李瀚荪编《电路分析基础》(第4版)第三章
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“电路基础”课程学习指南一、课程性质与要求“电路基础”课程是高等学校电子与电气信息类专业的重要的基础课。
学习本课程要求学生具备必要的电磁学和数学基础知识,以高等数学、工程数学和物理学为基础。
电路理论以分析电路中的电磁现象,研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容,是后续的技术基础课与专业课的基础,也是学生毕业后从事专业技术的重要理论基础。
他是学生合理知识结构中的重要组成部分,在发展智力、培养能力和良好的非智力素质方面,均起着极为重要的作用。
二、教材与参考资料1、主教材:«电路基础»(第2版),西北工业大学出版社,范世贵主编,2001.2、辅助教材:«电路基础常见题型解析及模拟题»(第3版),西北工业大学出版社,王淑敏主编,2004.3、参考教材:(1)《电路》(第五版),高等教育出版社,邱关源主编。
(2)《电路分析基础》(第四版),高等教育出版社,李瀚荪主编。
(3)《电路原理》(上、下)(第二版),高等教育出版社,周守昌主编。
(4)《电路理论基础》(第二版),高等教育出版社,周长源主编。
(5)Fundamentals of Electric Circuits (Fifth Edition)Charles K.Alexander,Matthew N.O. Sadiku,2011.三、课程内容的学习指导第一章电路基本概念与基本定律电路模型是电路分析中极为重要的基本概念,它反映实际元件或设备组成电路的物理规律。
因此根据组成电路的元件特性,电路将有不同的分类形式,在分析电路时也将涉及不同的分析变量,同时在组成电路时,所需的各个电器元件或设备按一定方式连接起来也将必须遵循一定的规律或定律。
本章重点介绍电路分析的这些基本概念、基本定律和简单电路分析的基本方法。
(1)正确理解电路的基本概念,熟练运用这些基本概念分析电路;(2)熟悉电路分析的基本变量和常用元件的伏安特性;(3)正确理解电路分析的基本定律,熟练掌握KCL,KVL方程列写方法;(4)利用两类约束概念分析简单的基本电路。
第三章电阻电路的一般分析电路的一般分析是指方程分析法,它是以电路元件的约束特性(VCR)和电路的拓扑约束特性(KCL,KVL)为依据,建立以支路电流或回路电流,或结点电压为变量的回路方程组,从中解出所要求的电流、电压、功率等。
方程分析法的特点是:(1)具有普遍适用性,即无论线性和非线性电路都适用;(2)具有系统性,表现在不改变电路结构,应用KCL,KVL,元件的VCR建立电路变量方程,方程的建立有一套固定不变的步骤和格式,便于编程和用计算机计算。
本章的重点是会用观察电路的方法,熟练运用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程,并加以求解。
3-1 在一下两种情况下,画出图示电路的图,并说明其节点数和支路数(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。
解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解3-1图(a1)和(b1)。
图(a1)中节点数6b==n,支路数11图(b1)中节点数7b==n,支路数12(2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。
图(a2)中节点数4b=n,支路数8=图(b2)中节点数15n,支路数9=b=3-2指出题3-1中两种情况下,KCL,KVL独立方程数各为多少?解:题3-1中的图(a)电路,在两种情况下,独立的KCL方程数分别为(1)51=-4-n1==61=-1-n(2)3独立的KVL方程数分别为(1)641=8-b1-n+=+1=111b(2)5+6+--n=图(b)电路在两种情况下,独立的KCL方程数为(1)651=-=1-n7-n(2)41=1-=独立的KVL方程数分别为(1)6+1=95b1-n+=-=12711=+-nb(2)5+-3-3对题图(a)和(b)所示G,各画出4个不同的树,树支数各为多少?解:一个连通图G的树T是这样定义的:(1) T包含G的全部结点和部分支路;(2) T本身是连通的且又不包含回路。
第2部分课后习题详解说明:本部分对李瀚荪编写的《电路分析基础》(第4版)教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答,并对个别知识点进行了扩展。
课后习题答案经过多次修改,质量上乘,非常标准,特别适合应试作答和临考冲刺。
第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系§1-2电路变量电流、电压及功率1-1接在图1-1所示电路中电流表A的读数随时间变化的情况如图中所示。
试确定t =1s、2s及3s时的电流i。
图1-1解:因图中以箭头所示电流i的参考方向是从电流表负端到正端,所以t=1s,i=-1At=2s,i=0At=3s,i=1A1-2设在图1-2所示元件中,正电荷以5C/s的速率由a流向b。
(1)如电流的参考方向假定为由a至b,求电流。
(2)如电流的参考方向假定为由b至a,求电流。
(3)如流动的电荷为负电荷,(1)、(2)答案有何改变?图1-2解:(1)根据电流的定义,5C/s=5A,实际流动方向为a→b,若参考方向假定为a→b,两者吻合,该电流应记为i=5A(2)若参考方向假定为b→a,而电流实际流向为a→b,两者不吻合,该电流应记为i=-5A(3)以上均系指正电荷而言,若流动的是负电荷,则(1)、(2)的答案均须改变符号。
1-3各元件的情况如图1-3所示。
(1)若元件A吸收功率10W,求(2)若元件B吸收功率10W,求(3)若元件C吸收功率-10W,求(4)试求元件D吸收的功率;(5)若元件E提供的功率为10W,求(6)若元件F提供的功率为-10W,求(7)若元件G提供的功率为10mW,求(8)试求元件H提供的功率。
图1-3解:元件A、C、E、G的u和i为关联参考方向,在取关联参考方向前提下,可以使用P=ui,功率为正表示这段电路吸收功率,功率为负表示该段电路提供功率。
而元件B、D、F、H的u和i为非关联参考方向,应注意在使用的公式中加负号,即使用P=-ui。
(该元件吸收功率为-20μw,即提供功率20μw);(该元件提供功率为4mW)。