电路基础课后习题答案集

第一章 答案 1-3 求电路中未知的u 、i 、R 或p 的值。

解：(a) i = -0.5A ；(b) u = -6V ； (c) u = -15e V t -； (d) i = 1.75cos2t A ； (e) R =3Ω； (f ) p = 1.8cos 22t W ．1-13 图示电路中的电源对外部是提供功率还是吸收功率？其功率为多少？解：(a) 供12W ； (b) 吸40W ；(c) 吸2W ；(d) 2V 供26W ；5A 吸10W （总共向外供16W ）。

1-15 求图示各电路中电压源流过的电流和它发出的功率。

解：(a) i = 0.5A,p 发 = 1W(b) i = 2A, p 发 = 4W ；(c) i = - 1A, p 发= - 2W ； (d) i = 1A, p发= 2W.1-18 (1) 求图(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率；(2) 求图(b)电路中受控电流源的电流和它的功率；(3) 试问(1)、(2)中的受控源可否用电阻或独立源来替代，若能，所替代元件的值为多少？并说明如何联接。

解：(),1241 2U V =(发出)；(),232 6I A =(吸收)；(a)5Ω7cos2t V +- R-6t 15+12e V+ -(d) (e) ( f )-6t p =?-t (b) (c)(a) (b)(c)(d)(b)(c)(d)(a)(b)(a)(3) 图(a)中的VCVS 可用下正上负的24V 电压源替代； 图(b)中的CCCS 可用3A ↓的电流源或(5/3)Ω的电阻替代。

1-19 试用虚断路和虚短路的概念求图示两电路中的 i 1 、i 2 及u 0 的表达式。

解：(a) i 1 = 0，u 0 = U S ，i 2 = U S /L (b) i 1 = i 2 = U S /R 1 ，u 0 = - R f U S /R 1 .1-22 求图示各电路中的u ab ，设端口a 、b 均为开路。

习题22.1在图2.18所示的电路中，求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。

解答：由节点方程得I3=I2-I1=1A，U1=I3R1=1A×20Ω=20V，U2=U1+I2R2=20V+2A×10Ω=40V，P1= U1I1=20V×1A=20W，P2=-U2I2=-80W，电阻上的功率P R1=20V×1A=20W，P R2=20V×2A=40W。

2.2求图2.19所示电路中各支路电流，并计算理想电流源的电压Ｕ１。

已知Ｉ１＝３Ａ，Ｒ２＝１２Ω，Ｒ３＝８Ω，Ｒ４＝１２Ω，Ｒ５＝６Ω。

电压和电流的参考方向如图中所示。

解答：节点方程I1+I2+I3=0，I3=I4+I5，网孔方程I2R2=I3R3+I4R4，I4R4=I5R5，联立上述方程得I2=I3=-1.5A，I4=-0.5A，I5=-1A，U1=I2R2=-1.5A×12Ω=-18V。

2.3试用支路电流法求图2.20所示电路中各支路电流，并求三个电源的输出功率和负载电阻ＲＬ上的取用功率。

解答：节点方程I1+I2+10=I，网孔方程0.8I1+116=0.4I2+120，0.8I1+4I=120，联立三方程得I1=75/8A，I2=35/4A，I=225/8A，三个电源的输出功率分别为1125W，1015W，1125W；负载电阻上的取用功率为3164.0625W。

2.4用网孔电流法求解习题2.3。

解答：将电流源与负载电阻的位置互换形成三个网孔，网孔参考电流方向均为顺时针方向，网孔电流方程如下1.2I A-0.4I B=120-116，4.4I B-0.4I A-4I C=116，I C=-10A，解得I A=75/8A，I B=145/8A，于是I1=I A=75/8A，I2=I B-I A=35/4A，I=I B-I C=225/8A。

2.5图2.21所示电路，网孔电流如图中所标，试列写可用来求解该电路的网孔方程。

电路基础宋家友主编课后习题答案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？解 根据功率计算公式及题给条件，得（a ）U ab =6V, P =6×2= 12W 消耗功率 （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 ab =-8V, P =-(-2)⨯(-8)=-16W 提供功率 （e ）U ab =-(-6)=6V, P =-(-1)⨯(-6)=-6W 提供功率 （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 A 、u B 和i C 。

(a)(b)(d) (e) (f)a 6V- +b 2A a-8V - +b 1A a -10V- + b-8A(c)a -8V - +b -2A a 16V -+ b-2Aa -6V - +b -1A 题1-1图题1-2图6V +-i A ＡuB +-Ｂ-5A -4V +-i CC解 根据题意，对元件A ，有P A =6i A =66, i A =666=11A 对元件B ，有P B =-5u B =-25, u B =525--=5V 对元件C ，有P C =-4i C =-68, i C =468--=17A 1-3 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 1=70V ，U 2=-45V ，U 3=30V ，U 4=-40V ，U 5=-15V 。

（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？解（1）图中虚线箭头为各支路电流的实际方向、 极性为各元件电压的实际极性。

第1章章后习题解析1.1 一只“100Ω、100 W”的电阻与120 V电源相串联，至少要串入多大的电阻 R才能使该电阻正常工作？电阻R上消耗的功率又为多少？解：电阻允许通过的最大电流为1100100'===RPI A所以应有1120100=+R，由此可解得：Ω=-=201001120R电阻R上消耗的功率为P=12×20=20W1.2 图1.27（a）、（b）电路中，若让I=0.6A，R=？图1.27（c）、（d）电路中，若让U=0.6V，R=？解：(a)图电路中，3Ω电阻中通过的电流为Iˊ=2－0.6=1.4AR与3Ω电阻相并联，端电压相同且为U=1.4×3=4.2V所以R=4.2÷0.6=7Ω(b)图电路中，3Ω电阻中通过的电流为Iˊ=3÷3=1AR与3Ω电阻相并联，端电压相同，因此R=3÷0.6=5Ω(c)图电路中，R与3Ω电阻相串联，通过的电流相同，因此R=0.6÷2=0.3Ω(d)图电路中，3Ω电阻两端的电压为Uˊ=3－0.6=2.4VR与3Ω电阻相串联，通过的电流相同且为I=2.4÷3=0.8A所以R=0.6÷0.8=0.75Ω1.3 两个额定值分别是“110V，40W”“110V，100W”的灯泡，能否串联后接到220V的电源上使用？如果两只灯泡的额定功率相同时又如何？解：两个额定电压值相同、额定功率不等的灯泡，其灯丝电阻是不同的，“110V，40W”灯泡的灯丝电阻为：Ω===5.302401102240PUR;“110V，100W”灯泡的灯丝电阻为：Ω===12110011022100PUR，若串联后接在220V的电源上时，其通过两灯泡的电流相同，且为：52.01215.302220≈+=I A，因此40W灯泡两端实际所加电压为：3.1575.30252.040=⨯=U V，显然这个电压超过了灯泡的额定值，而100 W灯泡两端实际所加电压为：U100=0.52×121=62.92V，其实际电压低于额定值而不能正常工作，因此，这两个功率不相等的灯泡是不能串联后接到220V电源ΩΩ图1.27 习题1.2电路图上使用的。

电路第四版课后习题答案第一章：电路基础1. 确定电路中各元件的电压和电流。

- 根据基尔霍夫电压定律和电流定律，我们可以列出方程组来求解未知的电压和电流值。

2. 计算电路的等效电阻。

- 使用串联和并联电阻的计算公式，可以求出电路的等效电阻。

3. 应用欧姆定律解决实际问题。

- 根据欧姆定律 \( V = IR \)，可以计算出电路中的电压或电流。

第二章：直流电路分析1. 使用节点电压法分析电路。

- 选择一个参考节点，然后对其他节点应用基尔霍夫电流定律，列出方程组并求解。

2. 使用网孔电流法分析电路。

- 选择电路中的网孔，对每个网孔应用基尔霍夫电压定律，列出方程组并求解。

3. 应用叠加定理解决复杂电路问题。

- 将复杂电路分解为简单的子电路，然后应用叠加定理计算总的电压或电流。

第三章：交流电路分析1. 计算交流电路的瞬时值、有效值和平均值。

- 根据交流信号的表达式，可以计算出不同参数。

2. 使用相量法分析交流电路。

- 将交流信号转换为复数形式，然后使用复数运算来简化电路分析。

3. 计算RLC串联电路的频率响应。

- 根据电路的阻抗，可以分析电路在不同频率下的响应。

第四章：半导体器件1. 分析二极管电路。

- 根据二极管的伏安特性，可以分析电路中的电流和电压。

2. 使用晶体管放大电路。

- 分析晶体管的共发射极、共基极和共集电极放大电路，并计算放大倍数。

3. 应用场效应管进行电路设计。

- 根据场效应管的特性，设计满足特定要求的电路。

第五章：数字逻辑电路1. 理解逻辑门的工作原理。

- 描述不同逻辑门（如与门、或门、非门等）的逻辑功能和电路实现。

2. 使用布尔代数简化逻辑表达式。

- 应用布尔代数的规则来简化复杂的逻辑表达式。

3. 设计组合逻辑电路。

- 根据给定的逻辑功能，设计出相应的组合逻辑电路。

第六章：模拟集成电路1. 分析运算放大器电路。

- 根据运算放大器的特性，分析电路的增益、输入和输出关系。

2. 设计滤波器电路。

电路与信号分析基础课后练习题含答案
题目
1.在具有线性元器件的电路中，输入电压和电流的比值被称为什么？
2.对于一个简单电路，V S表示输入电压，R表示电阻，I表示通过
电路的电流。

写出满足欧姆定律的等式，并画出电路图。

3.在电路中添加电阻会发生什么情况？
4.我们如何分析一个具有多个电阻的电路？
5.什么是瞬态行为？
6.当一个直流电源连到电路上，电路表现出什么行为？
7.在交流电路中，什么是频率响应？
8.在降噪方面，什么是低通滤波器？
答案
1.阻抗 (Impedance): 在具有线性元器件的电路中，输入电压和电流的
比值被称为阻抗。

2.V S=IR, 其中V S表示输入电压，I表示通过电路的电流，R表
示电阻。

电路图如下：
电路图
电路图
3.电路中添加电阻会降低电信号的强度，导致信号在电路中流动时减弱。

4.分析具有多个电阻的电路的方法是应用基尔霍夫的电流和电压定律，来解决电路中的未知量。

5.瞬态行为指电路中的短暂行为，指在电路中出现瞬时响应的行为模式。

6.当一个直流电源连接到电路中，电路中的元件会保持电流和电压的恒定状态，这种状态会持续到电源断电为止。

7.在交流电路中，频率响应是指当输入信号的频率发生变化时，电路的输出信号会如何变化的特性。

8.低通滤波器是一种设计用于消除电路中高频噪声的电路，它会过滤掉输入信号中高于某个频率的信号。

因此，低通滤波器被广泛用于音频和其他信号处理应用。

答案7.1解：设星形联接电源电路如图(a)所示，对称星形联接的三相电源线电压有效值30︒。

即AB 3030)V=538.67cos()V u t t ωω=-︒+︒BC 538.67cos(120)V u t ω=-︒ C A 538.67cos(240)Vu t ω=-︒各相电压和线电压的相量图可表达如图(b)所示。

ABCN(a) U (b)C U -答案7.2解：题给三个相电压虽相位彼此相差120 ，但幅值不同，属于非对称三相电压，须按KVL 计算线电压。

设AN 127V U = BN 127240V =(-63.5-j110)V U =∠︒ C N135120V =(-67.5+j116.9)V U =∠︒ 则A B A N BN BC BN C N C A C N A N(190.5j110)V 22030V (4j226.9)V 226.989V (194.5j116.9)V 226.9149V U U U U U U U U U =-=+=∠︒=-=-=∠-︒=-=-+=∠︒即线电压有效值分别为220V ，226.9V ，226.9V 。

答案7.3设负载线电流分别为A B C i i i 、、，由KCL 可得A B C 0I I I = ++。

又A B C 10A I I I ===，则A B C i i i 、、的相位彼此相差120︒，符合电流对称条件，即线电流是对称的。

但相电流不一定对称。

例如，若在三角形负载回路内存在环流0I （例如，按三角形联接的三相变压器），则负载相电流不再对称，因为0CA CA 0BC BC 0AB AB ',','I I I I I I I I I +=+=+= 不满足对称条件。

而该环流对线电流却无影响，因为每个线电流都是两个相电流之差（如图题7.3），即BCCA BC CA C AB BC AB BC B CA AB CA AB A '','',''I I I I I I I I I I I I I I I -=-=-=-=-=-=AB C图 题7.3如已知负载对称，则相电流也是对称的，每相电流为77.53/10≈A 。

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。