电路理论基础课后答案(哈工大陈希有)第11章

第十一章习题解答11－1周期性矩形脉冲如图所示，试求其傅立叶级数展开形式。

t解：02212w T πππ=== 00011()22T m m U a f t dt U dt T πππ===⎰⎰ 00002211()cos 2cos sin 0Tm k m U a f t kw tdt U ktdt ktT kππππ=⋅===⎰⎰0002()sin 12sin 2211()cos ()(cos 1)21cos 41,3,5,00,2,4,Tk m mm m mb f t kw tdtT U ktdt U U kt k k k U k k U k k k πππππππππ=⋅===⋅⋅----=⎧=⎪=⎨⎪=⎩⎰⎰ ∴14mU b π=，343m U b π=，54,5mU b π=0135()sin sin 3sin 5444sin sin 3sin 5354111(sin sin 3sin 5sin 7)357mmm m m m f t a b t b t b t U U U Ut t t U U t t t t ππππππ=++++=++++=+++++11-3在图示电路中，无源一端口网络N 的 端口电压和端口电流分别为()100cos31450cos(94230)V u t t t ︒=+- 3()10cos314 1.75cos(942)A i t t t θ=++若把N 看作为RLC 串连电路，试求：（1）R,L,C 之值；（2）3θ之值；（3）电路消耗的功率。

解：（1）13()100cos31450cos(94230)()()u t t t u t u t ︒=+-=+313()10cos314 1.75cos(942)()()i t t t i t i t θ=++=+∵1()100cos314u t t =，∴.10V U ︒=∵1()10cos314i t t =，∴.10A I ︒=∵.1U 与.1I 同相，∴LC 串连分支对基波而言发生 串连谐振，∴.1.1100U R I ︒===Ω21314314C L =⇒= ∵3()50cos(94230)V u t t ︒=-,∴.330U ︒=-，3U = 33() 1.75cos(942)i t t θ=+，∴.33A I θ=∴333501.75U Z I ==== ∴22110(942)816.33942L C+-= 21(942)716.33942L C -= 194226.76942L C -=（∵w 时谐振，∴3w 时呈感性）∵21314C L =∴2194226.761942314L L -= 31494226.763LL -=∴31.9mH L =231317.94F 31431.910C μ-==⨯⨯(2)∵.330V U ︒=-,.33I θ= 33611(942)10(94231.910)942942317.941010(30 3.34)28.4769.44Z R j L j C j --︒=+-=+⨯⨯-⨯⨯=+-=∠Ω .3333.333028.4769.44U U Z I I θ︒︒==∠--≈∠ ∴33069.44θ︒︒--=∴33069.4499.44θ︒︒︒=--=-（3）1︒1()100cos314V u t t =单独作用时，1()10cos314A i t t =∴221110500W P I R =⨯=⨯= 2︒ 3()50cos(94230)V u t t ︒=-单独作用时，3() 1.75cos(94299.44)A i t t ︒=-2233101015.31W P I =⨯=⨯=1350015.31515.31W P P P =+=+=11－10图示电路为滤波电路，要求14w 的谐波电流传至负载，而使基波电流无法达到负载。

第一章习题1.1 图示元件当时间t<2s时电流为2A，从a流向b；当t>2s时为3A，从b流向a。

根据图示参考方向，写出电流的数学表达式。

1.2图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V，τ>0。

分别求出t=0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。

图题1.1 图题1.21.3 图示电路。

设元件A消耗功率为10W，求；设元件B消耗功率为-10W,求；设元件C发出功率为-10W，求。

图题1.31.4求图示电路电流。

若只求，能否一步求得？1.5 图示电路，已知部分电流值和部分电压值。

(1) 试求其余未知电流。

若少已知一个电流，能否求出全部未知电流？(2) 试求其余未知电压u14、u15、u52、u53。

若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？1.6 图示电路，已知,,,。

求各元件消耗的功率。

1.7 图示电路，已知，。

求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。

1.8 求图示电路电压。

1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。

1.10 求网络N吸收的功率和电流源发出的功率。

1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。

1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。

1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W，求r的值。

1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。

1.15图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。

试求出其端口特性，即关系。

1.16 讨论图示电路中开关S开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响，加深对独立源特性的理解。

第二章习题2.1 图(a)电路，若使电流A,，求电阻；图(b)电路，若使电压U=(2/3)V，求电阻R。

2.2 求图示电路的电压及电流。

2.3 图示电路中要求，等效电阻。

求和的值。

2.4求图示电路的电流I。

2.5 求图示电路的电压U。

2.6 求图示电路的等效电阻。

2.7 求图示电路的最简等效电源。

图题2.72.8 利用等效变换求图示电路的电流I。

第十一章 集成逻辑门和组合逻辑电路11-1 已知两种逻辑门电路的输入A 、B 和对应的输出波形W 、X 如图所示，试写出W 、X 的辑表达式。

解：BA B A X B A B A W +=+=11-2 用“与非”门实现以下逻辑关系并画出逻辑图。

C A C B BC A F BD A F BC AB F ++=+=+=321)3()2()1(解：CA CB BC A C A C B BC A F BDA BD A F BC AB BC AB F ••=++=•=+=•=+=32111-3 用代数法化简下列逻辑函数：① F=A B +AB+BC ，② F=B A C+A+B+C ，③ F=ABC+A B+AB C 解：① F=A+BC② F=B A C+A+B+C=A+B+C③ F=ABC+A B+AB C =B 11-4 试分析图示电路的逻辑功能解：（1）0=•=B A B A F（2）B A B A B A B B A A AB B AB A AB B AB A F +=+•++•=•+•=•••=)()(此为异或门，其真值表为 右图(3)C B A L ⊕⊕==m 0+m 3+m 5+m 6 逻辑功能为 ：全加器和的反码的逻辑表达式 (4)7421m m m m C B A F +++=⊕⊕= 逻辑功能为 ：全加器和的逻辑表达式 此两式的真值表图如右下图11-5 组合逻辑电路如图所示，试求输出函数的最简逻辑表达式并画出改用“与非”门实现的逻辑电路图 解：C B A C A C A B A C A AB F ++=+++=⊕+= ；改成与非门：C B A C B A F ••=++=11-6 按少数服从多数的原则，试设计一个三人表决电路，并用“或非”门实现。

解：（1）按题意：输入变量有三个分别为、B、C；输出变量有一个为F。

列出真值表如下图（2）写出逻辑表达式上弟即或非－或非蠨达弟ȍH11-7 用耳线-8线译码周74LS138和适当的“与非”门设计一个奇偶校验电路，要籂弓输入三个变量䨭有偶数个1时输出为1，否则为0解：（1）按题意：输入变量有三个分别为A、B、C；输出变量有一个为F。

答案10.1解：0<t时，电容处于开路，故V 20k 2m A 10)0(=Ω⨯=-C u由换路定律得：V 20)0()0(==-+C C u u换路后一瞬间，两电阻为串联，总电压为)0(+C u 。

所以m A 5k )22()0()0(1=Ω+=++C u i再由节点①的KCL 方程得：m A5m A )510()0(m A 10)0(1=-=-=++i i C答案10.2解：0<t时电容处于开路，电感处于短路，Ω3电阻与Ω6电阻相并联，所以A3)363685(V45)0(=Ω+⨯++=-i，A 2)0(366)0(=⨯+=--i i LV 24)0(8)0(=⨯=--i u C由换路定律得：V24)0()0(==-+C C u u ，A 2)0()0(==-+L L i i由KVL 得开关电压：V8V )2824()0(8)0()0(-=⨯+-=⨯+-=+++L C i u u答案10.3解：0<t 时电容处于开路，0=i ，受控源源电压04=i ，所以V 6.0V 5.1)69(6)0()0()0(1=⨯Ω+Ω===--+u u u C C>t 时，求等效电阻的电路如图(b)所示。

等效电阻Ω=++-==5)36(4i ii i i u R 时间常数s 1.0i ==C R τ0>t 后电路为零输入响应，故电容电压为：V e 6.0e )0()(10/t t C C u t u --+==τΩ6电阻电压为：V e 72.0)d d (66)(101t Ctu Ci t u -=-⨯Ω-=⨯Ω-=)0(>t答案10.4 解：<t 时电感处于短路，故A 3A 9363)0(=⨯+=-L i ，由换路定律得： A 3)0()0(==-+L L i i求等效电阻的电路如图(b)所示。

(b)等效电阻Ω=+⨯+=836366i R ，时间常数s 5.0/i ==R L τ 0>t 后电路为零输入响应，故电感电流为 A e 3e )0()(2/t t L L i t i --+==τ)0(≥t电感电压V e 24d d )(21t Lti Lt u --==)0(>t Ω3电阻电流为A e 23632133t L u i u i --=Ω+⨯Ω=Ω=Ω3电阻消耗的能量为：W3]e 25.0[1212304040233=-==Ω=∞-∞-∞Ω⎰⎰t t dt e dt i W答案10.5解：由换路定律得0)0()0(==-+L L i i ，达到稳态时电感处于短路，故A 54/20)(==∞L i求等效电阻的电路如图(b)所示。

第十一章习题解答11－1周期性矩形脉冲如图所示，试求其傅立叶级数展开形式。

t解：02212w T πππ=== 00011()22T m mU a f t dt U dt T πππ===⎰⎰ 00002211()cos 2cos sin 0T m k m U a f t kw tdt U ktdt ktT kππππ=⋅===⎰⎰0002()sin 12sin 2211()cos ()(cos 1)21cos 41,3,5,00,2,4,Tk m mm m mb f t kw tdtT U ktdtU U kt k k k U k k U k k k πππππππππ=⋅===⋅⋅----=⎧=⎪=⎨⎪=⎩⎰⎰ ∴14mU b π=，343mU b π=，54,5mU b π=0135()sin sin 3sin 5444sin sin 3sin 5354111(sin sin 3sin 5sin 7)357mmm m m m f t a b t b t b t U U U Ut t t U U t t t t ππππππ=++++=++++=+++++11-3在图示电路中，无源一端口网络N 的 端口电压和端口电流分别为()100cos31450cos(94230)V u t t t ︒=+-3()10cos314 1.75cos(942)A i t t t θ=++若把N 看作为RLC 串连电路，试求：（1）R,L,C 之值；（2）3θ之值；（3）电路消耗的功率。

解：（1）13()100cos31450cos(94230)()()u t t t u t u t ︒=+-=+313()10cos314 1.75cos(942)()()i t t t i t i t θ=++=+∵1()100cos314u t t =，∴.10V U ︒=∵1()10cos314i t t =，∴.10A I ︒=∵.1U 与.1I 同相，∴LC 串连分支对基波而言发生 串连谐振，∴.1.1100U R I ︒===Ω21314314C L =⇒= ∵3()50cos(94230)V u t t ︒=-,∴.330U ︒=-，3U = 33() 1.75cos(942)i t t θ=+，∴.33A I θ=∴333501.75U Z I ====∴22110(942)816.33942L C+-=21(942)716.33942L C -=194226.76942L C -=（∵w 时谐振，∴3w 时呈感性）∵21314C L =∴2194226.761942314L L -= 31494226.763LL -=∴31.9mH L =231317.94F 31431.910C μ-==⨯⨯(2)∵.330V U ︒=-,.33I θ=33611(942)10(94231.910)942942317.941010(30 3.34)28.4769.44Z R j L j C j --︒=+-=+⨯⨯-⨯⨯=+-=∠Ω .3333.333028.4769.44U U Z I I θ︒︒==∠--≈∠ ∴33069.44θ︒︒--=∴33069.4499.44θ︒︒︒=--=-（3）1︒1()100cos314V u t t =单独作用时，1()10cos314A i t t =∴221110500W P I R =⨯=⨯=3()50cos(94230)V u t t ︒=-单独作用时，3() 1.75cos(94299.44)A i t t ︒=-2233101015.31W P I =⨯=⨯=1350015.31515.31W P P P =+=+=11－10图示电路为滤波电路，要求14w 的谐波电流传至负载，而使基波电流无法达到负载。

11-3图题11-3所示电路中，已知24cos(30)s u t V =+。

，试求输出电压()u t解：画出向量模型如右图所示。

采用振幅向量，省略下标m.121212(24)224302(262)0(12)1230j I j I j I j j I j I jI +-=∠-++-=+-=∠ 。

整理得：2 2.68 3.4I =∠ 。

，2U 2 5.36 3.4I ==∠ 。

所以() 5.36cos( 3.4)u t t =+。

11-4 图题11-4所示，耦合系数12K =，求输出电压U 。

解：12K ==所以4j M j ω= 所以采用网孔电流法，网孔电流为21,I I 。

互感电压12j I j I ωω 和作为附加电压源后的向量模型如右图所示网孔电流方程为122121(168)810048(148)4j j I j I j I j I j j I j I --=-++-= 整理得28.2299.46I =∠- 。

所以28.2299.46U =∠- 。

11-8电路图题11-8所示，试求对电源端的输入阻抗、电流12I I 和。

解：列网孔方程1212(24)21202(22)0j I j I j I j I +-=∠-++= 。

整理得12(22),2I j A I A =-= 所以12Z (33)22i j j =Ω=+Ω- 11-9 已知空心变压器的参数：1122L =9H,R =200,L =4H,R =1000.5.k ΩΩ=及所接负载为800Ω电阻和1F μ电容串联，所接正弦电压源频率为400rad/s, 电压有效值为300V ，内阻为500,Ω内电感为0.25H .试求传送给负载的功率P 和空心变压器的功率传输效率。

解：(1)可以画出电路如上图所示。

M=3H =做出向量模型后可以列出网孔方程为1212(500200100300)12003001200(10080016002500)0j j I j I j I j j I +++-=-+++-=整理得1271.56A 0.0596116.6A 50I I -==∠- 。

电路理论基础第四版孙立山陈希有主编答案1. 引言《电路理论基础（第四版）》是一本系统介绍电路基本理论和基本分析方法的教材。

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2. 电路理论基础答案2.1 第一章网孔法和节点法的基本概念2.1.1 习题1-1a)略b)略c)略…2.2 第二章电阻网络的基本性质2.2.1 习题2-1a)略b)略c)略…2.3 第三章基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）2.3.1 习题3-1a)略b)略c)略…2.4 第四章电流和电压的计算2.4.1 习题4-1a)略b)略c)略…2.5 第五章电阻串联与并联的简化2.5.1 习题5-1a)略b)略c)略…2.6 第六章电流分压和电压分流2.6.1 习题6-1a)略b)略c)略…2.7 第七章网格分析法2.7.1 习题7-1a)略b)略c)略…2.8 第八章直流电路的戴维南定理2.8.1 习题8-1a)略b)略c)略…2.9 第九章交流电路频率特性2.9.1 习题9-1a)略b)略c)略…2.10 第十章交流电阻、电感和电容的阻抗2.10.1 习题10-1a)略b)略c)略…2.11 第十一章交流电路的功率2.11.1 习题11-1a)略b)略c)略…2.12 第十二章交流电路分析方法2.12.1 习题12-1a)略b)略c)略…3. 结语本文档提供了《电路理论基础（第四版）》的答案，涵盖教材中的习题。

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