电路分析基础第一章习题答案
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《电路分析基础》各章习题参考答案第1章习题参考答案1-1 (1) SOW; (2) 300 V、25V,200V、75V; (3) R=12.50, R3=1000, R4=37.5021-2 V =8.S V, V =8.S V, V =0.S V, V =-12V, V =-19V, V =21.S V U =8V, U =12.5,A mB D 'AB B CU =-27.S VDA1-3 Li=204 V, E=205 V1-4 (1) V A=lOO V ,V=99V ,V c=97V ,V0=7V ,V E=S V ,V F=l V ,U A F=99V ,U c E=92V ,U8E=94V,8U BF=98V, u cA=-3 V; (2) V c=90V, V B=92V, V A=93V, V E=-2V, V F=-6V, V G=-7V, U A F=99V, u c E=92V, U B E=94V, U BF=98V, U C A =-3 V1-5 R=806.70, 1=0.27A1-6 1=4A ,11 =llA ,l2=19A1-7 (a) U=6V, (b) U=24 V, (c) R=SO, (d) 1=23.SA1-8 (1) i6=-1A; (2) u4=10V ,u6=3 V; (3) Pl =-2W发出,P2=6W吸收,P3=16W吸收,P4=-lOW发出,PS=-7W发出,PG=-3W发出1-9 l=lA, U5=134V, R=7.801-10 S断开:UAB=-4.SV, UA0=-12V, UB0=-7.2V; S闭合:12 V, 12 V, 0 V1-12 UAB=llV / 12=0.SA / 13=4.SA / R3=2.401-13 R1 =19.88k0, R2=20 kO1-14 RPl=11.110, RP2=1000第2章习题参考答案2-1 2.40, SA2-2 (1) 4V ,2V ,1 V; (2) 40mA ,20mA ,lOmA 2-3 1.50 ,2A ,1/3A2-4 60 I 3602-5 2A, lA2-6 lA2-7 2A2-8 lOA2-9 l1=1.4A, l2=1.6A, l3=0.2A2-10 11=OA I l2=-3A I p l =OW I P2=-l8W2-11 11 =-lA, l2=-2A I E3=10V2-12 11=6A, l2=-3A I l3=3A2-13 11 =2A, l2=1A ,l3=1A ,14 =2A, l5=1A2-14 URL =30V I 11=2.SA I l2=-35A I I L =7.SA2-15 U ab=6V, 11=1.SA, 12=-lA, 13=0.SA2-16 11 =6A, l2=-3A I l3=3A2-17 1=4/SA, l2=-3/4A ,l3=2A ,14=31/20A ,l5=-11/4A12-18 1=0.SA I l2=-0.25A12-19 l=1A32-20 1=-lA52-21 (1) l=0A, U ab=O V; (2) l5=1A, U ab=llV。
《电路分析基础》各章习题参考答案第1章习题参考答案1-1 (1) 50W;(2) 300 V、25V,200V、75 V;(3) R2=12.5Ω,R3=100Ω,R4=37.5Ω1-2 V A=8.5V,V m=6.5V,V B=0.5V,V C=−12V,V D=−19V,V p=−21.5V,U AB=8V,U BC=12.5,U DA=−27.5V1-3 电源(产生功率):A、B元件;负载(吸收功率):C、D元件;电路满足功率平衡条件。
1-4 (1) V A=100V,V B=99V,V C=97V,V D=7V,V E=5V,V F=1V,U AF=99V,U CE=92V,U BE=94V,U BF=98V,U CA=−3 V;(2) V C=90V,V B=92V,V A=93V,V E=−2V,V F=−6V,V G=−7V,U AF=99V,U CE=92V,U BE=94V,U BF=98V,U CA=−3 V1-5 I≈0.18A ,6度,2.7元1-6 I=4A,I1=11A,I2=19A1-7 (a) U=6V,(b) U=24 V,(c) R=5Ω,(d) I=23.5A1-8 (1) i6=−1A;(2) u4=10V,u6=3 V;(3) P1=−2W发出,P2 =6W吸收,P3 =16W吸收,P4=−10W发出,P5=−7W发出,P6=−3W发出1-9 I=1A,U S=134V,R≈7.8Ω1-10 S断开:U AB=−4.8V,U AO=−12V,U BO=−7.2V;S闭合:U AB=−12V,U AO=−12V,U BO=0V 1-11 支路3,节点2,网孔2,回路31-12 节点电流方程:(A) I1 +I3−I6=0,(B)I6−I5−I7=0,(C)I5 +I4−I3=0回路电压方程:①I6 R6+ U S5 +I5 R5−U S3 +I3 R3=0,②−I5 R5−U S5+ I7R7−U S4=0,③−I3 R3+ U S3 + U S4 + I1 R2+ I1 R1=01-13 U AB=11V,I2=0.5A,I3=4.5A,R3≈2.4Ω1-14 V A=60V,V C=140V,V D=90V,U AC=−80V,U AD=−30V,U CD=50V1-15I1=−2A,I2=3A,I3=−5A,I4=7A,I5=2A第2章习题参考答案2-1 2.4 Ω,5 A2-2 (1) 4 V,2 V,1 V;(2) 40 mA,20 mA,10 mA2-3 1.5 Ω,2 A,1/3 A2-4 6 Ω,36 Ω2-5 2 A,1 A2-6 1 A2-7 2 A2-8 1 A2-9 I1 = −1.4 A,I2 = 1.6 A,I3 = 0.2 A2-10 I1 = 0 A,I2 = −3 A,P1 = 0 W,P2 = −18 W2-11 I1 = −1 mA,I2 = −2 mA,E3 = 10 V2-12 I1 = 6 A,I2 = −3 A,I3 = 3 A2-13 I1 =2 A,I2 = 1A,I3 = 1 A,I4 =2 A,I5 = 1 A2-14 V a = 12 V ,I1 = −1 A,I2 = 2 A2-15 V a = 6 V,I1 = 1.5 A,I2 = −1 A,I3 = 0.5 A2-16 V a = 15 V,I1 = −1 A,I2 = 2 A,I3 = 3 A2-17 I1 = −1 A,I2 = 2 A2-18 I1 = 1.5 A,I2 = −1 A,I3 = 0.5 A2-19 I1 = 0.8 A,I2 = −0.75 A,I3 = 2 A,I4 = −2.75 A,I5 = 1.55 A2-20 I3 = 0.5 A2-21 U0 = 2 V,R0 = 4 Ω,I0 = 0.1 A2-22 I5 = −1 A2-23 (1) I5 = 0 A,U ab = 0 V;(2) I5 = 1 A,U ab = 11 V2-24 I L = 2 A2-25 I S =11 A,R0 = 2 Ω2-26 18 Ω,−2 Ω,12 Ω2-27 U=5 V2-28 I =1 A2-29 U=5 V2-30 I =1 A2-31 10 V,180 Ω2-32 U0 = 9 V,R0 = 6 Ω,U=15 V第3章习题参考答案3-1 50Hz,314rad/s,0.02s,141V,100V,120°3-2 200V,141.4V3-3 u=14.1sin (314t−60°) V3-4 (1) ψu1−ψu2=120°;(2) ψ1=−90°,ψ2=−210°,ψu1−ψu2=120°(不变)3-5 (1)150290VU=∠︒,25020VU=︒;(2) u3=1002ωt+45°)V,u4=100ωt+135°)V3-6 (1) i1=14.1 sin (ωt+72°)A;(2) u2=300 sin (ωt-60°)V3-7 错误:(1) ,(3),(4),(5)3-8 (1) R;(2) L;(3) C;(4) R3-9 i=2.82 sin (10t−30°) A,Q≈40 var3-10 u=44.9sin (314t−135°) V,Q=3.18 var3-11 (1) I=20A;(2) P=4.4kW3-12 (1)I≈1.4A, 1.430AI≈∠-︒;(3)Q≈308 var,P=0W;(4) i≈0.98 sin (628t−30°) A3-13 (1)I=9.67A,9.67150AI=∠︒,i=13.7 sin (314t+150°) A;(3)Q=2127.4 var,P=0W;(4)I C=0A3-14 (1)C =20.3μF ;(2) I L =0.25A ,I C =16A第4章 习题参考答案4-1 (a) 536.87Z =∠︒Ω,0.236.87S Y =∠-︒;(b) 45Z =-︒Ω,45S Y =︒ 4-2 Y =(0.06-j0.08) S ,R ≈16.67 Ω,X L =12.5 Ω,L ≈0.04 H 4-3 R 600V U =∠︒,L 8090V U =∠︒,S 10053.13V U =∠︒ 4-4 2036.87A I =∠-︒4-5 100245Z =︒Ω,10A I =∠︒,R 1000V U =∠︒,L 12590V U =∠︒,C 2590V U =∠-︒ 4-645S Y =︒,420V U =∠︒,R 20A I =∠︒,L 0.2290A I =∠-︒,C 1.2290A I =∠︒ 4-7 10245A I =∠︒,S 10090V U =∠︒ 4-8 (a) 30 V ;(b) 2.24 A 4-9 (a) 10 V ;(b) 10 A 4-10 (a) 10 V ;(b) 10 V 4-11 U =14.1 V4-12 U L1 =15 V ,U C2 =8 V ,U S =15.65 V4-13 U X1 =100 V ,U 2 =600 V ,X 1=10 Ω,X 2=20 Ω,X 3=30 Ω4-14 45Z =︒Ω,245A I =∠-︒,120A I =∠︒,2290A I =∠-︒,ab 0V U =4-15 (1)A I =,RC 52Z =Ω,510Z =Ω;(2)10R =Ω,C 10X =Ω 4-16 P = 774.4 W ,Q = 580.8 var ,S = 968 V·A 4-17 I 1 = 5 A ,I 2 = 4 A4-18 I 1 = 1 A ,I 2 = 2 A ,526.565A I =∠︒,26.565V A 44.72S =∠-︒⋅4-19 10Z =Ω,190A I =∠︒,R252135V U =∠︒,10W P = 4-20 ω0 =5×106 rad/s ,ρ = 1000 Ω,Q = 100,I = 2 mA ,U R =20 mV ,U L = U C = 2 V 4-21 ω0 =104 rad/s ,ρ = 100 Ω,Q = 100,U = 10 V ,I R = 1 mA ,I L = I C = 100 mA 4-22 L 1 = 1 H ,L 2 ≈ 0.33 H第5章 习题参考答案5-3 M = 35.5 mH5-4 ω01 =1000 rad/s ,ω02 =2236 rad/s 5-5 Z 1 = j31.4 Ω,Z 2 = j6.28 Ω 5-6 Z r = 3+7.5 Ω 5-7 M = 130 mH 5-8 2245A I =∠︒ 5-9 U 1 = 44.8 V5-10 M 12 = 20 mH ,I 1 = 4 A 5-11 U 2 = 220 V ,I 1 = 4 A 5-12 n = 1.95-13 N 2 = 254匝,N 3 = 72匝 5-14 n = 10,P 2 = 31.25 mW第6章 习题参考答案6-1 (1) A 相灯泡电压为零,B 、C 相各位为220V6-3 I L = I p = 4.4 A ,U p = 220 V ,U L = 380 V ,P = 2.3 kW 6-4 (2) I p = 7.62 A ,I L = 13.2 A6-5 A 、C 相各为2.2A ,B 相为3.8A 6-6 U L = 404 V6-7 A N 20247U ''=∠-︒V6-8 cos φ = 0.961,Q = 5.75 kvar 6-9 33.428.4Z =∠︒Ω6-10 (1) I p = 11.26 A ,Z = 19.53∠42.3° Ω; (2) I p = I l = 11.26 A ,P = 5.5 kW 6-11 U l = 391 V6-12 A t 53.13)A i ω=-︒B t 173.13)A i ω=-︒C t 66.87)A i ω=+︒6-13 U V = 160 V6-14 (1) 负载以三角形方式接入三相电源(2) AB 3.8215A I =∠-︒,BC 3.82135A I =-︒,CA 3.82105A I =︒A 3.8645A I =∠-︒,B 3.86165A I =∠-︒,C 3.8675A I =∠︒6-15 L = 110 mH ,C = 91.9 mF第7章 习题参考答案7-1 P = 240 W ,Q = 360 var 7-2 P = 10.84 W7-3 (1)() 4.7sin(100)3sin3A i t t t ωω=+︒+ (2) I ≈3.94 A ,U ≈58.84 V ,P ≈93.02 W7-4 m12π()sin(arctan )V 2MU L u t t zRωωω=+-,z =7-5 直流电源中有交流,交流电源中无直流7-6 U 1=54.3 V ,R = 1 Ω,L = 11.4 mH ;约为8%,(L ’ = 12.33 mH )7-7 使总阻抗或总导纳为实数(虚部为0)的条件为12X R R R ==7-8 19.39μF C =,275.13μF C = 7-9 L 1 = 1 H ,L 2 = 66.7 mH 7-10 C 1 = 10 μF ,C 2 = 1.25 μF第8章 习题参考答案8-6 i L (0+)=1.5mA ,u L (0+)=−15V8-7 i 1(0+)=4A ,i 2(0+)=1A ,u L (0+)=2V ,i 1(∞)=3A ,i 2(∞)=0,u L (∞)=0 8-8 i 1(0+)=75mA ,i 2(0+)=75mA ,i 3(0+)=0,u L1(0+)=0,u L2(0+)=2.25V8-9 6110C ()2e A t i t -⨯= 8-10 4L ()6e V t u t -=8-11 6110C ()10(1e )V t u t -⨯=-,6110C ()5e A t i t -⨯= *8-12 500C ()115e sin(86660)V t u t -=+︒ 8-13 10L ()12e V t u t -=,10L ()2(1e )A t i t -=- 8-14 21R S ()eV t R Cu t U -=-,3R S (3)e V u U τ-=-8-15 (1) τ=0.1s ,(2) 10C ()10e V t u t -=,(3) t =0.1s 8-16 510C ()109e V t u t -=-8-17 10L ()5e A t i t -=8-18 (a)00()1()1(2)f t t t t t =---;(b)00000()1()1()[1()1(2)]1()21()1(2)f t t t t t t t t t t t t t =------=-⨯-+- 8-19 0.50.5(1)C ()[5(1e )1()5(1e )1(-1)]V t t u t t t ---=--- 8-20 u o 为三角波,峰值为±0.05V*8-21 临界阻尼R ,欠阻尼R ,过阻尼R *8-22 12666L ()[(1e )1()(1e)1(1)2(1e)1(2)]t t ti t t t t -----=-+-----。
电路分析基础第一章答案
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篇一:电路分析基础(周围主编)第一章答案
1-9.各元件的情况如图所示。
(1)若元件A吸收功率10W,求:Ua=? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
P?UaI?U
a
?
PI
?
10W1A
?10V
(2)若元件B吸收功率10W,求:Ib=? 解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
P??UI
b
?Ib??
PU
??
10W10V
??1A
(3)若元件C吸收功率-10W,求:Ic=? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
P?UI
c
?Ic?
PU
?
?10W10V
??1A
(4)求元件D吸收功率:P=?
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
P??UI??10mV?2mA??20?10
?6
W
(5)若元件E输出的功率为10W,求:Ie=? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
P?UI
e
?Ie?
PU
?
?10W10V
??1A
(6)若元件F输出功率为-10W,求:Uf=? 解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
P??UfI?U
f
??。
1-9.各元件的情况如图所示。
(1)若元件A 吸收功率10W ,求:U a =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:V AW I P U I U P a a 10110===→= (2)若元件B 吸收功率10W ,求:I b =?解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:A VW U P I UI P b b 11010-=-=-=→-= (3)若元件C 吸收功率-10W ,求:I c =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:A VW U P I UI P c c 11010-=-==→= (4)求元件D 吸收功率:P=?解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:W mA mV UI P 61020210-⨯-=⨯-=-=(5)若元件E 输出的功率为10W ,求:I e =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:A VW U P I UI P e e 11010-=-==→= (6)若元件F 输出功率为-10W ,求:U f =?解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:V AW I P U I U P f f 10110-=-=-=→-= (7)若元件G 输出功率为10mW ,求:I g =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:mA VmW U P I UI P g g 11010-=-==→= (8)试求元件H 输出的功率。
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:mW mA V UI P 422-=⨯-=-=故输出功率为4mW 。
1-11.已知电路中需要一个阻值为390欧姆的电阻,该电阻在电路中需承受100V 的端电压,现可供选择的电阻有两种,一种是散热1/4瓦,阻值390欧姆;另一种是散热1/2瓦,阻值390欧姆,试问那一个满足要求? 解:该电阻在电路中吸收电能的功率为:W R U P 64.2539010022===显然,两种电阻都不能满足要求。
1-14.求下列图中电源的功率,并指出是吸收还是输出功率。
§ 1 —1电路和电路模型l —1晶体管调频收音机最高工作频率约108MHz问该收音机的电路是集中参数电路还是分布参数电路?解:频率为108MHz周期信号的波长为c 2.78mf 108 10几何尺寸d<<2.78m的收音机电路应视为集中参数电路。
说明:现在大多数收音机是超外差收音机,其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大,最后在扬声器中发出声音。
这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。
§ 1 —2电路的基本物理量I —2题图I —2(a)表示用示波器观测交流电压的电路。
若观测的正弦波形如图(b)所示。
试确定电压u的表达式和t 0.5s、1s和1.5s时电压的瞬时值。
题图解:u(t) sinn tVu(0.5s) Sinn 0.5)V sin(90 )V 1Vu(1s) Sinn 1)V sin(180 )V 0Vu(1.5s) sinn 1.5)V sin(270 )V 1V1—3各二端元件的电压、电流和吸收功率如题图1—3所示。
试确定图上指出的未知量。
0根据封闭面还可以列出更多的KCL方程-If ■? +解:二端元件的吸收功率为A, C, p吸ui 5 10 3PiE, G, pupu21 10 310 10 3"T G+ lOV--sirtfV ++tf=I“一题图I —3p=ui,已知其中任两个量可以求得第三个量。
10 3W 5mW B, P吸ui5 10 3 1 10 5 10 6W 5卩W103V10 3 Asin 2t 2 sin tcost si nt si nt§ 1 —3基尔霍夫定律I —4题图IKCL方程。
解:对节点2kV1mA2costAD, uF, iH,P吸—4表示某不连通电路连接关系的有向图。
u i123,5,7 ,可以列出以下KCL方程i1 0, i2 i3 0, i3 i4 i6,根据图示封闭面可以列出以下KCL方程i 1 i2i4iei 1 i2 i5 i4i2 i 3 i5i5i ei6—2 2V110 10 3 -^02 2e * 4e10 3A 1mAt W试对各节点和圭寸闭面列出尽可能多的8i4 i5 0, i7 i8 0I — 5题图I —5是表示某连通电路连接关系的有向图。
电路分析基础第一章一、1、电路如图所示,其中电流为答( A )A 0.6 A B. 0.4 A C. 3.6 A D. 2.4 A2、电路如图示, 应为答( C )A. 0 VB. -16 VC. 0 VD. 4 V3、电路如图所示, 若、、均大于零,, 则电路的功率情况为答( B )A. 电阻吸收功率, 电压源与电流源供出功率B. 电阻与电流源吸收功率, 电压源供出功率C. 电阻与电压源吸收功率, 电流源供出功率D. 电阻吸收功率,供出功率无法确定UI S二、 1、图示电路中, 欲使支路电压之比,试确定电流源之值。
I SU解:由KCL 定律得:22328222U U U ++=V由KCL 定律得:0422=++U I U S1160-=S I A 或-5.46 A 2、用叠加定理求解图示电路中支路电流,可得:2 A 电流源单独作用时,2/3A;4 A 电流源单独作用时,-2A, 则两电源共同作用时-4/3A 。
3、图示电路ab端的戴维南等效电阻 4 ;开路电压22 V。
解:U=2*1=2 I=U+3U=8A Uab=U+2*I+4=22V Ro=4第二章一、1、图示电路中,7 V电压源吸收功率为答( C )A. 14 WB. -7 WC. -14 WD. 7 W2、图示电路在时开关闭合,时为答(D )精品文档A. B.C. D.3、图示桥式电路中,已知,欲使图中u=0,应满足的条件为答( A )A. B.C. D.二、1、试用叠加定理求图示电路中的电压。
4Ω解:4Ω电路可分为图1和图2单独作用图1U 1=-3v图2U 2=- 249+ ×(4×4)=-3V U=U 1+U 2=-6v 2、图示电路在换路前已达稳态。
当时开关断开,求的。
100u C解:Uc(0)=100vUc(∞)=40150×20=75v 10RC ==τUc (t )=75+25e-0.1t3、求:示网络ab 二端间的戴维南等效电路。
1.1解:频率为108MHz 周期信号的波长为m m F c 78.21010810368=⨯⨯==λ几何尺寸d ﹤﹤2.78m 的收音机电路应视为集总参数电路。
1.2解:(1)图(a )中u ,i 参考方向一致,故为关联参考方向。
图(b )中u ,i 参考方向不一致,故为非关联参考方向。
(2)图(a )中ui 乘积表示吸收功率。
图(b )中ui 乘积表示发出功率。
(3)如果图(a )中u ﹥0,i ﹤0,则P 吸=ui ﹤0,实际发出功率。
如果图(b )中u ﹥0,i ﹥0,则P 发=ui ﹥0,实际发出功率。
1.3解:因元件上电压、电流取关联参考方向,故可得[])200sin(595)200sin(717021)100sin(7)100cos(170)100sin(7)90100sin(170t t t t t t ui P o ππππππ=⋅=⋅=⋅+==吸(1) 该元件吸收功率的最大值为595W 。
(2) 该元件发出功率的最大值为595W 。
1.4解:二端元件的吸收功率为P=ui ,已知其中任两个量,可以求得第三个量。
A :mW W W UI P 51051105-3-3=⨯=⨯⨯==吸 B :W W W UI P μ5105101105-6-3-3-=⨯-=⨯⨯⨯-=-=吸C :KV V I P U 210123=⨯==- D :V V I P U 212=--=-= E :mA A U P I 110110101033=⨯=⨯==-- F :mA A U P I 110110101033-=⨯-=⨯-==-- G :tA ttt t t u P i cos 2sin cos sin 2sin )2sin(-=-=-=-= H :W e W e ui P tt--=⨯==4221.5解:根据KVL 、KCL 和欧姆定律可以直接写出U ,I 关系式。
(a )RI E U +-= (b )RI E U +-=(c )与(a )、(b )图相同 (d )有问题。
1第1章 电路的基本概念与定律P1-9 计算图P1-9电路中每个元件吸收的功率。
p 4p p图P1-9解:各元件功率计算如下:A I 4=W I ui p 165.081=⨯==,吸收16W W ui p 48682-=⨯-=-=,吸收-48WW I ui p 48123-=⨯-=-=,吸收-48WW ui p 804204=⨯==,吸收80WP1-26 部分家用电器设备的连接如图P1-26所示,其中空气开关的电流超过A 20则自动跳闸。
(a ) 试用理想元件构造其电路模型;(b ) 确定每条并联支路的电流,判断空气开关是否会跳闸; (c ) 计算电源提供的功率?图P1-26解:1)电路模型如图所示:2)A u p i 5.0120601===A u p i 33.31204002≈==A u p i 5.0120603===由KCL 得:A A i i i i 2033.4321<≈++=,因此空气开关不会跳闸 3)电源的提供的功率:Wp 5206040060=++=P1-10 求图P1-10所示电路的1I 、2I 和U 。
图P1-10解:A I 910901==A I 5.1152530902=+-=2V I U 5.6730252=+=P1-17 求图P1-17电路中的开路电压U 。
解:设电流如图所示: mA kk I 105380=+=电压:V kI m k U 45-15-80-345=+⨯=或V kI m k U 45-15-5-45=⨯=图P1-17P1-12计算图P1-12电路的1U 。
1图P1-12解:先暂时把授控源当独立源处理,然后找出控制变量的约束表达式 KVL :0244411=--U I (1) 控制量:115.04I U ⨯= (2)联立(1)和(2)可得:AI V U 6,12-11-==P1-18 计算图P1-18电路中的电压1U 和非独立源的功率。
U 1图P1-18解:KVL :0725.0202=-+U kI (1)3控制量:kI U 202= (2) 联立(1)和(2)可得:mA I 4.2= ,V U 482=所以:电压V I k U 2.19241=⨯= 受控源的功率:受控电压源:mW I U p 6.575.02=⨯=,吸收57.6mW受控电流源:mW I U p 16.9221-=⨯-=,提供92.16mW。
I 1接住图1 -34所示电路中电流表A的读数随时间变化的况如图中所示.试确定th、2s及35时的电流i・图1-34【分析】当电流由•・+”*«入电流表时•指针正向《转・电淺为正值;当电沆从“一”靖耳入电a表时・指针反向«转,电流为仓值•同时ffl中所求电流°的参考方向如®中箭头所示a表的接法所反映的电流*考方向与图中箭头参考方向相尺9锣因图中以箭头所示电流i的参考方向是从电流表负端到正端•所以t = 15 时.1 =— 1A:/ = 2s 时U = 0八;t = 3s 时u = 1A»⑴若元件A 吸收功杓譽::⑵若元件“吸收功率[阿求;⑶若元件C 吸收功率T°W,柑C, ⑷试求元件D 吸收的功率'W 叶 ⑸若无件E 提供的功率为RW •求丁⑹若元件F 提供的功率为TOW ,* “F.⑺若元件G 捷供的功率为lOmW •求心 就求云件H 提供的功率•赞由功率的定义知准取关联参考方向呗吸收功率曲提供如顾取轶 参考方向时,相反•(l)pA = «AM = inW. (3)A' = =一 lOWi⑷fc = »简=(10 X 1()7X 2 X lOT)W = (20 X 10 ")w砒⑴删卿义若钳艸梯处 -电何而訐也 論况如图',一,— ⑵⑶以上沟系指正 ,-3各元件'♦ “ - (I) 图皿,卄i 若参为方向假定为f ,切“\•娜汎动加必i M 皿Lb,两者不吻合M 电流应记为 “阳电谎实际豊b :血⑴⑵的答案均狈改变符号• -:动的删电亦则⑴、I 1-36所辰 lOV ⑵_ E --気♦(5)F幼(6图 1-36MA =( IO/1)V = lOVT 晋)AiAic =— lA (2)他==_ low.H 黑峡⑵缈岬 囂黑爲案阿郵 • 20羊考万I2mAD*10inV* (4)/cc♦ lOV - ⑶i oG♦ lOV* ⑺2mAH+ 2V - (8)It 关联參易方向•功率为正友发出功率・«吸收功率为伽=-处=-2Oxui*W ・(5)元件縄供功*为low •取关联参考方向,W 吸收功率为/> - W — low 所 W rE=-lA (6>元件为关联参考方向,P N W 为元件吸收功率,P — « **— WW所以圳=(-1O/1)V 1OV(7)元件为关联參考方向"=«为元件ft 牧功率"h W 所以 1/, N (— 10/l0)rnA = _ ImA⑻P H --““5 N (-2X2X lCr*)W —4mWI 4某兀件电” £«和电讯J 的波形如图1-37所不,Kfth 为关联♦号方向・试赫出值尤件 吸收功率洌门的披形,幷计算该无件从f - 0至『=25MM 所吸收的(feH.ffl 1 37❻ 111 f 尤件地关联•号方向・11为吸收功*・所以^^门-所议吸收能»Wfp ⑺击0・,5时图I 39⑺所示俗点•已知W 和心的渡够如图5山2所眉求⑷ 的渡形图■ lOmW・以流人节点的电潦为正•按黑所标示的电潦方向删KW 伽T 旧肿 go 翊创■如图卜39((0所示•冉与为渡形相加•得訂液形如图1-393所不.注教电路中•对任何电淹、电压都満足KgKg<4(f) •曲人廉形如图I :怡所爪.图 1-41> jA > h + 2 — 3 = 0 ii = lA b 点, i — h 亠 5 = 0 I* = 4A c A :i, + 7 — 5 二 0 1:二一2A dA< n + 4 — h =0 fi — — 6A t Aln — h — 2 L 0n —— 4A(3) W 据KVI.计算《八“一和s •ui - 6 = 2 u - 8Vu> — 6 — 12 八 0“ 1«V图 172;<1)由方程①町知.元件1、2、3所庄支路为回路•出左正右负t 正F 负•山力程 :町知•兀件仏2・6、5姐成冋路•址左正右负•段左负右正宀上正尸负・⑺由尸支路必涉及任何方程中•所以其参苇极件•并不能由已知的两个方删岀•呃 文支路4的參号ft 性为左正右负・血+ “9 •⑷ 0 I 7图丨42!蝕賂屮电丿农"的鬱芍极性已选定・£A 电賂的W 卜KVI.力用为U, U : — U K 0U 、“ 心 0< 1)I X N I 迄f(i.« »«收《*的・号极性》 (2>|6金艸遇 4确疋⑷的參写极性? ⑶人朮址“ lov.u. -.V.w - W ・试備疋W 余备咆压.0 --------“・ u> lit loV10V«u.I ----- LLJ ----•-CLHr-EP'd/b〜人h◊.“ * 上;RMHMKM- ZrW4〜■(>* U I Ut1 i\卜中t^ffH i 就町Hid 宜M 全电”"1I • 咯為岔也< «M♦弓〃剛.KCR 卜列箝}略电A H .2A.h■ V. '门野 3A2»电■•定MM 对編宦并木知电■銅《・疋"命电A 々V A 思■我电* ■电JI 書•第疋几卜电AlttM 定«^>^电就0—2 “林 —I -o.^W , 3AM ・9U0.WK( I 丿祐• *门八 .\. - »- ?A.i : - - ■, -^ - SA.浚电»右 >B AWR^KCL 方S皿",二■"HHUMUP•所以不足必帕必须全少M«bUI 电・»第任忆♦■!£・ICV.M :八“.m 史冒沽电廿"宦其“压'"■“a#• N11 - 6'・ .-V.u. 3V* - :、••♦ -~3\l@ 试«出电压g4««lu -"I ':V.U Mr W Ml<dl< VL I w^«MIIRVL 方W■斗 % ♦6I♦ ■~电略如图1・44所示•已知ii =2A ・U =3A 心=lOV.g 吸收的功拿•+由KCL 得由KVL 得h + h 十 i ,H ° 12 = (—2+ 3)A j lA/— U1 + “2 十卿=°n J 均=5V I HI +U , =0 \ui =均一旳=5V元件1是非关联参考方向,Pl — «> • i] = <-l0X2)W=-20W. 元件2是关联参考方向=血.*1 =(-5X2)W = 10W.元件3是非关联参考方向,R =—呛・八=[-5X(-3)]W= 15W. 元件4是失联参考方向宀=-W* 5 W(-5XnW =-5W ・J.n 电路如图1-45所示・(1)H(a)中已知« = 7cos(2r)V,求n(2) ffl(b)中已知 « = (5 + 4e~*)Vu = (lb + 12e-**)A.?)t R»<3) ffl(c)中已知 M = 3cofi(2CV,求 5£1 电阻的功 粉⑷图(a)中已知电压《的波形图1-7中的如•求《的波形•O-o-4门CZZ3 ----- 0 O-U +(«)(b)图P45(c)锣(l )i =背=⑵〉A… M 5+4严=±n ⑵尺=厂3(5 + 4严) 3^*3+ “I ■+M 60― 巧』 ■■方向卜效•则在聊时老3 \加"r;寫:%F'电2;績妙“"诃 1-型,'I SA, 7A 丄.叮:丫爲宀乳>十屮用W 叫yS I IhL|・}絡电!<・马〃向・剧丫; K 「lvr? n '-M7A4 -24 -们V「 ■ 2V■ r ・• HVJ • J(P CVfg 畑3毗利柚靳20gpflftJ * / * li t r 1■* r I6V\nI)•1 ;“・ bI ar(4UbrM4Xh= 5X6=livft4. 2A ・+ uw 36. 2\6X f, =25. 2V剛功亨/>s - “5152. 04 Wu^h ♦ uur 4 “b “ ++ (—十 M)r.时RN*购协电点电说K 「L 方.A bII Jr — ||*»电"电》1»,"按4出KVT 方K152. (MW(WU3ii + 切一“ 0~1 0 (> 1 -,二>0 0 1 10 10 2・J 1A ・*电■析1(的功♦之10为 电 UH 功“*"4 =(4 + 4+16》W ,24W呦电M 住功平:「;;;;;;⑴.2>W = 24W图1・49侈叭旳和⑹中标出节点编号和电流参考方飢 财0")猗示电路:N 土 = 1A ・= 3X6S+ I2V030Ally=2V=2 X is -293(«2 0 d1 n40d (b)c + 3 I<! - 2A-1AB1-50 ® y'先定文电路中各支魔电踣mu 将中闾柿支路祀为一 z 点•利用3 "5 ♦ f —6 K 0I - 1A —I — 15 —— 14 A俗点处 1» — 3A侨以4 3 X 18 12 Z II - <54 4 36W 9OV1 17 I 汕件{电ft 中•代爭作用便13.6 ■ Wf 电于由淡冷转移判悴壳•"转棒中 衣3•⑸的化林点求懺电催的电*堆事少?S 毎电了帯价肌他•4 转移的总电荷»Q rx N - 1.6OX 10 '• X 15.6X 10** - 2. 496(' W 昱型。
第1章 电路的基本概念和定律习题答案1-1 电路如图1-64所示,已知R 1=3Ω,R 2=6Ω,U =6V 。
求: (1)总电流强度I ;(2)电阻R 1上的电流I 1和R 2上的电流I 2。
解:总电阻:Ω26+36×3+2121==R R R R R=总电流:A 326==R U I=A 236+36+2121=⨯I=R R R =I A 136+33+2112=⨯I=R R R =I1-2 电路如图1-65所示,已知U S =100V ,R 1=2kΩ,R 2=8kΩ,在下列三种情况下,分别求电阻R 2两端的电压及R 2、R 3中通过的电流:(1)R 3=8kΩ; (2)R 3=∞(开路); (3)R 3=0(短路)。
解:(1)当R 3=8kΩ时,总电阻:k Ω68888232321=+⨯+=++=R R R R R RmA 350k Ω6V 100S ==R U I=mA 3253508+88+3232=⨯I=R R R =I mA 3253508+88+3223=⨯I=R R R =IV 32003258222=⨯=R =I U (2)当R 3=∞(开路)时:I 3 = 0A mA108+2100+21S 2==R R U =I图1-64 习题1-1图图1-65 习题1-2图V 80108222=⨯=R =I U(3)当R 3=0(短路)时:I 2 = 0A ,U 2 = 0V ;mA 50k Ω2V1001S 3==R U =I1-3 图1-66所示的各元件均为负载(消耗电能),其电压、电流的参考方向如图中所示。
已知各元件端电压的绝对值为5V ,通过的电流绝对值为4A 。
(1)若电压参考方向与真实方向相同,判断电流的正负; (2)若电流的参考方向与真实方向相同,判断电压的正负。
(a) (b) (c) (d)图1-66 习题1-3图解:(1)若电压参考方向与真实方向相同时: 图(a ):电压与电流参考方向关联,电流为正I =4A ; 图(b ):电压与电流参考方向非关联,电流为负I =-4A ; 图(c ):电压与电流参考方向关联,电流为正I =4A ; 图(d ):电压与电流参考方向非关联,电流为负I =-4A 。
§1-1电路和电路模型 l -1晶体管调频收音机最高工作频率约108MHz。
问该收音机的电路是集中参数电路还是分布参数电路?解:频率为108MHz 周期信号的波长为m 78.21010810368=⨯⨯==f c λ 几何尺寸d <<2.78m 的收音机电路应视为集中参数电路。
说明:现在大多数收音机是超外差收音机,其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换为中频信号后再加以放大、然后再进行检波和低频放大,最后在扬声器中发出声音。
这种收音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小。
§1-2电路的基本物理量l -2题图 l -2(a)表示用示波器观测交流电压的电路。
若观测的正弦波形如图(b)所示。
试确定电压u 的表达式和 s 1 s 5.0、=t 和s 5.1时电压的瞬时值。
题图 l —2解:V1V )270sin(V )1.5πsin()s 5.1(V0V )018sin(V )1πsin()s 1(V1V )90sin(V )5.0πsin()s 5.0(Vπsin )(-==⨯===⨯===⨯== u u u t t u1-3各二端元件的电压、电流和吸收功率如题图1-3所示。
试确定图上指出的未知量。
题图 l —3解:二端元件的吸收功率为p =ui ,已知其中任两个量可以求得第三个量。
W e 4e 22 H,A cos 2sin cos sin 2sin 2sin G,mA 1A 101101010 F, mA 1A 101101010 E,V 212 D, kV 2V 1021012 C,Wμ5W 105101105 B,mW 5W 1051105 ,A 33333363333t t ui p t t t t t t u p i u p i u p i i p u i p u ui p ui p -------------=⨯-=-======⨯=⨯--=-==⨯=⨯===--=-==⨯=⨯==-=⨯-=⨯⨯⨯-=-==⨯=⨯⨯==吸吸吸§1-3基尔霍夫定律l -4题图 l -4表示某不连通电路连接关系的有向图。
试对各节点和封闭面列出尽可能多的KCL 方程。
题图 l —4解:对节点1,2,3,5,7,可以列出以下KCL 方程0 ,0 ,0 ,0 ,0875*******=-=+=---=+=i i i i i i i i i i根据图示封闭面可以列出以下KCL 方程65365264265216421=+-=-+=--=+--=+--i i i i i i i i i i i i i i i i i根据封闭面还可以列出更多的KCL 方程l -5题图 l -5是表示某连通电路连接关系的有向图。
试沿顺时针的绕行方向,列出尽可能多的KVL 方程。
题图 l —5解:根据回路{1,2,5},{1,3,6},{2,3,4},{2,3,5,6},{4,5,6},{7,8,9},{1,2,4,6},{1,3,4,5}可以列出以下KVL 方程543164218975645632432631521=+++=+-+=-+-=-+-=-++-=++-=++=++u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u说明:按照回路的严格定义,沿回路绕行一周时,不能两次经过同一结点,因此{1,3,6,7,8,9},{2,3,5,6,7,8,9},{4,5,6,7,8,9}不是回路。
1-6 电路如题图1-6所示。
已知A5,A5,A1,A247431-====iiii和A310-=i。
尽可能多地确定其它未知电流。
题图 l—6解:已知部分支路电流,可以根据节点和封闭面KCL求得另外一些支路电流。
A5KCLdA24KCLeA2A)3(A5KCLhA3A)3(A5A1KCL3A11A)5(A5A1KCL2A19A)5(A24KCLaA30A5A1A24KCL141211110491043874367154312-求得的根据节点求得的根据节点求得的根据节点求得的根据封闭面求得的根据封闭面求得的根据节点求得的根据封闭面=-=-=-=-=---=--=-=----=---==--+=-+=-=---=--=-=---=---=iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii1-7 题图1-6中,各支路电压电流采用关联参考方向。
已知,V3,5V,V10421-===uuuV2,V3,5V,V106421=-===uuuu,V37-=u和V812=u。
尽可能多地确定其余支路电压。
若要确定全部电压,尚需知道哪些支路电压?题图 l—6解:已知部分支路电压,可以根据回路和闭合节点序列的KVL方程,求得另外一些支路电压。
压电个一意任中其道知要需尚压电得求要若,,V1010VV)3(V2V5V14V3V8V2V5V5V2V39831762114126210675uuuuuuuuuuuuuuuu=+--+-=+-+-=-=--+-=+-+-=-=--=-=1-8 题图1-8是某电子电路的电路模型,已知20507.49V, 4.39Vu u==和314.51Vu=-。
试求电5125,u u和32u。
题图 l—8解:根据回路和闭合节点序列的KVL方程,可以求得任意两个节点间的电压515001252005323110024.39V(12V)7.61V7.49V( 4.39V) 3.1V( 4.51V)12V(7.49V)0Vu u uu u uu u u u=+=+-=-=+=+-==++=-++-=1-9 电路如题图1-9所示,求支路电流3i、5i、6i。
题图 l—9解:根据KCL,KVL求出各支路电压和支路电流,然后计算各二端元件的吸收功率。
312624516108624i i i A i i i A A Ai i i A=--=-=-=-==+=1-10 电路如题图1-10所示,已知V5,V10,A3,A24131==-==uuii。
试求各二端元件的吸收功率。
题图 l—10解:根据KCL,KVL求出各支路电压和支路电流,然后计算各二端元件的吸收功率。
W5)32(5W15)3()5(W302)510(W20210444333222111=+-⨯==-=-⨯--=-==⨯+==-=⨯=-=iupiupiupi up§1-4电阻元件1-11 各线性电阻的电压电流和电阻如题图1-11所示。
试求图中的未知量。
题图 l—11解:Ω===⨯Ω==Ω-=-=-==Ω⨯==-=⨯Ω-=-==⨯=⨯Ω==----4Acos2Vcos86,Ve15e5)3(,52A1V24,mA5101V53,V5A1)5(2,mV2V102V101)2(122333ttRRiuiuRRuiRiuRiutt,1-12 各线性电阻的电压、电流、电阻和吸收功率如题图1-12所示。
试求各电阻的电压或电流。
题图 l—12解:326V (b) (5)3A15V10(c) u5 (d) u2051021020()5 (f) i=4251020()5 (h) i=225u Ri A u Rip WV PR W Vi Au V u Ve i A AR RP W P Wg i A Au V R==Ω⨯==-=-Ω⨯=-=====⨯Ω=±=====ΩΩ=-=-=-==±Ω(a)1-13 各二端线性电阻如题图1-13所示。
已知电阻的电压、电流、电阻和吸收功率四个量中的任意两个量,求另外两个量。
题图 l —13 解:22210()5, P=10220212()4, P=-123363()2510, P=205()1, P=5510()2, R= 2.5520()2u V a R ui V A W i Au V b R ui V A W i Ac u iR A V i R W u V ud i A W R RP W u e i A u V PP W f u i ===Ω=⨯==-=-=-Ω=-⨯=-==⨯Ω===-=-=-=Ω====Ω=-=-22222010, R=5(2)40(5)()8, R=0.62554020()2, u 205105P W V A i A P W u V g i A u V P WP W h i A PR W V R =-==Ω-=-=-===-Ω-===±==⨯Ω=±Ω1-15 电路如题图1-15所示。
已知A 14=i ,求各元件电压和吸收功率,并校验功率平衡。
题图 l —15解:W 108A)3(V 36 A 3 V 36V 6V 30W 90A 3V 30 V 30A 310A 3A)2(A 1W 12A 2V 6 A 23V 6 V 6V 2V)4(W4A)1(V 4 V 4A)1(4 A 1W 2A 1V 2 A 1 V 2A 1211211111321222243244334344444-=-⨯=-===+=+==⨯===⨯Ω==--=+==⨯===Ω==+--=+-==-⨯-==-=-⨯Ω=-=-==⨯====⨯Ω=ui P i u u u i u P u i i i i u P i u u u i u P u i i i u P i u1-16 题图1-15电路中,若A24-=i。
求各元件电压和吸收的功率。
题图 l—15解:W432A)6(V)72(A6V7212VV60W360A)6(V60V60A)6(10A6A2A4W48A)4(V12A43V12V12V4V8W16A2V8V8A24A2W8A)2(V4A2V4A)2(211211111321222243244334344444-=-⨯--=-=-=-=--=+==-⨯-==-=-⨯Ω=-=--=-==-⨯-==-=Ω-=-=--=+-==⨯===⨯Ω==-==-⨯-==-=-=-⨯Ω=uiPiuuui uPuiiiiuPiuuuiuPuiiiuPiu说明:题图1-12电路是只包含一个独立电压源的线性电阻电路,当电流i4数值增加一倍时,即A24=i,电路中各电压以及各电流均增加一倍,而各二端元件的功率增加到原来的4倍。
当电流i4由A24=i变化为A24-=i时,各电压电流的符号改变,而功率符号不改变。
§1-5独立电压源和电流源1-19电路如题图1-19所示,已知电压源电压s110u V=,电流源的电流为s23i A=,求此时电压源和电流源发出的功率。
5Ω+-1su+-2su1si2sii题图 1—19解:1s11s122s22s1210330(5)(5(3)10)375s s ss s sP u i u i V A WP u i i u i A V A W===⨯==-=--+=--⨯-+⨯=-1-20 试求题图1-20各电路的电压dcacuu、和abu。