电路分析基础[周围主编]第一章答案解析
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《电路分析基础》各章习题参考答案第1章习题参考答案1-1 (1) SOW; (2) 300 V、25V,200V、75V; (3) R=12.50, R3=1000, R4=37.5021-2 V =8.S V, V =8.S V, V =0.S V, V =-12V, V =-19V, V =21.S V U =8V, U =12.5,A mB D 'AB B CU =-27.S VDA1-3 Li=204 V, E=205 V1-4 (1) V A=lOO V ,V=99V ,V c=97V ,V0=7V ,V E=S V ,V F=l V ,U A F=99V ,U c E=92V ,U8E=94V,8U BF=98V, u cA=-3 V; (2) V c=90V, V B=92V, V A=93V, V E=-2V, V F=-6V, V G=-7V, U A F=99V, u c E=92V, U B E=94V, U BF=98V, U C A =-3 V1-5 R=806.70, 1=0.27A1-6 1=4A ,11 =llA ,l2=19A1-7 (a) U=6V, (b) U=24 V, (c) R=SO, (d) 1=23.SA1-8 (1) i6=-1A; (2) u4=10V ,u6=3 V; (3) Pl =-2W发出,P2=6W吸收,P3=16W吸收,P4=-lOW发出,PS=-7W发出,PG=-3W发出1-9 l=lA, U5=134V, R=7.801-10 S断开:UAB=-4.SV, UA0=-12V, UB0=-7.2V; S闭合:12 V, 12 V, 0 V1-12 UAB=llV / 12=0.SA / 13=4.SA / R3=2.401-13 R1 =19.88k0, R2=20 kO1-14 RPl=11.110, RP2=1000第2章习题参考答案2-1 2.40, SA2-2 (1) 4V ,2V ,1 V; (2) 40mA ,20mA ,lOmA 2-3 1.50 ,2A ,1/3A2-4 60 I 3602-5 2A, lA2-6 lA2-7 2A2-8 lOA2-9 l1=1.4A, l2=1.6A, l3=0.2A2-10 11=OA I l2=-3A I p l =OW I P2=-l8W2-11 11 =-lA, l2=-2A I E3=10V2-12 11=6A, l2=-3A I l3=3A2-13 11 =2A, l2=1A ,l3=1A ,14 =2A, l5=1A2-14 URL =30V I 11=2.SA I l2=-35A I I L =7.SA2-15 U ab=6V, 11=1.SA, 12=-lA, 13=0.SA2-16 11 =6A, l2=-3A I l3=3A2-17 1=4/SA, l2=-3/4A ,l3=2A ,14=31/20A ,l5=-11/4A12-18 1=0.SA I l2=-0.25A12-19 l=1A32-20 1=-lA52-21 (1) l=0A, U ab=O V; (2) l5=1A, U ab=llV。
第1章习题解析一.填空题:1.电路通常由电源、负载和中间环节三个部分组成。
2.电力系统中,电路的功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换。
3. 电阻元件只具有单一耗能的电特性,电感元件只具有建立磁场储存磁能的电特性,电容元件只具有建立电场储存电能的电特性,它们都是理想电路元件。
4. 电路理论中,由理想电路元件构成的电路图称为与其相对应的实际电路的电路模型。
5. 电位的高低正负与参考点有关,是相对的量;电压是电路中产生电流的根本原因,其大小仅取决于电路中两点电位的差值,与参考点无关,是绝对的量6.串联电阻越多,串联等效电阻的数值越大,并联电阻越多,并联等效电阻的数值越小。
7.反映元件本身电压、电流约束关系的是欧姆定律;反映电路中任一结点上各电流之间约束关系的是KCL定律;反映电路中任一回路中各电压之间约束关系的是KVL定律。
8.负载上获得最大功率的条件是:负载电阻等于电源内阻。
9.电桥的平衡条件是:对臂电阻的乘积相等。
10.在没有独立源作用的电路中,受控源是无源元件;在受独立源产生的电量控制下,受控源是有源元件。
二.判断说法的正确与错误:1.电力系统的特点是高电压、大电流,电子技术电路的特点是低电压,小电流。
(错)2.理想电阻、理想电感和理想电容是电阻器、电感线圈和电容器的理想化和近似。
(对)3. 当实际电压源的内阻能视为零时,可按理想电压源处理。
(对)4.电压和电流都是既有大小又有方向的电量,因此它们都是矢量。
(错)5.压源模型处于开路状态时,其开路电压数值与它内部理想电压源的数值相等。
(对)6.电功率大的用电器,其消耗的电功也一定比电功率小的用电器多。
(错)7.两个电路等效,说明它们对其内部作用效果完全相同。
(错)8.对电路中的任意结点而言,流入结点的电流与流出该结点的电流必定相同。
(对)9.基尔霍夫电压定律仅适用于闭合回路中各电压之间的约束关系。
(错)10.当电桥电路中对臂电阻的乘积相等时,则该电桥电路的桥支路上电流必为零。
第1章电路的基本概念及基本定律电路分析基础是高职、高专电类各专业的一门专业技术基础课程。
《电路分析基础》阐述了电路的基本概念、基本定理及其基本分析方法,是从事任何电类专业学习和工作的人员普遍要学习和掌握的、必不可少的知识。
本章介绍的内容是贯穿全书的基本理论基础,要求在学习中给予足够的重视。
本章的学习重点:●电路模型的概念和理想电路元件的概念;●电压、电流参考方向的概念及其与实际方向之间的联系,电功率的概念;●理想的无源元件、有源元件的概念;●基尔霍夫电流、电压定律的深刻理解和应用;●电路“等效”概念的建立及其电路“等效”的基本方法;●直流电路中电位的计算及其负载上获得最大功率的条件。
1.1 电路和电路模型1、学习指导(1)电路的组成和功能电路通常由电源、负载、中间环节三大部分组成。
电路分有两种类型:电力系统的电路功能是实现电能的传输、分配和转换;电子技术的电路功能是对电信号进行传递、变换、储存和处理。
(2)电路模型电路理论是建立在一种科学的抽象——“电路模型”的概念和基础上进行阐述的。
所谓电路模型,实际上是由一些理想电路元件构成的、与实际电路相对应的电路图。
对工程实际问题进行分析和研究时,我们往往在一个实际电路给定的情况下,首先对该电路进行模型化处理,并使模型电路的性状和实际电路的性状基本相同或十分逼近,然后借助于这种理想化的电路模型,对实际电路的问题进行分析和研究。
利用电路模型分析和研究实际电路是一种科学的思维方法,也是工程技术人员应具备的业务素质之一。
(3)理想电路元件理想电路元件是电路模型中不可再分割的基本构造单元并具有精确的数学定义。
理想电路元件也是一种科学的抽象,可以用来表征实际电路中的各种电磁性质。
例如“电阻元件”表征了电路中消耗电能的电磁特性;“电感元件”表征了电路中储存磁场能量的电磁特性;“电容”元件则表征了电路中储存电场能量的电磁特性。
实际电路中的实体部件上发生的电磁现象往往是复杂的、多元的,如电阻器、电炉等设备,它们除了具有消耗电能的特性外,还有磁场和电场方面的特性,分析时若把它们的全部电磁特性都表征出来既有困难也不必要。
第一章习题1.1题1.1图示一段电路N,电流、电压参考方向如图所标。
⑴ 若t t 1时i(t 1) 1A ,u(t 1) 3V ,求t t 1时N 吸收的功率P N (t 1)⑵ 若t t 2时i(t 2) 1A ,u(t 2)4V ,求t t 2时N 产生的功率P N (t 2)解:(1) P N (tJ U(t 1)i(t 1)3 1 3W1.3题1.3图示一个3A 的理想电流源与不同的外电路相接,求3A 电流源三种情况下供出的功率。
解: 2Q5V(b) (c)(a) 2 2P I s R 32 18W 电流源输出功率 (b)P I S V 3 515W电流源输出功率⑵ P N (t 2)U(t 2)i(t 2)41 4Wi(t)—— — N —+ u(t)-1.2 题1.2图示一段直流电路 N,电流参考方向如图中所示,电压表内阻对测试电路的影响忽略不计,已知直流电压表读数为 电流I解:P _J0 V 52A(c) P I® 3 10 30W 电流源吸收功率1.4 题1.4图示某电路的部分电路,各已知的电流及元件值已标出在图中, 求 I 、U s 、R 。
解:流过3Q 电阻的电流为12A+6A=18A流过12 Q 电阻的电流为 18A-15A=3A 流过电阻R 的电流为 3A-12A-5A=-14A可得: l=-14A+15A=1AU S 18 3 3 1290V15 1 12 3 …R1.5 141.5题1.5图示电路,已知 U=28V 解:根据电源等效,从电阻 R 两端 可等效为如下图等效电路。
1.6求题1.6图示各电路的开路电压1415 有:I 15 -A44 21R4 48可得:RU287IU15 28R2 8(c)解:(a) Uy 20V 10A 5 30V(b)开路时,流过8Q电阻的电流为391A18 9流过6Q电阻的电流为318 “2A18 9可得:U OC 2 6 1 8 4V(c)开路时, 8 Q电阻的电压为208—8V1282Q电阻的电压为5A210V可得:U OC 8V 2V 10V 0V1.7求题1.7图示各电路的电流+ U=6V(b)I。
《电路分析基础》各章习题参考答案《电路分析基础》各章习题参考答案第 1 章 习题参考答案习题参考答案1- 1 (1) 50W ; (2) 300 V 、25V, 200V 、75 V ; (3)2=12.5 QR a =100 Q, R 4=37.5 Q 1- 2 V A =8.5V =8.5V,, V m =6.5V =6.5V,, V B =0.5V =0.5V,, V C =- 12V , V D =-19V =-19V,, V p =-21.5V =-21.5V,, U A B AB =8V =8V,, U B C BC =12.5=12.5,,U DA =-27.5V1-3 电源电源((产生功率产生功率)): A 、 B 元件;负载元件;负载元件;负载((吸收功率吸收功率)): C 、 D 元件;电路满足功率平衡元件;电路满足功率平衡元件;电路满足功率平衡 条件。
1-4 (1) V A =1 00V , V B =99V, V C =97V, V D =7V, V E =5V, V F =1V, U A F AF =99V, U C E CE =92V,U BE =94V, U BF =98V, U CA =- 3 V ; (2) V C =90V, V B =92V , V A =93V, V E =-2V, V F =-6V, V G =- 7V, U AF =99V, U CE =92V, U B E BE =94V, U B F BF =98V, U C A CA =- 3 V1-5 I 〜0.18A ,6 度,度,2.7 2.7 元 1- 6 I=4A , I 1=11A =11A,,I 2=19A 1-7 (a) U=6V , , (b) U=24 V , (c) R=5Q , Q, (d) I=23.5A 1- 8 (1) i 6=-1A ; (2) u 4=10V, u 6=3 V ; (3) P 1=-2W 发出发出, P , P 2 2 =6W 吸收吸收, P , P 3 3 =16W 吸收吸收, ,P 4 =-10W 发出发出, P , P 5 5 =-7W 发出发出, P , P 6 6 =-3W 发出发出1- 9 I=1A, , U s =134V , R ~ 7.8Q 1- 10 S断开:断开:断开:U U AB =- 4.8V , U AO =- 12V , U BO =-7.2V ;S 闭合:闭合:闭合:U U AB = -12V, U A O AO = - 12V , U BO =0V 1- 11支路支路 3 3,节点,节点,节点 2 2,网孔,网孔,网孔 2 2 ,回路,回路,回路 3 3 1- 12节点电流方程:节点电流方程: (A) I (A) I 1 +I 3- I 6=0=0,,(B)I 6- I 5- I 7=0=0,,(C)I 5 +I 4-I 3=0 回路电压方程:① I6 R 6+ U S 5 S5 +I 5 R 5- U S 3 +1 3 3 R 3=0 ,②-15 R 5- U S 5+ I 7R 7- U S 4 =0 ,③-丨3 R 3+ U S3 + U S 4 S4 + I 1 1 R 2+ I 1 1 R 1=01- 13 UA B AB =11V , I 2=0.5A , l 3=4.5A , R 3~ 2.4 Q 1-14 VA =60V V C =140V V D =90V U A C AC =- 80V U AD =- 30V U CD =50V 1- 15 I 1=- 2A I 2=3A I 3=- 5A I 4=7A I 5=2A第 2 章 习题参考答案习题参考答案2- 1 1 2.42.4 Q 5 A 2- 2 (1) 4 V 2 V 1 V; (2) 40 mA 20 mA 10 mA 2-3 1.5 Q 2 A 1/3 A 2-4 6 Q 36 Q 2-5 2 2 A 1 A A 1 A 2-6 1 1 A A2-7 2 2 A A 2- 8 1 1 A A2- 9 I1 1 = -1.4 A I2 = 1.6 A I3 = 0.2 A 2- 10 I1 1 = 0 A I2 = -3 A P 1 = 0 W P 2 = -18 W 2-11 I i = -1 mA , I 2 = - 2 mA , E 3 = 10 V 2- 12 I 1 = 6 A , I 2 = -3 A ,I 3 = 3 A 2- 13 I1 1 =2 A , , I 2 = 1A , , I3 = 1 A , I4 =2 A , , I5 = 1 A 2-14 2-14 V V a = 12 V , I 1 = - 1 A ,I 2 = 2 A 2-15 2-15 V V a = 6 V , I 1= 1.5 A , I 2 = - 1 A ,I 3= 0.5 A 2-16 2-16 V V a = 15 V , , I 1 = - 1 A , , I 2 =2 A , , I 3= 3 A 2-17 2-17 I I 1 = -1 A ,, I 2 = 2 A 2-18 2-18 I I 1 =1.5 A , , I 2 = - 1 A , , I 3= 0.5 A 2-19 2-19 I I 1 =0.8 A , , I 2 = - 0.75 A , , I 3 = 2 A , I 4 = - 2.75 A , I 5 = 1.55 A 2-20 2-20 I I 3= 0.5 A 2-21 U o o = 2 V , R o = 4 Q ,Q, I 00 = 0.1 A 2-22 I 55 = -1 A 2-23 2-23 (1) I (1) I5 5 = 0 A , U ab = 0 V ; (2) I 5 5 = 1 A , U ab = 11 V 2-24 I L = 2 A2-25 I s s =11 A , , R 0 = 2 QQ 2-26 2-26 18 18 Q, - 2 Q ,Q, 12 Q 2-27 U == 5 V 2-28 I =1 A2-29 U == 5 V 2-30 I =1 A2-31 2-31 10 V 10 V ,, 180 Q 2-32 U 0 = 9 V , R 0 = 6 Q ,Q, U=15 V 第3章习题参考答案章习题参考答案3- 1 50Hz, 314rad/s, 0.02s, 141V, 100V, 120° 3-2 200V, 141.4V 3-3 u=14.1si n (314t-60 °V3- 4 (1) ®u1-贏2= 120° (2) ®1 = -90-90° °%= - 210°210°, , %1-屁=120=120° (不变° (不变) 3-5 (1) U^50 .^_90V , U 2 =50 .2.2 - 0 V ; ; (2) U 3=100 2 sin (3t+ 45 °)V , U, U 4=100 ■■ 2 sin ( ®t + 135 °)V 3- 6 (1) i 1=14.1 sin ( 72 °)A ;; (2) U 2=300 sin ( 3—60 °)V3- 7错误:(1),1),⑶,⑶,⑶,(4), (5) (4), (5) 3-8 (1) R ; (2) L ; (3) C; (4) R 3-9 i=2.82 sin (10t-30 °)A , Q~ 40 var , Q~ 40 var 3-10 u =44.9sin (3141-135 °V, Q=3.18 var 3- 11 (1) I=20A ; (2) P=4.4kW3- 12 (1)I ~ 1.4A , I 1.4 - 30 A; (3)Q~ 308 var, P=0W ; (4) i~ 0.98 sin (628t-30 °)A 3- 13 (1)I=9.67A , I =9.67450 A ,i=13.7 sin (314t+150 °) A ; (3)Q=2127.4 var, P=0W; (4) I C =0A3- 14 (1)C=20.3 尸;(2) I L = 0.25A ,l c = 16A第4章习题参考答案章习题参考答案4-1 (a) Z =5. 36.87 J, Y =0.2 / 36.87 S ; (b) ; (b) ZZ =2.5 - 2/ 45 门,Y =0.2.2/45 S 4- 2 Y=(0.06-j0.08) S , , R ~ 16.67 Q, X L =12.5 Q, L ~0.04 H 4-3 U R =6 0^0 V U L =8080//90 V , , U S =100100^^53.13 V 4-4 卩=2 0 £ 3 6.874-5 Z =100 =100 22^45 ;:;: ■,卩=1^0 A , , U R =100100^^0 V , U L =125125//90 V , , U C =2525/ /90 V 4-6 Y =0.25 2^45 S , U =4 “2/0 V ,卩R = .2. 0 A , , I L =0.^ 2 / 90 A , , I C =1.21.2..2/90 A4-7 ll =1 0.=1 0.「2 4 5,A U S =100 乙 90 V 4-8 (a) 30 V ; (b) 2.24 A 4-9 (a) 10 V ; (b) 10 A (b) 10 A 4-10 10 (a) (a) 10 V ; (b) 10 V (b) 10 V 4- 11 U=14.1 V4- 12 UL 1 =15 V , U C 2 =8 V , U S =15.65 V 4-13 4-13 U U X 1 =100 V , U 2 =600 V , , X 1=10Q, X 2=20 Q, X 3=30 Q 4-14 Z =20 .2 45 门,l =2. -45 A , h , h = 2 0 = 2 0 A , .2/-90 A , U ab ab==0V 4- 15 (1)1 =£2 2 A A , Z RC =5、2「,「, Z =5 10 门;门;(2) R (2) R =10 门,门,X X ^1010'J 'J4-16 P = 774.4 W , Q = 580.8 var, S = 968 V A- 4-17 l 1 = 5 A , l 2 = 4 A 4-18 4-18 I I 1 = 1 A , I 2 =2 A , l =.5. 26.565 A , S =44.72. -26.565 V V V A A 4-19 Z=10", I =190A I=190A ,U R2 =5 2 135 V , P =10 W 64-20 a =5X10 rad/s , p = 1000 = 1000 Q ,Q, Q = 100 , l = 2 mA , U R =20 mV , U L = U C = 2 V 4-21 30 =104 rad/s , p = 100 = 100 Q ,Q, Q = 100 , U = 10 V , I R = 1 mA , I L = I C = 100 mA 4-22 L 1 1 = 1 H , L 2 ~ 0.33 H 第5章习题参考答案章习题参考答案5- 3 M = 35.5 mH5- 4 301 =1000 rad/s ,3,302=2236 rad/s5-5 Z 1 = j31.4 Q , Q , Z 2 = j6.28 Q Q 5-6 Z r = 3+7.5 Q Q 5-7 M = 130 mH 5- 8 “2 二-2/45 A5- 9 U1 = 44.8 V 5- 10 M12 12 = 20 mH , 11 = 4 A 5- 11 U 2 = 220 V , I 1 = 4 A5- 12 n = 1.95- 13 N2 = 254 匝,匝,匝,N N3 = 72 匝 5- 14 n = 10 , P 2 = 31.25 mW章习题参考答案章习题参考答案(1) A 相灯泡电压为零,相灯泡电压为零,B B 、C 相各位为220V I L = I p = 4.4 A ,U p = 220 V ,U L = 380 V ,P = 2.3 kW (2) I p = 7.62 A ,I L = 13.2 A A 、C 相各为2.2A 2.2A,,B 相为3.8A U L = 404 VU A N =202202/ -/ -47 47 Vcos $ = 0.961 , Q = 5.75 kvar Z =334 28.4 门(1) I p p = 11.26 A , Z = 19.53 / 42.3 °Q; (2) I p p = I l l = 11.26 A , P = 5.5 kW U l = 391 Vi A =22 2sin(・t —53.13 ) Ai B =22 .2sin(・t —173.13 ) Ai C =22 2 sin(,t 66.87 ) AU V = 160 V(1) 负载以三角形方式接入三相电源负载以三角形方式接入三相电源(2) I — =3.8 T 2 -15 A , 1仁 =3.3.^-2/ ^-2/ 135 A , , 仁 =3.8、「2也105 AI A =3.8、. 6/「45 A , I B =3.8I Q 165 A , , I c =3.8.6. 75 AL = 110 mH , C = 91.9 mF 章习题参考答案章习题参考答案P = 240 W, Q = 360 var P = 10.84 W(1) i(t) 4.7sin( t 100 ) - 3sin3 t A(2) I ~ 3.94 A , U ~ 58.84 V , P ~ 93.02 W 0MU m n o L 1 r~2 ------------- 2u 2(t) msin(,t —-arctan 1)V , R 2 (丄J 2z 2 R '直流电源中有交流,交流电源中无直流直流电源中有交流,交流电源中无直流U 1=54.3 V , , R = 1 Q, L = 11.4 mH ;约为约为 8% 8% , , ( L'= 12.33 mH ) 使总阻抗或总导纳为实数使总阻抗或总导纳为实数((虚部为虚部为 0)0)的条件为的条件为的条件为 尺二尺二& = & = R x = Rx = ■ L/C ■ L/C G =9.39 折,C 2 =75.13 M F L 1 = 1 H , L 2 = 66.7 mHC 1 = 10 M F, C 2 2 = 1.25 M F章习题参考答案章习题参考答案第6 6-1 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10 6-11 6-12 6-13 6-14 6- 15 第7 7- 1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 7-7 7-87-9 7- 10 第88- 6 8-78-8i L (0+) = 1.5mA , U L (0+) = - 15V- 15V h (0+) = 4A , i 2(0+) = 1A , U L (0+) = 2V 2V ,i 1(s )= 3A , i 2(^)= 0, U L ()= 0 i 1 1 (0+) = 75mA , i 2(0+) = 75mA , i 3(0+) = 0, U L 1 (0+) = = 0, U L 2(0+) = 2.25V 2.25V6i c (t)二 2訂 A 4t U L (t) =6e _V u C (t) =10(1 _eg )V , i C (t) =56说*人 500t 貝 u C (t) =115e~ sin(866 亠60 ) V10t 10t 山⑴=12e - V , L(t) =2(1 —e — )A 1 1 t t U R (t) =~U s e 下2C V , U R (3 J - -U S e-V (1) T = 0.1s, (2) u c (t) =10e -V , (3) t = 0.1s u C (t) =10 _9e 」° V 10t _ i L (t) =5e 一 A (a)f(t) =1(t —t 。
电路分析基础第一章一、1、电路如图所示,其中电流为答( A )A 0.6 A B. 0.4 A C. 3.6 A D. 2.4 A2、电路如图示, 应为答( C )A. 0 VB. -16 VC. 0 VD. 4 V3、电路如图所示, 若、、均大于零,, 则电路的功率情况为答( B )A. 电阻吸收功率, 电压源与电流源供出功率B. 电阻与电流源吸收功率, 电压源供出功率C. 电阻与电压源吸收功率, 电流源供出功率D. 电阻吸收功率,供出功率无法确定UI S二、 1、图示电路中, 欲使支路电压之比,试确定电流源之值。
I SU解:由KCL 定律得:22328222U U U ++=V由KCL 定律得:0422=++U I U S1160-=S I A 或-5.46 A 2、用叠加定理求解图示电路中支路电流,可得:2 A 电流源单独作用时,2/3A;4 A 电流源单独作用时,-2A, 则两电源共同作用时-4/3A 。
3、图示电路ab端的戴维南等效电阻 4 ;开路电压22 V。
解:U=2*1=2 I=U+3U=8A Uab=U+2*I+4=22V Ro=4第二章一、1、图示电路中,7 V电压源吸收功率为答( C )A. 14 WB. -7 WC. -14 WD. 7 W2、图示电路在时开关闭合,时为答(D )精品文档A. B.C. D.3、图示桥式电路中,已知,欲使图中u=0,应满足的条件为答( A )A. B.C. D.二、1、试用叠加定理求图示电路中的电压。
4Ω解:4Ω电路可分为图1和图2单独作用图1U 1=-3v图2U 2=- 249+ ×(4×4)=-3V U=U 1+U 2=-6v 2、图示电路在换路前已达稳态。
当时开关断开,求的。
100u C解:Uc(0)=100vUc(∞)=40150×20=75v 10RC ==τUc (t )=75+25e-0.1t3、求:示网络ab 二端间的戴维南等效电路。
篇一:电路分析基础第一章部分参考答案电路分析基础答案第一章(周围版)篇二:电路分析基础课后习题第一章答案(第四版)李瀚荪篇三:电路分析基础上海交通大学出版社习题答案第一章1.1解:频率为108MHz周期信号的波长为c3?108?m?2.78m F108?106几何尺寸d﹤﹤2.78m的收音机电路应视为集总参数电路。
1.2解:(1)图(a)中u,i参考方向一致,故为关联参考方向。
图(b)中u,i参考方向不一致,故为非关联参考方向。
(2)图(a)中ui乘积表示吸收功率。
图(b)中ui乘积表示发出功率。
(3)如果图(a)中u﹥0,i﹤0,则P吸=ui﹤0,实际发出功率。
如果图(b)中u﹥0,i﹥0,则P发=ui﹥0,实际发出功率。
1.3解:因元件上电压、电流取关联参考方向,故可得P吸?ui?170sin(100?t?90o)?7sin(100?t)?170cos(100?t)?7sin(100?t)1?170?7sin(200?t)?2?595sin(200?t)?(1)该元件吸收功率的最大值为595W。
(2)该元件发出功率的最大值为595W。
1.4解:二端元件的吸收功率为P=ui,已知其中任两个量,可以求得第三个量。
-3A:PW?5?10-3W?5mW 吸?UI?5?10?1-3-3-6B:P吸UI5?10?1?10W5?10W5?WP2?V?2KV I1?10?3P?2V?2V D:UI1C:U?P10?10?31?10?3A?1mA E:I?U10P?10?10?3?1?10?3A1mA F:I?U10G:iPsin(2t)2sintcost2costA usintsint?t?tH:P?ui?2?2eW?4eW1.5解:根据KVL、KCL和欧姆定律可以直接写出U,I关系式。
(a)UE?RI(b)UE?RI(c)与(a)、(b)图相同(d)有问题。
1.6解:按自左向右的顺序图1:U?RI?2?1?10V?2?10V?2mV图2:URI5?1V5V ?3?3U5?A?5mA R1?103U2V2? 图4:R?I1A图3:I?图5:u?Ri?3?5eV?15eV图6:R2t?2tu8cost?4? i2cost1.7解:根据KVL和欧姆定律可以直接写出VCR关系(a)Uab?Ri?us(b)UabRi?us(c)Uab?Ri?us(d)UabRi?us1.8解:按自左向右的顺序图1:根据KCL定律:I?10?2?8A图2:图3:根据KVL定律,令沿逆时针绕行方向电压降为正,则有U?5?2?20?5?2?0 U40V图4:流过5Ω电阻的电流为2A,如图所示,根据KCL定律得I?(6?2)A?8A图5:根据KCL定律得:10?10?I I?0A对回路1列KVL方程,有U?2?0 U2V图6:对回路1列KVL方程,有?1?1?I'?0I?1A根据KCL定律得: '1?I'?II?1?I?2A1.9解:按自左向右的顺序图1:'u?Riu(1)u?RiuRRabi1图2:对回路1列KVL方程,有i'R2?ri?R1i?0i'R2?(R1?r)ii'?(R1?r)iR2R1?rR?R2?r)?i?1R2R2 u?R1ii''?i?i'?i(1?Rab?u?''iR1iR1R2?R?R2?rR1?R2?ri?1R2图3:根据KVL定律,得u?(ii)R1?iR2Rab图4:根据KVL、KCL定律,得u(1)R1?R2i?i2?gu?i3?i?i?i12? ?u?i1?4?u?8i?2i23?解方程组得:Rab?u20 ?i7?4g1.10解:已知部分支路电流,可以根据节点和封闭面KCL求得另外一些支路电流。
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 。
1-9.各元件的情况如图所示。
(1)若元件A 吸收功率10W ,求:U a =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
V A
W I P U I U P a a 10110===
→= (2)若元件B 吸收功率10W ,求:I b =?
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
A V
W U P I UI P b b 11010-=-=-
=→-= (3)若元件C 吸收功率-10W ,求:I c =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
A V
W U P I UI P c c 11010-=-==
→= (4)求元件D 吸收功率:P=?
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
W mA mV UI P 61020210-⨯-=⨯-=-=
(5)若元件E 输出的功率为10W ,求:I e =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
A V
W U P I UI P e e 11010-=-==
→= (6)若元件F 输出功率为-10W ,求:U f =?
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
V A
W I P U I U P f f 10110-=-=-
=→-= (7)若元件G 输出功率为10mW ,求:I g =? 解:电压电流为关联参考方向,吸收功率:
mA V
mW U P I UI P g g 11010-=-==
→= (8)试求元件H 输出的功率。
解:电压电流为非关联参考方向,吸收功率:
mW mA V UI P 422-=⨯-=-=
故输出功率为4mW 。
1-11.已知电路中需要一个阻值为390欧姆的电阻,该电阻在电路中需承受100V 的端电压,现可供选择的电阻有两种,一种是散热1/4瓦,阻值390欧姆;另一种是散热1/2瓦,阻值390欧姆,试问那一个满足要求? 解:该电阻在电路中吸收电能的功率为:
W R U P 64.25390
10022===
显然,两种电阻都不能满足要求。
1-14.求下列图中电源的功率,并指出是吸收还是输出功率。
解:(a )电压电流为关联参考方向,吸收功率为:W A V UI P 623=⨯==;
(b )电压电流为非关联参考方向,吸收功率为:W A V UI P 623-=⨯-=-=, 实际是输出功率6瓦特;
(c )电压电流为非关联参考方向,吸收功率为:W A V UI P 623-=⨯-=-=,
实际是输出功率6瓦特;
(d )电压电流为关联参考方向,吸收功率为:W A V UI P 623=⨯==.
1-19.电路如图示,求图中电流I ,电压源电压U S ,以及电阻R 。
解:
1.设流过电压源的12A 电流参考方向由a 点到d 点,参见左图所示。
(1) 求电流I:
A A A I 156=-=
(2) 求电压U S :
A A A I ba 14115=-=
对a 点列写KCL 方程:
V
3)
(a
V
3)
(b
V
3)
(c
V
3)
(d 题图1-14
题图1-19(1)
0125=--+-A A I I ba ac
由此得: A A A I I ba ac 3125-=--= 故: ()V A I U ac ac 3631212-=-⨯Ω=⨯Ω= 另一方面: ()V A A I U dc dc 5461233=+⨯Ω=⨯Ω= 故: ()V V V U U U ac dc da 903654=--=-= 由此有: V U U da S 90== (3)求电阻R:
0=++ba cb ac U U U
即: V A V U U U cb ac ba 2115136=⨯Ω-=--= 故: Ω===5.11421A
V
I U R ba ba 2.设流过电压源的12A 电流参考方向由d 点到a 点,参见下图所示。
(1)求电流I:
A A A I 156=-=
(2)求电压U S :
A A A I ba 14115=-=
对a 点列写KCL 方程:
0125=+-+-A A I I ba ac
由此得:
A A A I I ba ac 21125=+-=
V I U ac ac 25212=⨯Ω=
另一方面: ()V A A I U dc dc 1812633-=-⨯Ω=⨯Ω= 故: ()V V V U U U ac dc da 27025218-=--=-= 由此有: V U U da S 270-==
题图1-19(2)
(3)求电阻R:
0=++ba cb ac U U U
即: V A V U U U cb ac ba 267151252-=⨯Ω--=--= 故: Ω-=-==07.1914267A
V
I U R ba ba
1-27.电路如图示,求图中A 点的电位。
解:选定各电流参考方向如图所示,依据KCL 列写方程:
123I I I =+
即:
()50500
10520
A A A U U U ----=+ 由此解得:
V U A 29.14-=
1-41 (1) . 电路如图示,求1i 和ab u 。
解:流过5欧姆电阻的电流为:
A A i A V i 9
20
9.0225109.011==→=Ω=
()V V i i i i u ab ab 9
29201.01.01 9.011111=⨯
=⨯Ω=-⨯Ω=⨯Ω=
1-41 (2) . 电路如图示,求ab u 和cb u 。
解:先求ab u : V u u ba ab 3-=-= 再求cb u : V A u 10251=⨯Ω= 受控源电流为: A u i 5.005.012==
题图1-27
A
V
50+V
50-52R I I Ω
题图
1-4-1(1)
b
1
9.i i
A 21
05.u 题图1-4-1(2)
V V u ac 105.020=⨯Ω= ()V u u u ab ca cb 13310-=-+-=+=
1-41(3).电路如图示,求U 和1I 、2I 。
解:列写节点a 的KCL 方程:
21125.04I I I A +=+
另一方面,
Ω=
51U
I ,Ω
=42U I 代入前式有:
4
5525.04U
U U A +=⨯
+ 解得:
V U 10=
进一步解得: A U I 251051==Ω=, A U I 5.24
10
42==Ω=
1-42(1).电路如图示,求2I 。
解: 选右侧网孔列写回路方程:
06311=+I I
由此有: 01=I
因此,3欧姆电阻上的压降为0,由此有:
→⨯Ω=269I V A I 5.16
9
2==
1-42(2) .电路如图示,求受控源提供功率。
解:列写节点a 的KCL 方程:
2118.06I I I A +=+
注意: 21I I = 代入前式,有: 1128.06I I A =+ 解得: A I 51= 故: V I U ab 1021=⨯Ω=
题图1-4-1(3)
A
4Ω
2
I
1
I 题图1-4-2(1)
b
1
I 1
8.0I Ω
2题图1-4-2(2)
对于受控源来说,非关联参考方向下吸收的功率为:
W V A U I P ab 401058.08.01-=⨯⨯-=⨯-=
即,输出功率为40W.
1-43(1).电路如图所示,已知5ab u V =-,求S u 。
解:由图列写KVL 方程:
1140.5ab u u u +⨯=
解得:
15ab u u V =-=
由KCL 有:
()1
1110.50.50.20.7 3.55
u i u u u A =+
=+== 由图列写KVL 方程:
125712S u u i V =+=+=
1-43(2).电路如图所示,已知2ab u V =,求R 。
解:由图列写KVL 方程:
1122ab u u u V +==
解得:
123
u V =
由KCL 有:
112
11233
ab u i A =-=-=
依据欧姆定律,有:
2
323
ab ab u R i =
==Ω
题图1-4-3(1)
1
u 题图1-4-3(2)
b。