第1章 电路的基本概念和基本分析方法-习题解答

第一章电路的基本概念和基本定律1.1 在题1.1图中，各元件电压为 U 1=-5V ，U 2=2V ，U 3=U 4=-3V ，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载？解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI ；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI 。

P>0时元件吸收功率是负载，P<0时，元件释放功率，是电源。

本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向，元件3上电压和电流为关联参考方向，因此P 1=-U 1×3= -（-5）×3=15W ； P 2=-U 2×3=-2×3=-6W ； P 3=U 3×（-1）=-3×（-1）=3W ； P 4=-U 4×（-4）=-（-3）×（-4）=-12W 。

元件2、4是电源，元件1、3是负载。

1.2 在题1.2图所示的RLC 串联电路中，已知)V 33t t Ce e (u ---= 求i 、u R 和u L 。

解：电容上电压、电流为非关联参考方向,故电阻、电感上电压、电流为关联参考方向 1.3 在题1.3图中，已知I=2A ，求U ab 和P ab 。

解：U ab =IR+2-4=2×4+2-4=6V ，+U 4-题1.1图+u L-1/题1.2图电流I 与U ab 为关联参考方向，因此P ab =U ab I=6×2=12W1.4 在题1.4图中，已知 I S =2A ，U S =4V ，求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压U 及它们的功率，验证电路的功率平衡。

解：I=I S =2A ，U=IR+U S =2×1+4=6V P I =I 2R=22×1=4W ，U S 与I 为关联参考方向，电压源功率：P U =IU S =2×4=8W ，U 与I 为非关联参考方向，电流源功率：P I =-I S U=-2×6=-12W ，验算：P U +P I +P R =8-12+4=0 1.5 求题1.5图中的R 和U ab 、U ac 。

第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 题 1-1 图所示电路，求各段电路的电压U ab 及各元件的功率，并说明元件是消耗功率还是对外提供功率2Ab 1Ab a-8Aba- a+6V+-8V-+-10V -(a)(b)(c)-2Aba-1Aa-2Aa+ -b-+ b--6V+-8V 16V (d)(e)(f)题 1-1 图解 根据功率计算公式及题给条件，得（ a ） U =6V, P =6×2= 12W消耗功率ab（ b ） U ab =-8V ， P =1×(-8)=-8W 提供功率（ c ） U ab =-10V, P =-(-8) (-10)=-80W提供功率（ d ） U =-8V, P =-(-2)(-8)=-16W提供功率ab（ e ） ab =-(-6)=6V,=-(-1)(-6)=-6W提供功率UP（ f ） U ab =-16V, P =(-2)16=-32W提供功率1-2 在题 1-2 图所示各元件中， 已知：元件 A 吸收 66W 功率，元件 B 发出 25W 功率； 元件 C 吸收负 68W 功率，求 i 、 u 和 i 。

ABCi A-5Ai CＡ--Ｂ++C-+u B-4V6V题 1-2 图解 根据题意，对元件A ，有A=6 A =66,i A==11APi对元件 B ，有B=-5 B =-25,B==5VP uu对元件 C ，有P C =-4 i C =-68, i C ==17A1-3 题 1-3 图所示电路中， 5 个元件代表电源或负载。

通过实验测量得知： I 1=-2A ，I 2=3A ， I 3=5A ， U =70V ，U =-45V ， U =30V ， U =-40V ， U =-15V 。

1 2 3 45（１）试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性 （２）判断那些元件是电源；那些元件是负载（３）计算各元件的功率，验证功率平衡U 4U 5I 1+-４+-I3-+５+-I 2++++-+U1 １U 3３U2 ２----+ -题1-3 图解（ 1）图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。

上篇: 电工技术第一章: 电路分析基础1.1: 电路的基本概念、定律、分析方法 1.1.1:基本要求(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。

(2) 在正确理解电位意义的基础上，求解电路各点电位。

(3) 加强电压源的概念，建立电流源的概念。

(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态，强化额定值概念。

(5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。

(6) 学会分析、计算电路的基本方法 1.1.2: 基本内容 1.1.2.1基本概念1 电压、电流的正方向 在分析计算电路之前，首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向（这些假设的方向，又名参考方向），如图1-1-1所示。

3R I图1-1-1根据这些正方向，应用电路的定理、定律列写方程（方程组），求解后若为正值．．，说明假设的方向与实际的方向相同；求解后若为负值．．，说明假设的方向与实际方向相反。

对于电路中的某个（些）已知的方向，有两种可能，其一是实际的方向，其二也是正方向，这要看题目本身的说明。

2电路中的电位计算求解电路某点的电位，必须首先确定参考点，令该点电位为零，记为“⊥”， 电路其余各点与之比较，高者为正（电位），低者为负（电位），如图1-1-2所示：U图 1-1-2设C 为参考点，则：c 点的电位： V C =0(V) a 点的电位： V a = +6 (V) b 点的电位： V b =-9 (V)ab 两点间的电压：U ab = V a - V b = (+6)-(-9) =15(V)注·电位具有单值性（参考点一旦设定，某点的电位是唯一的）。

·电位具有相对性（参考点选择不同，某点的电位也不同）。

·任意两点间的电位差叫电压，例如U ab = V a - V b ，显然电压具有单值性和绝对性（与参考点选择无关） 1.1.2.2基本定律 1 欧姆定律(1)一段无源支路（元件）的欧姆定律。

在图1-1-3中，U ab = R ·I （取关联正方向）。

《电路与电子技术基础》作业答案第1章电路分析的基本概念---作业题1-1题1-3题1-6第2章电路分析定理和基本方法---作业一、第3章时域电路分析---作业第4章正弦稳态电路分析---作业第5章互感与理想变压器---作业第6章半导体器件---作业1、6.5（a）D1导通，U AB= -0.7V(b) D2导通，U AB= -5.3V2、6.9 D Z1导通，U o=0.7V3、6.12 U BE>0，I B>0；U CE>04、6.13 电流放大作用，i C=βi B，i E= i B+i C=i B(β+1)=( i C/β)*( β+1)5、6.16 （1）在截止区（2）U ce= 3.5V 工作在放大区（3）U ce= -1.5V 工作在反偏状态，在饱和区第7章半导体三极管放大电路---作业书上习题：1、7.22、7.3 （1） R B =565 K Ω ，R C =3 K Ω（2） A u == -120 ，U o =0.3V3、7.4 Q 点:Ω≈≈≈k r m A I A μ I be CQ BQ 3.176.122Ω==-≈Ω≈-≈≈k R R A k R A V U c o usi uCEQ 5933.13082.6 空载时：471153.25-≈-≈≈Ω=usuCEQ L A A V U k R 时：Ω==Ω≈k R R k R c o i 53.1第8章集成运算放大电路---作业1、 书上习题8.3 u O = u O1-0.6= -(R f /R 1)u i -0.6 V2、 书上习题8.5 u O =-1VI L =-100μAI O =110μA3补充：)()(200112t u t t u u O i O +-=－4补充：o f f I R R R R I ∙∙++≈414o f f f I R R R R R R I V ∙∙∙++≈=41411电流串联负反馈电路5补充：电压串联负反馈电路6补充:o f f I R R R I ∙∙+≈55 电流并联负反馈电路第9章波形发生电路---作业1 改错：2、3、书上习题9.2习题图9.2（a）习题图9.2（b）第10章直流稳压电源---作业书上习题1、 10.8 （1）U o =ZD U ＝10V I o ＝10 mAI =14 mAZ D I =4 mA（2）I ＝ I o ＝16 mAU o =10VD 没反向工作， Z D I =0 mA2、 10.123、补充：A 5.4)1( 'O 12L 'O 12C =⋅+≈⋅≈I R R I I R R I。

第1章 电路的基本概念和定律习题参考解答1-1 由4个元件构成的电路如图1-32所示。

已知元件1是电源，产生功率600W ；元件2、3和4是消耗电能的负载，元件3和4的功率分别为400W 和150W ，电流I =2A 。

（1）求元件2的功率；（2）求各元件上的电压，并标出电压的真实极性；（3）用电源符号和电阻符号画出电路模型，并求出各电阻值。

R 3图1-32习题1-1图 解题1-1图（a ） 解题1-1图（b ）解：（1）求元件2的功率13412342134600W,400W,150W60040015050WP P P P P P P P P P P =-==+++=⇒=---=--=（2）求各元件上的电压①元件1产生功率，设其电压极性为上正下负， 此时电压和电流为非关联方向，所以1111600300V 2P P U I U I -=-⇒=-=-= 电压值为正，故所设极性即为真实极性；②元件2消耗功率，设其电压极性为左正右负，此时电压和电流为关联方向，所以22225025V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； ③元件3消耗功率，设其电压极性为上正下负，此时电压和电流为关联方向，所以3333400200V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； ④元件4消耗功率，设其电压极性为右正左负，此时电压和电流为关联方向，所以444415075V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； 电压的真实极性见解题1-1图（a ）所示。

（3）画电路模型元件2，元件3，元件4为电阻，且电压和电流方向为关联方向，所以有：32424252007512.510037.5222U U U R R R I I I ===Ω===Ω===Ω3，， 元件1为电源，电路模型见解题1-1图（b ）所示。

1-2 在图1-33所示电路中，已知U S1=30V ，U S2=6V ，U S3=12V ，R 1=2.5Ω，R 2=2Ω，R 3=0.5Ω，R 4=7Ω，电流参考方向如图中所标，以n 点为参考点，求各点电位和电压U AB 、U BC 、U DA 。

电工学少学时1-4章课后习题答案第一章电路的基本概念与基本定律11 电路和电路模型1、（1）实际电路是由各种电气器件按照一定的方式连接而成的，用于实现电能的传输、分配和转换，以及信号的传递、处理和控制等功能。

（2）电路模型是对实际电路的理想化和简化，它由理想电路元件组成，如电阻、电感、电容、电源等，用特定的符号表示，以便于对电路进行分析和计算。

2、常见的理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、电压源和电流源。

电阻元件表示消耗电能并将电能转化为热能的元件；电感元件表示储存磁场能量的元件；电容元件表示储存电场能量的元件；电压源提供恒定的电压；电流源提供恒定的电流。

12 电流和电压的参考方向1、电流的参考方向是人为假定的电流流动的方向，若实际电流方向与参考方向相同，电流为正值；若实际电流方向与参考方向相反，电流为负值。

2、电压的参考方向也是人为假定的，通常从高电位指向低电位。

当实际电压方向与参考方向相同时，电压为正值；反之，电压为负值。

13 电功率和电能1、电功率是电路中单位时间内消耗或产生的电能，P ＝ UI。

当 P＞ 0 时，元件吸收功率；当 P ＜ 0 时，元件发出功率。

2、电能是电功率在一段时间内的积累，W ＝ Pt。

电能的单位通常是焦耳（J）。

14 电路元件1、电阻元件的伏安特性是一条通过原点的直线，其电阻值是常数。

2、电感元件的电压与电流的关系为：＄u ＝ L\frac{di}｛dt}＄。

3、电容元件的电流与电压的关系为：＄i ＝ C\frac{du}｛dt}＄。

15 电源元件1、理想电压源的端电压恒定不变，与通过它的电流无关。

2、理想电流源的输出电流恒定不变，其两端电压由外电路决定。

16 基尔霍夫定律1、基尔霍夫电流定律（KCL）：在任一时刻，流入一个节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

2、基尔霍夫电压定律（KVL）：在任一时刻，沿任一闭合回路，各段电压的代数和恒等于零。

第二章电路的分析方法21 电阻串并联连接的等效变换1、电阻串联时，等效电阻等于各个电阻之和，即＄R_{eq} ＝ R_1 ＋ R_2 ＋＼cdots ＋ R_n$。

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 。

第 1章电路的基本概念和基本分析方法1.1求图1.38所示各电路中的电压。

答案：（a） U=6V;(b)U=8V;(C)U=-8V1.2求图1.39所示各电路中的电流。

答案： (a)I=3A;(b)I=-2.5A(c)I=-2A1.3如图1.40所示，当取 c 点为参考点时（V c0 ）， V a15V ， V b8V ， V d5V 。

求：（ 1）U ad，U db?；（2）若改取 b 为参考点，V a、V c、V d各变为多少伏？此时U ad、 U db又是多少伏？答案：(1)C点为参考点时：Uad=20V,Udb=-13V;(2)b点为参考点时:Va=7V,Vc=-8V,Vd=-13V,Uad=20V,Udb=-13V1.4如图1.41所示，试比较a、 c 两点电位的高低。

（1） b、 c 两点用导线连接；（2） b、 d 两点接地；答案： (1) a点比c点电位高5V；（2） a 点比 c 点电位低 3V；（3）无法确定1.5如图 1.42 所示，计算各元件的功率，并说明各元件是吸收还是发出功率。

答案：（ a）P=15W,发出功率；（ b） P=8W ，发出功率；（ c） P=32W,吸收功率1.6如图1.43所示，计算各段电路的功率，并说明各段电路是吸收还是发出功率。

答案：（a） P=2W,吸收功率 ;（b）P=280W，吸收功率；（c）P=120W,发出功率；（d） P=80W,发出功率；1.7 有一个电阻为 20? 的电炉，接在 220V 的电源上，连续使用 4 小时后，问它消耗了几度电？W=9.68 度1.8有一2k?的电阻器，允许通过的最大电流为50mA ，求电阻器两端允许加的最大电压，此时消耗的功率为多少？答案： U=100V ； P=5W1.9如图1.44所示，已知R1消耗的功率40W，求R2两端的电压及消耗的功率。

答案： U2=30V ； P=60W1.10如图1.45所示，已知开关S 断开时，U ab10V ，开关S 闭合时，U ab9V ，求内阻 R S。

第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。

主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。

（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。

（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。

2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。

①无源元件：电阻、电感、电容元件。

②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。

（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。

它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。

采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。

（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。

3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。

（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。

电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。

当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。

正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。

当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。

一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。

但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。

（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。