邱关源《电路》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第十二章至第十三章【圣才出品】
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电路习题解答第一章 电路模型和电路定律【题1】:由U A B =5V 可得:I AC .=-25A :U D B =0:U S .=125V 。
【题2】:D 。
【题3】:300;-100。
【题4】:D 。
【题5】:()a i i i =-12;()b u u u =-12;()c ()u u i i R =--S S S ;()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D 。
【题8】:P US1=50 W ;P U S 26=- W ;P U S 3=0;P I S 115=- W ;P I S 2 W =-14;P I S 315=- W 。
【题9】:C 。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
【题14】:3123I +⨯=;I =13A 。
【题15】:I 43=A ;I 23=-A ;I 31=-A ;I 54=-A 。
【题16】:I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】:由图可得U E B =4V ;流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ;由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23;又由节点D 列KCL 得I I C D =-4;由回路CDEC 列KVL 解得;I =3;代入上 式,得U A C =-7V 。
【题18】:P P I I 12122222==;故I I 1222=;I I 12=; ⑴ KCL :43211-=I I ;I 185=A ;U I I S =-⨯=218511V 或16.V ;或I I 12=-。
⑵ KCL :43211-=-I I ;I 18=-A ;U S =-24V 。
第二章电阻电路的等效变换【题1】:[解答]I=-+9473A=0.5A;U Ia b.=+=9485V;IU162125=-=a b.A;P=⨯6125.W=7.5W;吸收功率7.5W。
第3章电阻电路的一般分析3.1 复习笔记一、电路图论的基本概念1.图(G)图(G)是具有给定连接关系的结点和支路的集合,其中每条支路的两端都连到相应的结点上,允许孤立结点的存在,没有结点的支路不能称为图。
路径:从G的一个结点出发,依次通过图的支路和结点(每一支路和结点只通过一次),到达另一个结点(或回到原出发点),这种子图称为路径。
连通图:当G的任意两结点都是连通的,称G为连通图。
有向图:赋予支路方向的图称为有向图。
2.树(T)满足下列三个条件的子图,称为G的一棵树:①连通的;②包含G的全部结点;③本身没有回路。
树支与连支:属于树的支路称为树支;不属于树的支路称为连支。
基本回路:对于G的任意一个树,有且只有一条连支回路,这种回路称为单连支回路或基本回路。
树支数:对于有n个结点,b条支路的连通图,树支数=n-1。
推论:连枝数=b-n+1;基本回路数=连支数=b-n+1。
二、KCL和KVL的独立方程数KCL的独立方程数:对一个具有n个结点的电路而言,其中任意的(n-1)个结点的KCL方程是独立的。
KVL的独立方程数:对一个具有n个结点和b条支路的电路而言,其KVL的独立方程数为(b-n+1)。
三、电路的分析方法1.支路电流法(1)支路电流法是以b个支路电流为变量列写b个方程,并直接求解。
其方程的一般形式为(2)支路电流法解题步骤①标出各支路电流的方向;②依据KCL列写(n-1)个独立的结点方程;③选取(b-n+1)个独立回路,标出回路绕行方向,列写KVL方程。
注:①独立结点选择方法:n个结点中去掉一个,其余结点都是独立的;②独立回路选择方法:先确定一个树,再确定单连支回路(基本回路),仅含唯一的连支,其余为树支。
2.网孔电流法(1)网孔是最简单的回路,即不含任何支路的回路。
网孔数=独立回路数=b-n+1。
网孔电流法是以网孔电流为未知量,根据KVL对全部网孔列出方程求解。
(2)网孔电流法解题步骤①局部调整电路,当电路中含有电流源和电阻的并联组合时,可转化为电压源和电阻的串联组合;②选取网孔电流,指定网孔电流的参考方向;③依据KVL列写网孔电流方程,自阻总为正,互阻视流过的网孔电流方向而定,两电路同向取“+”,异向取“-”。
实用标准目 录附录一:电路试卷 ........................................................ 38 附录二:习题集部分答案 (58)第一章 电路模型和电路定律一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错).1. 电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。
[ ] .2. 欧姆定律可表示成 u R i =?, 也可表示成u R i =-?,这与采用的参考方向有关。
[ ].3. 在节点处各支路电流的方向不能均设为流向节点,否则将只有流入节点的电流而无流出节点的电流。
[ ] .4. 在电压近似不变的供电系统中,负载增加相当于负载电阻减少。
[ ] .5.理想电压源的端电压是由它本身确定的,与外电路无关,因此流过它的电流则是一定的,也与外电路无关。
[ ] .6. 电压源在电路中一定是发出功率的。
[ ] .7. 理想电流源中的电流是由它本身确定的,与外电路无关。
因此它的端电压则是一定的,也与外电路无关。
[ ] .8. 理想电流源的端电压为零。
[ ] .9. 若某元件的伏安关系为u =2i+4,则该元件为线性元件。
[ ] .10. 一个二端元件的伏安关系完全是由它本身所确定的,与它所接的外电路毫无关系。
[ ] .11.元件短路时的电压为零,其中电流不一定为零。
元件开路时电流为零,其端电压不一定为零。
[ ] .12. 判别一个元件是负载还是电源,是根据该元件上的电压实际极性和电流的实际方向是否一致(电流从正极流向负极)。
当电压实际极性和电流的实际方向一致时,该元件是负载,在吸收功率;当电压实际极性和电流的实际方向相反时,该元件是电源(含负电阻),在发出功率 [ ].13.在计算电路的功率时,根据电压、电流的参考方向可选用相应的公式计算功率。
若选用的公式不同,其结果有时为吸收功率,有时为产生功率。
第4章电路定理4.1 复习笔记一、叠加定理叠加定理:在线性电路中,任一支路的电流或电压,等于每一独立电源单独作用于电路时在该支路所产生的电流或电压的代数和。
应用方法:给出电路中变量的参考方向;画出各独立源单独作用时的等效电路;在等效电路中求出相应的待求电压电流变量或中间变量;运用叠加定理求出原电路中的待求电压电流变量。
注:①该定理只适用于线性电路;②计算元件的功率时不可应用叠加的方法;③在各个独立电源单独作用时,不作用的电压源短路,不作用的电流源开路;各分电路在叠加计算时电压和电流的参考方向可取为与原电路相同方向,取代数和时注意各分量的正负号。
二、替代定理给定任意一个线性电阻电路,如果第j条支路的电压u j和电流i j已知,那么这条支路就可以用一个具有电压等于u j的独立电压源,或者一个具有电流等于i j的独立电流源来代替,替代后的电路中的全部电压和电流均将保持原值,如图4-1-1所示。
图4-1-1三、戴维宁定理和诺顿定理1.一个线性含源一端口网络如图4-1-2(a)所示,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效替代,这一等效电路称为戴维宁等效电路,如图4-1-2(b)所示。
电压源的电压等于该一端口网络的开路电压u oc,而电阻等于该一端口网络中所有独立源为零值时的等效电阻R eq。
图4-1-22.一个线性含源一端口网络N,可以等效为一个电流源和电阻的并联组合,这样的等效电路称为诺顿等效电路,如图4-1-2(c)所示。
电流源的电流等于该网络N的短路电流i sc,并联电阻R eq等于该网络中所有独立源为零值时所得网络N0的等效电阻R eq。
3.应用戴维宁定理和诺顿定理求解电路,一般按以下步骤进行:(1)求解含源端口的开路电压u oc或短路电流i sc。
(2)求解端口的输入电阻R eq,有如下两种方法:①利用开路电压与短路电流之比R eq=U oc/i sc;②将含源一端口网络中所有独立源置零,求解其对应的R eq。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241 内部专用)第一章电路模型和电路定律【题 1】:由UAB 5 V可得: I AC 2.5A: U DB0 : U S12.5V。
【题 2】: D。
【题 3】: 300; -100 。
【题 4】: D。
【题5】:a i i1i 2;b u u1u2;c u u S i i S R S;d i i S 1R Su u S。
【题 6】: 3;-5 ; -8。
【题 7】: D。
【题 8】:P US150 W ;P US26W;P US30 ; P IS115 W ; P IS214W ;P IS315W。
【题 9】: C。
【题 10】:3; -3 。
【题 11】:-5 ; -13 。
【题 12】:4(吸收); 25。
【题 13】:0.4 。
【题 14】:31I 2 3; I 1A 。
3【题 15】:I43A; I23A; I31A; I5 4 A。
【题 16】:I7A;U35 V;X元件吸收的功率为 P UI245W。
【题 17】:由图可得U EB 4 V;流过 2电阻的电流 I EB 2 A;由回路ADEBCA列KVL得U AC 2 3I ;又由节点D列KCL得 I CD 4I ;由回路CDEC列KVL解得;I 3 ;代入上式,得 U AC7 V。
【题 18】:P122 I12;故 I 22; I 1I 2;P2I 221I 2⑴ KCL:4I 13I 1;I 18;U S 2I1 1 I 18V或16.V;或I I。
2 5 A512⑵ KCL:4I 13I1;I18A;U S。
224 V第二章电阻电路的等效变换【题 1】:[解答 ]94A = 0.5 A ;U ab9I 4 8.5 V;I73U ab66 125. W = 7.5 W ;吸收I 12 1.25 A;P功率 7.5W。
【题 2】:[解答 ]【题 3】:[解答]C 。
【题 4】: [ 解答 ]等效电路如图所示,I 005. A。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241内部专用)第一章 电路模型和电路定律【题1】:由U A B =5V 可得:I AC .=-25A :U D B =0:U S .=125V 。
【题2】:D 。
【题3】:300;-100。
【题4】:D 。
【题5】:()a i i i =-12;()b u u u =-12;()c ()u u i i R =--S S S ;()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D 。
【题8】:P US1=50 W ;P U S 26=- W ;P U S 3=0;P I S 115=- W ;P I S 2 W =-14;P I S 315=- W 。
【题9】:C 。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
【题14】:3123I +⨯=;I =13A 。
【题15】:I 43=A ;I 23=-A ;I 31=-A ;I 54=-A 。
【题16】:I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】:由图可得U E B =4V ;流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ;由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23;又由节点D 列KCL 得I I C D =-4;由回路CDEC 列KVL 解得;I =3;代入上 式,得U A C =-7V 。
【题18】:P P I I 12122222==;故I I 1222=;I I 12=; ⑴ KCL :43211-=I I ;I 185=A ;U I I S =-⨯=218511V 或16.V ;或I I 12=-。
⑵ KCL :43211-=-I I ;I 18=-A ;U S =-24V 。
第二章 电阻电路的等效变换【题1】:[解答]I =-+9473A =0.5 A ;U I a b .=+=9485V ; I U 162125=-=a b .A ;P =⨯6125. W =7.5 W;吸收功率7.5W 。
第10章含有耦合电感的电路10.1 复习笔记一、互感1.互感现象及互感磁链某个线圈中的电流产生的磁通链除穿过本线圈外,还与其他线圈相交,称为“互感”现象。
设有n个载流线圈,第k个线圈中的总磁通链为Ψk=±Ψk1±Ψk2±…+Ψkk±…±Ψk(n-1)±Ψkn其中,Ψkk为自感磁通链,Ψkj(j≠k)为互感磁通链。
“+”表示互感磁通链和自感磁通链的方向一致,即同向耦合;“-”为反向耦合。
2.互感系数互感磁通链与产生它的电流比为互感系数,即M12=Ψ12/i2M21=Ψ21/i1式中,M12和M21称为互感系数,简称互感,单位为H(亨)。
当只有两个电感有耦合时,M=M12=M21。
3.耦合因数用来描述两个线圈间磁耦合的松紧程度,定义为4.互感元件的伏安关系(1)时域伏安关系图10-1-1(a)为互感元件的时域电路模型图,其时域伏安关系为图10-1-1 互感元件时域电路模型(2)相量伏安关系图10-1-1(b)为相量电路模型,其相量伏安关系为二、含有耦合电感电路的计算当耦合电感的两线圈串联、并联或各有一端相连成为三端元件时,其电路可以等效为无互感(无耦合)的等效电路,我们称这种等效电路为去耦合等效电路。
1.耦合电感的串联等效(1)同向串联:如图10-1-2(a)所示,等效电感为:L=L1+L2+2M。
(2)反向串联:如图10-1-2(b)所示,等效电感为:L=L1+L2-2M。
图10-1-22.耦合电感的并联等效(1)同向并联如图10-1-3(a)所示,去耦等效电路如图10-1-3(b)所示,其中L a=L1-M,L b =M,L c=L2-M。
(2)反向并联如图10-1-3(c)所示,去耦等效电路如图10-1-3(d)所示,其中L a=L1+M,L b=-M,L c=L2+M。
图10-1-33.其他连接图10-1-4(a)为含耦合电感的两个线圈的单侧同名端连接,其去耦等效电路如图10-1-4(b)所示。
第12章三相电路
12.1复习笔记
一、对称三相电源
如图12-1-1所示,由同频率、等幅值、相位互差120°的三个正弦电压源连接成的电源被称为对称三相电源。
对称三相电源有星形(Y)和三角形(△)两种。
这3个电源依次称为A相、B相和C相,它们的电压瞬时表达式及相量如表12-1-1所示。
图12-1-1
表12-1-1电压时域及相量表示
二、三相电路的线电压(电流)与相电压(电流)的关系
三相系统中,流经输电线中的电流称为线电流;电源端或是负载端各输电线线端之间的电压都称为线电压;三相电源和三相负载中每一相的电压、电流称为相电压和相电流。
三相系统中的线电压和相电压、线电流和相电流之间的关系都与连接方式有关,如表12-1-2所示。
表12-1-2线电压(电流)与相电压(电流)的关系
三、对称三相电路的分析计算
计算的一般步骤:①将△形电源和负载均变成Y形;②用短路线连接所有中性点,画出一相等效电路进行计算;③根据对称性推算其他两相电压和电流。
图12-1-2(a)的一相等效电路如图(b)所示。
图12-1-2
四、三相电路的功率
1.三相电路的功率计算
有功功率:P=P A +P B +P C 。
无功功率:Q=Q A +Q B +Q C 。
视在功率:
2
2Q P S +=若负载对称,则有A P P p p 33cos 3cos l l P P U I U I ϕϕ===A P P p p
33sin 3sin l l Q Q U I U I ϕϕ===
22
3l l S U I P Q ==+式中,φp 是指每相负载的阻抗角;对称三相电路的其他计算完全可以用正弦电流电路的相量分析方法。
2.三相电路有功功率的测量
三相电路有功功率测量的三表法和两表法,如图12-1-3所示。