1、I2和I3。
42
解:用网孔法分析
(2?2)Im1?2Im2?4
?2Im1?(2?1?1)Im2?1?Im3??2Im3?4U
X
V
补充方程,U
X
?2?1?Im2
I1??Im1?3A,I2?Im2??8AI3?Im3??24AU
X
??6V
4—l 试用叠加定理求图示电路的电流i。
解:原图=(a)图+(b)图
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