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第9章 正弦稳态电路的分析(答案)

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《电路》邱关源第五版课后习题解答

《电路》邱关源第五版课后习题解答

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。

《电路第五版课后习题答案

《电路第五版课后习题答案

答案及解析115答案第一章电路模型和电路定律【题1】：由U A B 5 V 可得：IA C 2.5 A：U DB 0 ：U S 125. V。

【题2】：D。

【题3】：300；-100。

【题4】：D。

【题5】： a i i 1 i 2 ； b u u1 u2 ； c u u S i i S R S ； d i iS1RSu u S 。

【题6】：3；-5；-8。

【题7】：D。

【题8】：PU S 1 50 W ；P U S 2 6 W ；P U S3 0 ；P I S 1 15 W ；P I S2 14 W ；P I S 3 15 W 。

【题9】：C。

【题10】：3；-3。

【题11】：-5；-13。

【题12】：4（吸收）；25。

【题13】：0.4。

1【题14】：3 I 1 2 3 ；IA 。

3【题15】：I 4 3 A；I 2 3 A；I 3 1A；I 5 4 A。

【题16】：I 7 A；U 35 V；X 元件吸收的功率为P U I 245 W。

【题17】：由图可得U E B 4 V；流过 2 电阻的电流I E B 2 A；由回路ADEBCA 列KVL 得U A C 2 3I ；又由节点 D 列KCL 得I C D 4 I ；由回路CDEC 列KVL 解得；I 3 ；代入上式，得U A C 7 V。

【题18】：P1 P2 2 II212222 ；故I I122；I 1 I 2 ；⑴KCL：43I I ；I 11 12858A；U I 1 I 1 V 或 1.6 V；或I 1 I2 。

S 2 15⑵KCL：43I I ；I1 121 8 A；U S 24V。

第二章电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I9 47 3ab 9 4 8.5 V；A =0 .5 A ；U II 1 U 6ab . A ；P 6 1.2 5 W = 7 .5 W ；吸1 252收功率7.5W。

【题2】：[解答]【题3】：[解答] C。

第九章 电路

第九章 电路

9. 3 正弦稳态电路的分析
电阻电路与正弦电流电路的分析比较：
电阻电路 : KCL : i 0 KVL : u 0 元件约束关系: u Ri 或 i Gu
正弦电路相量分析:
KCL : I 0 KVL : U 0 元件约束关系: U Z I 或 I YU
小结
单一元件欧姆定律
R
基本关系 复阻抗
电路参数
u iR
R
I
U
U
电路参数
L
基本关系 复阻抗
uL
di dt
jX L j L
iC du dt
I I
电路参数
C
基本关系 复阻抗
jX C j
1
C
U
注意: 1).一端口N的阻抗或导纳是由其内部参数,结构和正弦电 源的频率决定. 2).一端口中若不含受控源则 Z 90 0 或 Y 90 0 ;若有受控 源可能会出现 Z 90 0 或 Y 90 0,实部为负;且等效电路设 定受控源表示实部. 3)一端口的两种参数Z和Y又同等效用;可等效互换.
Z1 Z2 R jX C jRX C ( R jX C ) jRX C ( R jX C ) 2 jRX C
2 R2 X C
Uo
U1 Z 2
＋
u1
jXC －
R jXC R
＋
uo
－
2 R 2 X C j 2 RX C
2 j
R XC
U1 1 2 3 U
U
C
L
I Y 1 / j L jB L U

电路原理第九章正弦稳态电路的分析.ppt

电路原理第九章正弦稳态电路的分析.ppt

•
I2
Z1
Z2
II22"'
+
•
Z3
US
-
•
已 知: U S 10045o V,
IS 40o A,
Z1 Z3 5030oΩ, Z3 50 30oΩ .
•
•
(2) U S 单独作用(I S 开路) :
•
解
•
•
(1) I S 单独作用(U S 短路) :
•
I
''
2
US Z2 Z3
•
I
'
2
•
IS
① 求等效电阻：
Zeq Z1 // Z3 Z2
•
Zeq
I
15 j45Ω
+
•
Z
I Uoc 84.8645
U oc
Zeq Z 15 j45 45
-
1.1381.9o A
29
例3 求图示电路的戴维南等效电路。
•
＋ 200I1 _
4I1
50
+
50
+
j300 Uoc
_6000
•
I1
_
100 +
33
34
I jCUS (短路电流)
35
小结
1. 引入相量法，把求正弦稳态电路微分方程的特解 问题转化为求解复数代数方程问题。
2. 引入电路的相量模型，不必列写时域微分方程， 而直接列写相量形式的代数方程。
3. 引入阻抗以后，可将所有网络定理和方法都应用 于交流，直流（f =0)是一个特例。
36
R2 I1
R3 I2
j

电路第9章 正弦稳态电路的分析

电路第9章 正弦稳态电路的分析

I 1 Y G jC j G jB Y y U L
§9-1
阻抗和导纳
Y—复导纳；|Y| —复导纳的模；y—
导纳角； G —电导(导纳的实部)；
B —电纳(导纳的虚部)；
| Y | G 2 B 2 转换关系： 或 B y arctan G
I
相量图：选电压为参考向量，
u 0
y
IG
.
IB U
I I G2 I B2 I G2 (I C I L )2
注意
RLC并联电路会出现分电流大于总电流的现象
§9-1
阻抗和导纳
+ I R U -
等效电路
IR
1 jC eq
I B
（3）wC<1/wL，B<0，y<0，电路为感性，电流落后电压；
1 Y 0.0128 50.20 Z 78.150.20 0.0082 j0.0098 S 1
R’
L’
1 1 1 0.102mH R 122 L 0.0098 G 0.0082
§9-1
阻抗和导纳
① 一端口N0的阻抗或导纳是由其内部的参数、
y
IG
I
.
U
.
I I I I (I L IC )
2 G 2 B 2 G
2
IC .
IL
§9-1
阻抗和导纳
I
+
IR
R
j Leg
等效电路
I B
U -
（4）wC=1/wL，B=0，j y =0，电路为电阻性， 电流与电压同相。
I
C
IL
I IG

电路分析练习题含答案和经典例题

电路分析练习题含答案和经典例题

答案第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U AB =5V 可得：I AC .=-25A ：U DB =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 US26=- W ；P US3=0；P IS115=- W ；P IS2 W =-14；P IS315=- W 。

【题9】：C 。

【题10】：3；-3。

【题11】：-5；-13。

【题12】：4（吸收）；25。

【题13】：。

【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 UI =-=-245W 。

【题17】：由图可得U EB =4V ；流过2 Ω电阻的电流I EB =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得U I AC =-23；又由节点D 列KCL 得I I CD =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上式，得U AC =-7V 。

【题18】：P PI I1 21 22222==；故I I1222=；I I12=；⑴ KCL：43211-=I I；I185=A；U I IS=-⨯=218511V或16.V；或I I12=-。

⑵ KCL：43211-=-I I；I18=-A；US=-24V。

第二章电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I=-+9473A=0.5 A；U Iab.=+=9485V；IU162125=-=ab.A；P=⨯6125. W=7.5 W；吸收功率。

【题2】：[解答]【题3】：[解答] C。

电路原理第9章


1
U Lo I o U co I o



Us 0L j 0 L j 0 L j Us R R
Us 1 1 j Us j 0 C R j （或1/ω 0CR）称为回路的品质 因素，用Q表示。 U R 0 、 LO 、 、 与 I 的相位关系 串联揩振时， U U CO U O O 如下图所示。
图 并联谐振电路
其导纳模为：
Y
相应的阻抗模：
1 1 1 2 ( ) 2 R X L XC
1 Z 1 2 1 1 2 ( ) ( ) R X L XC
可以看出：只有当XL=XC 时|Z|=R，电路呈电 阻性。由于R-L-C并联，所以这时又称为并联谐振。 1 故并联谐振的条件是XL=XC，即当ω0L= 时发 OC 生并联谐振。其谐振频率为：
图 电感与电容的并联谐振电路
其电压电流相量图如图所示 从图相量中看出
I C I RL sin
即：
U Xc U R XL
2 2

XL R2 X L
2
整理后：
0 L 0C 2 R ( 0 L) 2
图 L C并联谐振时电压 电流相量图
上式就是发生谐振 的条件。可以得到谐振 时的角频率为：

与外加电压U S 同相。 （3）电感及电容两端电压模值相等，且等于外加电压的Q 倍。
U Lo I o U co I o


Us 0L j 0 L j 0 L j Us R R

Us 1 1 j U j 0 C R j 0 C 0 CR s
5）相量（图）仅适用于单频率正弦电源激励下电路的稳 态响应分析，而不能用于正弦电源接入后电路暂态响应的 计算；

《电路》邱关源第五版课后习题答案解析

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。

第九章正弦稳态电路的分析课本部分习题

第九章正弦稳态电路的分析正弦稳态电路的分析应用相量法。

通过引入相量法，建立了阻抗和导纳的概念，给出了KCL，KVL和欧姆定律的相量形式，由于它们与直流电路的分析中所用的同一公式在形式上完全相同，因此能够把分析直流电路的方法，原理，定律，例如，网孔法（回路法），结点法，叠加定理，戴维宁定理，等效电源原理等等直接应用于分析正弦电路的相量模型，其区别仅在于：（1）不直接引用电压电流的瞬时表达式来表征各种关系，而是用对应的向量形式来表征各种关系；（2）相应的运算不是代数运算，而是复数的运算，因而运算比直流复杂。

但根据复数运算的特点，可画出向量图，利用向量图的几何关系来帮助分析和简化计算，从而扩大了求解问题的思路和方法。

（3）引入了一些新的概念，如平均功率，无功功率，视在功率，复功率，最大功率传输，谐振等。

认识以上区别，对正弦稳态电路的分析是有益的。

9-1试求图示各电路的输入阻抗Z和导纳Y。

解：（a）Z=1+=1+=Y====S(b) Z==Y=（c） Y=SZ=题9-1图设端口电压相量为，根据KVL，得所以输入阻抗为导纳设端口电压，电流相量为，，根据KCL，得且有所以输入阻抗导纳注：本题的求解过程说明，引入阻抗和导纳的概念以后，正弦电路的输入阻抗（或导纳）的定义与计算和直流电路输入电阻（或电导）的定义与计算是相似的。

即输入阻抗若有n个阻抗串联，等效阻抗若有n个导纳并联，等效导纳为只不过Ｚ和Ｙ是复数。

９－２已知图示电路中，。

试求电路中合适的元件值（等效）。

解：把u用余弦函数表示有u和I的相量形式为,根据入端导纳的定义，有既图示的两并联元件为电导和电容，其参数为注：以上计算表明，导纳的模等于电流与电压的模值之比，导纳角等于电流与电压的相位差，若导纳角，表示电流超前电压，导纳为电容性，反之为电感性。

9-3 附图中N为不含独立源的一端口，端口电压u，电流I分别如下列各式所示。

试求没一种情况下的输入阻抗Z和导纳Y，并给出等效电路图（包括元件的参数值）。

正弦稳态电路的分析

B=|Y|sin '
I Y U i u
导纳三角形
|Y|

2019/2/26
B G
12/71
分析 R、L、C 并联电路得出：
（1）Y=G+j(C-1/L)=|Y|∠为复数，故称复导纳； （2）C > 1/L ，B>0， ‘>0，电路为容性，电流超前电压
C<1/L ，B<0， ‘<0，电路为感性，电流落后电压； C=1/L ，B=0， =0，电路为电阻性，电流与电压同相
2019/2/26
22/71
例5 已知：R1 1000 , R2 10 , L 500mH , C 10F ,
U 100V , 314rad / s , 求:各支路电流。
R1 i2 i1 i3 + _ u
I 1
C R2 L + U _
I 2
R1
j 1 C
k 1 k 1 n n
分流公式
Yi Ii I Y
两个阻抗Z1、Z2的并联等效阻抗为：
2019/2/26
Z1 Z 2 Z Z1 Z 2
18/71
例3 求图示电路的等效阻抗， ＝105rad/s 。 解 感抗和容抗为：
X L L 105 1 103 100
20/71
9. 3
正弦稳态电路的分析
正弦电路相量分析: KCL : I 0 KVL : U 0 元件约束关系: U Z I 或 I YU
电阻电路与正弦电流电路的分析比较：
电阻电路 : KCL : i 0 KVL : u 0 元件约束关系: u Ri 或 i Gu
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第9章 正弦稳态电路的分析 答案
例 如图所示正弦稳态电路，已知I1=I2=10A,电阻R 上电压的初相位为零，求相量•
I 和
•
S U 。

解： 电路中电阻R 和电容C 并联，且两端电压的初相为0。

由电阻和电容傻姑娘的电压与电流的相位关系可知：电阻电流•1I 与电压•R U 同相，电容电流•2I 超前电压•
R U 相角90○
，故
ο
0101∠=•
I A ο90102∠=•
I A
由KCL 方程，有 ()101021j I I I +=+=•
••A
由KVL 方程，有 ︒
•
•
•
∠==++-=+=9010010010010010010101
j j I I j U S V
例 如图所示正弦稳态电路，R 1=R 2=1Ω。

（1）当电源频率为f 0时，X C2=1Ω，理想电压表读数V 1=3V ，V 2=6V ，V 3=2V,求I S 。

（2）电路中电阻、电容和电感的值不变，现将电源的频率提高一倍，即为2 f 0，若想维持V 1的读数不变，I S 问应变为多少
如果把电源的频率提高一倍，而维持V1的读数不变，即R1上的电压有效值U R1＝3V，那么R1
上的电流的有效值I也不变，此时仍把•
I设置为参考相量，故︒
•
∠
=0
3
I A。

由于L和C
1上的
电流•
I不变，根据电感和电容上电压有效值与频率的关系，电源的频率提高一倍，电感上电
压表的读数增大一倍，而电容上电压表的读数降为原来的一半，故
电源得频率提高一倍，X C2也降为原来得一半，即
所以
例如图所示正弦稳态电路，已知I1＝10A，I2=20A，R2=5Ω，U=220V,并且总电压
•
U与总
电流•
I同相。

求电流I和R，X2，X C的值。

例 如图所示正弦稳态电路，已知有效值U 1=1002V, U=5002V ，I 2=30A ，电阻R=10Ω，求电抗X 1，X 2和X 3的值。

由电路可得
两边取模得
已知2550=U V ，所以6002=U V ，故有。