电路-第1章习题-电路模型和电路定律
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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。
第1章电路模型和电路定律一、填空:1、—1.5A2、电路中某支路电流为1A-,表示该支路电流的真实方向与参考方向相反。
若电路电流I的参考方向由a→b,若电压与电流为非关联参考方向,则电压参考方向为 b→a 。
已知I=3A,U= -5V,则功率P= -15W ,是吸收功率(吸收或发出)。
3、电路中A、B两点的电位分别为U A=20V,U B=-20V,则两点间电压U AB= 40V 。
4、一个理想电流源串联5Ω电阻时,流过电阻电流为2A,当改变电阻阻值为10Ω时,流过电阻电流为 2A 。
5、电压源不允许短路,电流源不允许开路。
6、电路中电压U= 115 V。
7、6Ω; 8、U =16 V、R = 2Ω;9、2Ω;10、20V;11、理想电压源,串联,理想电流源,并联 .12、-6Ω二、选择1-5、D、B、B、A、A、6-11、A、C、C、A、B、A三、计算1.在指定的电压u和电流i参考方向下,写出下列元件u和i的约束方程(VCR)。
解:(a)u = -10i(b)u = —10V2、如图所示电路,已知15i A=-,21i A =,62i A=,求4i.解:i3 = i1+i2 = -5+1 = 4A ; i4 = i6-i3= 2-4 = —2A3、求电路中电流I、电压U及电阻的功率P。
解:(a)I = 2—4 = —2A U = 3I = —6V P = UI = 12W(b) I= 6-2 = 4A U = 2I= 8V P= UI= 32W4、图示电路中,分别计算两个电流源的功率,并判断是吸收还是发出功率。
图7解:3A 电流源吸收9w ;6A 电流源发出18w5、U ab=16V6、如图11所示,试计算UAC , UAD 。
解:闭合回路中电流为1A ,UAC =UBC = —1×(20+10)+ 2 = -28 V UAD =UBD =UBC + 2 = -26 V7、图示电路中,求: (1)当开关K合上及断开后,UAB =? (2)当开关K断开后,UCD =?解:(1)当开关合上时,UAB = 0 V当开关断开时,沿最大回顺时针绕行,其电流I = -20/7 A UAB =12-6I —9 UAB = -99 / 7 V(2) 当开关K断开后,UCD = 9 – I ×1 = 43 / 7 V 8、试求图示电路的入端电阻R ab ,图中电阻的单位为欧。
第一章(电路模型和定律)习题解答一、选择题1.KVL 和KCL 不适用于 D 。
A .集总参数线性电路;B .集总参数非线性电路;C .集总参数时变电路;D .分布参数电路2.图1—1所示电路中,外电路未知,则u 和i 分别为 D 。
A .0==i u u S ,;B .i u u S ,=未知;C .0=-=i u u S ,;D .i u u S ,-=未知3.图1—2所示电路中,外电路未知,则u 和i 分别为 D 。
A .S i i u=∞=, ; B .S i i u -=∞=, ;C .S i i u =未知, ;D .S i i u -=未知,4.在图1—3所示的电路中,按照“节点是三条或三条以上支路的联接点”的定义,该电路的总节点个数为 A 。
A .5个;B .8个;C .6个;D .7个5.在图1—4所示电路中,电流源发出的功率为 C 。
A .45W ;B .27W ;C .–27W ;D .–51W二、填空题1.答:在图1—5所示各段电路中,图A 中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向;图B 中的电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向;图C 中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向;图D 中电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向。
2.答:图1—6所示电路中的u 和i 对元件A 而言是 非关联 参考方向;对元件B 而言是 关联 参考方向。
3.答:在图1—7所示的四段电路中,A 、B 中的电压和电流为关联参考方向,C 、D 中的电压和电流为非关联参考方向。
4.答:电路如图1—8所示。
如果10=R Ω,则10=U V ,9-=I A ;如果1=R Ω,则10=U V ,0=I A 。
5.答:在图1—9 (a)所示的电路中,当10=R Ω时,=2u 50V ,=2i 5A ;当5=R Ω时,=2u50V, =2i 10A 。
在图1—9 (b)所示的电路中,当R =10Ω时,2002=u V, 202=i A ;当5=R Ω时,1002=u V, 202=i A 。
第一章电路模型和电路定律电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流、电压和功率等物理量来描述其中的过程。
因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的联接方式,又要看每个元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、电压要受到两种基本规律的约束,即:(1)电路元件性质的约束。
也称电路元件的伏安关系(VCR),它仅与元件性质有关,与元件在电路中的联接方式无关。
(2)电路联接方式的约束(亦称拓扑约束)。
这种约束关系则与构成电路的元件性质无关。
基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)是概括这种约束关系的基本定律。
掌握电路的基本规律是分析电路的基础。
1-1说明图(a),(b)中,(1)的参考方向是否关联?(2)乘积表示什么功率?(3)如果在图(a)中;图(b)中,元件实际发出还是吸收功率?解:(1)当流过元件的电流的参考方向是从标示电压正极性的一端指向负极性的一端,即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致,称电压和电流的参考方向关联。
所以(a)图中的参考方向是关联的;(b)图中的参考方向为非关联。
(2)当取元件的参考方向为关联参考方向时,定义为元件吸收的功率;当取元件的参考方向为非关联时,定义为元件发出的功率。
所以(a)图中的乘积表示元件吸收的功率;(b)图中的乘积表示元件发出的功率。
(3)在电压、电流参考方向关联的条件下,带入数值,经计算,若,表示元件确实吸收了功率;若,表示元件吸收负功率,实际是发出功率。
(a)图中,若,则,表示元件实际发出功率。
在参考方向非关联的条件下,带入数值,经计算,若,为正值,表示元件确实发出功率;若,为负值,表示元件发出负功率,实际是吸收功率。
所以(b)图中当,有,表示元件实际发出功率。
1-2 若某元件端子上的电压和电流取关联参考方向,而,,求:(1)该元件吸收功率的最大值;(2)该元件发出功率的最大值。
解:(1)当时,,元件吸收功率;当时,元件吸收最大功率:(2)当时,,元件实际发出功率;当时,元件发出最大功率:1-3 试校核图中电路所得解答是否满足功率平衡。
第一章 电路模型和电路定律一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错).1. 电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。
[√] .2. 欧姆定律可表示成U=RI,也可表示成U=-RI,这与采用的参考方向有关。
[√].3. 在节点处各支路电流的方向不能均设为流向节点,否则将只有流入节点的电流而无流出节点的电流。
[×] .4. 在电压近似不变的供电系统中,负载增加相当于负载电阻减少。
[√]. 解:负载增加就是功率增加,RU R I UI P 22===。
5. 理想电压源的端电压是由它本身确定的,与外电路无关,因此流过它的电流则是一定的,也与外电路无关。
[×] .6. 电压源在电路中一定是发出功率的。
[×] .7. 理想电流源中的电流是由它本身确定的,与外电路无关。
因此它的端电压则是一定的,也与外电路无关。
[×] .8. 理想电流源的端电压为零。
[×] .9. *若某元件的伏安关系为u =2i+4,则该元件为线性元件。
[√] . 解:要理解线性电路与线性元件的不同。
10.* 一个二端元件的伏安关系完全是由它本身所确定的,与它所接的外电路毫无关系。
[√].11.元件短路时的电压为零,其中电流不一定为零。
元件开路时电流为零,其端电压不一定为零。
[√].12. 判别一个元件是负载还是电源,是根据该元件上的电压实际极性和电流的实际方向是否一致(电流从正极流向负极)。
当电压实际极性和电流的实际方向一致时,该元件是负载,在吸收功率;当电压实际极性和电流的实际方向相反时,该元件是电源 (含负电阻),在发出功率 [√] .13.在计算电路的功率时,根据电压、电流的参考方向可选用相应的公式计算功率。
若选用的公式不同,其结果有时为吸收功率,有时为产生功率。
[×].14.根据P=UI,对于额定值220V 、40W 的灯泡,由于其功率一定,电源电压越高则其电流必越小。
第一章 电路模型和电路定律1.1 图示元件当时间t <2s 时电流为2A ,从a 流向b ;当t >2s 时为3A ,从b 流向a 。
根据图示参考方向,写出电流i 的数学表达式。
1.2图示元件电压u =(5-9e -t /τ)V ,τ >0。
分别求出 t =0 和 t →∞ 时电压u 的代数值及其真实方向。
babu +-图 题1.21.3 图示电路。
设元件A 消耗功率为10W ,求A u ;设元件B 消耗功率为-10W,求B i ;设元件C 发出功率为-10W ,求C u 。
Au +-10V+-Cu +-(a)(b)(c)图 题1.31.4求图示电路电流4321i i i i 、、、。
若只求2i ,能否一步求得?图 题1.41i 4i 3i 图 题1.51.5 图示电路,已知部分电流值和部分电压值。
(1) 试求其余未知电流1234,,,i i i i 。
若少已知一个电流,能否求出全部未知电流?(2) 试求其余未知电压 u 14、u 15、u 52、u 53。
若少已知一个电压,能否求出全部未知电压?1.6 图示电路,已知A 21=i ,A 33-=i ,V 101=u ,V 54-=u 。
求各元件消耗的功率。
图 题1.61uSu (a)(b)图 题1.71.7 图示电路,已知10cos()V S u t ω=,8cos()A S i t ω=。
求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。
1.8 求图示电路电压12,u u 。
1u +-2u +-图 题1.830u-+图 题1.91.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.10 求网络N 吸收的功率和电流源发出的功率。
10V0.5A8V1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。
1.13 图示电路,已知电流源发出的功率是12W ,求r 的值。
1V图 题1.13图 题1.141V2V1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。
第一章 电路模型和电路定律一、填空题1、 在某电路中,当选取不同的电位参考点时,电路中任两点的电压_________。
2、 电路中,电压与电流的参考方向一致时称为_______________。
3、 二条以上支路的汇合点称为___________。
4、 电路中,电压与电流的方向可以任意指定,指定的方向称为________方向。
5、 若12ab I =-A ,则电流的实际方向为________,参考方向与实际方向________。
6、 一个元件为关联参考方向,其功率为-100W ,则该元件在电路中________功率。
7、 描述回路与支路电压关系的定律是________定律。
8、 线性电阻伏安特性是(u ~i )平面上过________的一条直线。
9、 KCL 定律是对电路中各支路________之间施加的线性约束关系;KVL 定律是对电路中各支路________之间施加的线性约束关系。
10、 在 电 流 一 定 的 条 件 下 ,线 性 电 阻 元 件 的 电 导 值 越 大 ,消 耗 的 功 率越________。
在 电 压 一 定 的 条 件 下 ,电 导 值 越 大 ,消 耗 的 功 率越________。
11、 理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流,电流的大小与端电压无关,端电压由________来决定。
12、 KVL 是关于电路中________受到的约束;KCL 则是关于电路中________受到的约束。
13、 一个二端元件,其上电压u 、电流i 取关联参考方向,已知u =20V ,i =5A ,则该二端元件吸收________W 的电功率。
二、选择题1、图示二端网络,其端口的电压u 与电流i 关系为 ( )。
A. u =2i - 10B. u =2i +10C. u =-2i +10D. u =-2i - 102、图示二端网络的电压电流关系为( )。
A. U I =+25B. U I =-25C. U I =--25D. U I =-+254、图示电路中,2 A 电 流 源 吸 收 的 功 率 为 ()。
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%!’-E &%-E &6由于电阻电压.*%*/%#’-E &%!*得电流源端电压.%.*).C %!)!%#*电流源发出功率1F %/C.%-E &’#%!6’,(图中#"电阻的电压.*%#!!%!*所以有/!%.*#%!#%-E &4/#%!!%!4由’()得/$%/!!/#%-E &!!%!-E &4故#*电压源发出功率1%#’/!%#’-E &%!6&*!&第一章!电路模型和电路定律!*电压源发出功率1%!’’!/$(%!’-E&%-E&6#"电阻消耗功率1%#’/#!%#’-E&#%-E&6!"电阻消耗功率1%!’/##%!’!#%!6%!!!$!试求题!!!$图中各电路的电压.#并讨论其功率平衡!题!!!$图解!应用’()先计算电阻电流/*#再根据欧姆定律计算电阻电压.G#从而得出端电压.#最后计算功率!’+(图中/*%#)9%<4.%.*%#’/*%#’<%!9*所以输入电路的功率为1%.’#%!9’#%$#6电流源发出功率1F%9’.%9’!9%596电阻消耗功率1*%#’/#*%#’<#%!#<6&!!&!!电路同步辅导及习题全解显然1)1F%1*#即输入电路的功率和电源发出的功率都被电阻消耗了!’,(图中/*%9!#%%4.%.*%#’/*%#’%%<*所以输入电路的功率为1%!.’#%!<’#%!!96电流源发出功率1F%9’.%9’<%%<6电阻消耗功率1*%#’/*#%#’%#%$#6显然仍满足1)1F%1*实际上电流源发出的功率被电阻消耗了$#6#还有!96输送给了外电路!’/(图中/*%#!%%!#4.%.*%$’/*%$’’!#(%!9*所以输入电路的功率为1%.’#%!9’#%!!#6电流源发出功率1F%%’9%#%6电阻消耗功率1*%$’/#*%$’’!#(#%!#6显然仍满足1)1F%1*’>(图中/*%&!$%#4.%.*%%’/*%%’#%<*所以输入电路的功率为1%.’&%<’&%%-6电流源发出功率1F%!$’.%!$’<%!#%6电阻消耗功率1*%%’/*#%%’’!#(#%!96显然仍满足1)1F%1* %!!!%!电路如题!!!%图所示#试求$&"!&第一章!电路模型和电路定律’!(电流#!和"+,+图’+(,*’#(电压"/,+图’,(,!题!!!%图解!’!(受控电流源的电流为-E 5#!%#%!-&%#4所以#!%#-E 5+#E ###4!!!"+,%%’#+,%%’’#!!#(%%’’#!!-E 5#!(%%’-E !#!%%’-E !’#-5+-E <<5*’#(因为"!%#’&%!-*#所以受控电流源的电流为#%-E -&"!%-E -&’!-%-E &4"+/%#-’#%#-’-E &%!-*因为"+,%!$*所以"/,%!"+/)"+,%!!-!$%!!$*,!!!&!对题!!!&图示电路$题!!!&图’!(已知图’+(中#*%#"##!%!4#求电流#*’#(已知图’,(中#"C %!-*##!%#4#*!%%E &"#*#%!"#求##!分析!根据图’+(右边回路的’*)方程即可求解##由图’,(左边回路’*)方程即可求出"!!解!’!(对图’+(中右边的回路列’*)方程’顺时针方向绕行(有&#!&!!电路同步辅导及习题全解*#!!-!&#!%-所以#%!-)&#!*%!-)&’!#%.E &4’#(图’,(中#电路*!两端的电压为"*!%*!#!%%E &’#%5*对左边回路列’*)方程顺时针方向绕行有"*!!"C )"!%-所以"!%"C !"*!%!-!#’%E &%!-!5%!*从图’,(中右边回路的’*)方程顺时针方向绕行得*###)$"!!"*!%-所以##%"*!!$"!*#%#’%E &!$’!!%94小结!掌握回路的’*)方程是本题的解题关键!%!!!9!’!(#%%!4##&%!$4*’#(#!%!-$4###%!$4##$%!!!$4##%%!4##&%!$4!(!!!.!在题!!!.图所示电路中#已知"!#%#*#"#$%$*#"#&%&*#"$.%$*#"9.%!*#尽可能多地确定其它各元件的电压!分析!求解各元件的电压只需根据各个回路的’*)方程即可求解!题!!!.图解!已知",%"!#%#*#">%"#$%$*#"/%"#&%&*#"H %"9.%!*#选取回路列’*)方程!对回路’#$%#(有"+%"!&%"!#)"#&%#)&%.*对回路’#$&#(有"I %"!$%"!#)"#$%#)$%&*对回路’$&’()%$(有"#$)"$.!"9.!"&9!"#&%-所以!!!"J %"&9%"#$)"$.!"9.!"#&%$)$!!!&%-对回路’&’()&(有"?%"$9%"$.!"9.%$!!%#*&$!&第一章!电路模型和电路定律对回路’%)(%(有"2%"&.%"&9)"9.%-)!%!*%!!!<!对上题所示电路#指定各支路电流的参考方向#然后列出所有结点处的’()方程#并说明这些方程中有几个是独立的!解!支路电流的参考方向如题!!!.图所示#各结点的’()方程分别为’以流出结点的电流为正(!!!!!##+)#,)#I%-!!!!$!#,)#/)#>%-!!!!!&!#>)#?)#K!#I%-%!#+!#/)#J)#2%-!!!!!)!#?!#J)#H%-(!#H!#2!#K%-把以上9个方程相加#得到-%-的结果#说明这9个方程不是相互独立的#但其中任意&个方程是相互独立的!%!!!5!略%!!#-!利用’()和’*)求解题!!#-图示电路中的电压"!题!!#-图解!在’+(图中#设电流##右边网孔的’*)方程为###)<<#%!-解得#%!-!!-+-E-5!4所以"%<<#%<<’!-!!-%<*在’,(图中#设电流#!#####$##号结点上的’()方程为#!)##)#$%<题!!#!图对右边大孔和其中的小孔分别按顺时针列出的’*)方程为#!)#!$#$%-#!!#!!###%-由以上三个方程解得#$%#4所以&%!&!!电路同步辅导及习题全解"%$#$%$’#%9*,!!#!!试求题!!#!图示电路中控制量/!及.-!分析!根据图示电路列出结点的’()及回路的’*)方程即可求解!解!设电流/!#/##/$!对结点#和两个网孔列’()’电流流入为正#流出为负(和’*)方程#有/!!/#!/$%-!---/!)&--/#)</!%#-</!)&--/#!!---/$%"#$-应用行列式求解以上方程组#有%%!!!!!!!!!!--<!&--!!-<!!&--!!!---%!#--<’!-$%!%-!!!!!!!#-!&--!!--!!&--!!!---%!$-’!-$%$%!!!!!!!-!--<!&--!#-<!!&--!!-%!!-!9-则/!%%!%%!$-’!-$!#--<’!-$%!%E 5%74/$%%$%%!!-!9-!#--<’!-$%&E -974所以.-%!---’/$%!---’!-!9-#--<’!-$%&E -9*小结!求解电路中的变量#利用’()"’*)方程是最基本的方法!%!!##!"!%#-*#"%#--*&&!&!!第二章电阻电路的等效变换学习要求!+理解等效变换的概念#利用等效变换分析电路!#+掌握电阻的等效变换$串并混联"L-.的等效变换!$+理解"掌握两种电源的等效变换!%+深刻理解单口电路输入电阻*23的定义#并会计算!&"理解二端电阻电路等效电阻的定义#熟练掌握求等效电阻的方法!!知识网络图电阻电路的等效变换电阻的等效变换电阻的串联电阻的并联电阻的L"#$-.电源的串联"并联等效变换3个电压源串联3个电流源并联3个电压源并联$要求电压相同3个电流源串联$"#$要求电流相同.实际电源/的等效变换实际电压源/实际电流源实际电流源/实际电压源等效互换的原则$端口*4G"#$不变输入电阻输入电阻的定义输入电阻的求法电阻变换法外加电压-%"#$"#$电流法&’!&!!电路同步辅导及习题全解!课后习题全解题#D!图%#!!!电路如题#!!图所示#已知"C%!--*#*!%#I"#*#%<I"!若$’!(*$%<I"*’#(*$%@’*$处开路(*’$(*$%-’*$处短路(!试求以上$种情况下电压"#和电流####$!解!’!(*#和*$为并联且相等#其等效电阻*%<#%%I"#则#!%"C*!)*%!--#)%%&-$74##%#$%#!#%&-9%<E$$$74"#%*###%<’&-9%99E99.*’#(因*$%@#则有!!!#$%-##%"C*!)*#%!--#)<%!-74"#%*###%<’!-%<-*’$(因*$%-#则有##%-#得"#%-##$%"C*!%!--#%&-74%#!#!电路如题#!#图所示#其中电阻"电压源和电流源均为已知#且为正值!求$’!(电压"#和电流##*’#(若电阻*!增大#对哪些元件的电压"电流有影响)影响如何)解!’!(因为*#和*$为并联#且该并联部分的总电流为电流源的电流#C#根据分流公式#有##%*$*#)*$#C"#%*###%*#*$*#)*$#C’#(由于*!和电流源串接支路对其余电路来说可以等效为一个电流源!因此当*!增大#对*##*$#*%及"C的电流和端电压都没有影响!但*!增大#*!上的电压增大#将影响电流源两端的电压#即"#C%*!#C)"#!"C显然#"#C随*!的增大而增大!&(!&第二章!电阻电路的等效变换题#!#图!!!!!!!!!!题#!$图(#!$!电路如题#!$图所示!’!(求"0"C *’#(当*,0*!1*#’%*!*#*!)*#(时#"0"C可近似为*#*!)*##此时引起的相对误差为"0"C!*#*!)*#"0"C’!--4当*,为’*!1*#(的!--倍"!-倍时#分别计算此相对误差!分析!*#与*,并联#然后与*!串联#则"5"2%*#1*,*#1*,)*!!解!’!(*%*#’*,*#)*,#%"C*!)*!!"0%*#%"C**!)*所以"0"C%**!)*%*#*,*!*#)*!*,)*#*,’#(设*,%6*!*#*!)*##代入上述"0"C式子中#可得"0"C%*#’6*!*#*!)*#*!*#)’*!)*#(’6*!*#*!)*#%6’!)6(’*#*!)*#相对误差为!!&%’"0"C!*#*!)*#(’!--M "0"C%6!)6*#*!)*#!*#*!)*#6!)6*#*!)*#’!--M &)!&!!电路同步辅导及习题全解%6!)6!!6!)6’!--M %!!6’!--M 当6%!--时#&%!!M *6%!-时#&%!!-M !(#!%!求题#!%图示各电路的等效电阻*+,#其中*!%*#%!"#*$%*%%#"#*&%%"#7!%7#%!C #*%#"!题#!%图分析!根据串联"并联#8-2变换等电阻电路的等效方法即可求解!解!图’+(中将短路线缩为点后#可知*%被短路#*!#*#和*$为并联#于是有*+,%+*!1*#1*$,)*&%+!1!1#,)%%%E %"图’,(中7!和7#所在支路的电阻*%!7!)!7#%#"所以*+,%+*1*%,)*$%+#1#,)#%$"图’/(改画后可知#这是一个电桥电路#由于*!%*##*$%*%处于电桥平衡#故开关闭合与打开时的等效电阻相等!即*+,%’*!)*$(1’*#)*%(%’!)#(1’!)#(%!E &"&*"&第二章!电阻电路的等效变换图’>(中结点!#!0同电位’电桥平衡(#所以!!!0间跨接电阻*#可以拿去’也可以用短路线替代(#故!!!!!!!!!!*+,%’*!)*#(1’*!)*#(1*!%’!)!(1’!)!(1!%-E &"图’?(为非串联电路#其具有某种对称结构#称之为平衡对称网络!因为该电路为对称电路#因此可将电路从中心点断开’因断开点间的连线没有电流(如题解#!%图’+(所示!题解#!%图!+"则*+,%#*)’#*1#*(#%$#*%$"图’J (中’!"#!"##"(和’#"##"#!"(构成两个L 形连接#分别将两个L 形转化成等值的三角形连接#如题解#!%图’,(所示!等值三角形的电阻分别为题解#!%图!,"*!%’!)!)!’!#(%#E &"*#%’!)#)!’#!(%&"*$%*#%&"*0!%#)#)#’#!%<"*0#%!)#)!’##%%"&!"&!!电路同步辅导及习题全解*0$%*0#%%"并接两个三角形#最后得题解#!%图’/(所示的等效电路#所以!!!*+,%+#1’*#1*0#()’*!1*0!(,1’*$1*0$(%+#1’&1%()’#E &1<(,1’&1%(%+#-!5)%-#!,1#-5%!E #95"图’K(也是一个对称电路!根据电路的结构特点#设#从+流入#则与+相连的$个电阻*中流过的电流均为#$!同理#从!0点分流的支流*对称#故支流为#9#得各支路电流的分布如题解#!%图’>(所示!由此得端口电压"+,%!$#’*)!9#’*)!$#’*%&9#’*所以*+,%"+,#%&9*%!E 99."题解#!%图!/"!!!!!!!!!!!!题解#!%图!>"!!%#!&!在题#!&图’+(电路中#"1!%#%*#"1#%9*#*!%!#"#*#%9"#*$%#"!图’,(为经电源变换后的等效电路!’!(求等效电路的#C 和**’#(根据等效电路求*$中电流和消耗功率*’$(分别在图’+(#’,(中求出*!#*#及*消耗的功率*’%(试问"1!#"1#发出的功率是否等于#C 发出的功率)*!#*#消耗的功率是否等于*消耗的功率)为什么)题#!&图&""&第二章!电阻电路的等效变换题解#!&图解!’!(利用电源的等效变换#图’+(中电阻与电压源的串联可以用电阻与电流源的并联来等效!等效后的电路如题解#!&图所示#其中#1!%"1!*!%#%!#%#4#1#%"1#*#%99%!4对题解#!&图电路进一步简化为题#!&图’,(所示电路#故#1%#1!)#1#%#)!%$4*%*!1*#%!#’9!#)9%%"’#(由图’,(可解得三条并联支路的端电压"%’*1*$(’#C %%’#%)#’$%%*所以*$的电流和消耗的功率分别为#$%"*$%%#%#41$%*$##$%#’##%<6’$(根据’*)#图’+(电路中*!#*#两端的电压分别为"!%"1!!"%#%!%%#-*"#%"1#!"%9!%%#*则*!#*#消耗的功率分别为1!%"!#*!%’#-(#!#%!--$%$$E $$61#%"##*#%##9%#$6图’,(中*消耗的功率1%"#*%%#%%%6’%(图’+(中"1!和"1#发出的功率分别为&#"&!!电路同步辅导及习题全解1"1!%"1!’"!*!%#%’#-!#%%-61"1#%"1#’"#*#%9’#9%#6图’,(图中#1发出的功率1#1%"#1%%’$%!#6显然1#131"1!)1"1#由’$(的解可知131!)1#以上结果表明#等效电源发出的功率一般并不等于电路中所有电源发出的功率之和*等效电阻消耗的功率一般也并不等于原电路中所有电阻消耗的功率之和!这充分说明#电路的.等效/概念仅仅指对外电路等效#对内部电路’变换的电路(则不等效!%#!9!对题#!9图所示电桥电路#应用L!三角形等效变换求$’!(对角线电压.*’#(电压.+,!解!把’!-"#!-"#&"(构成的三角形等效变换为L形#如题解#!9图所示!由于两条并联支路的电阻相等#因此得电流/!%/#%&#%#E&4应用’*)得电压.%9’#E&!%’#E&%&*又因输入电阻*+,%’%)%(1’9)#()#)#%%$-"所以.+,%&’*+,%&’$-%!&-*(#!.!题#!.图为由桥N电路构成的衰减器!’!(试证明当*#%*!%*,时#*+,%*,#且有"0"23%-E&*’#(试证明当*#%#*!*#,$*#!!*#,时#*+,%*,#并求此时电压比"0"23!分析!平衡电桥等位点间的电阻可省去!证明!’!(当*!%*#%*,时#此电路为一平衡电桥#9">两点为等位点#故可将连于这两点之间的*!支路断开#从而得到一串并联电路#则*+,%’*!)*!(1’*#)*,(%*,"0%!#"23即"0"23%!#%-E&&$ "&第二章!电阻电路的等效变换’#(把由$个*!构成的L形电路等效变换为三角形电路#则原电路等效为题解#!.图所示#其中*%$*!!根据题意#即*#%#*!*#,$*#!!*#,时#不难得出电路的等效电阻*+,为*+,%$*!*,$*!!*,$*!$*!*,$*!!*,)$*!%5*#!*,5*#!%*,"0%$*!*,$*!)*,$*!*#$*!)*#)$*!*,$*!)*,"23%$*!!*,$*!)*,"23"0"23%$*!!*,$*!)*,%#!<!在题#!<图’+(中#"1!%%&*#"1#%#-*#"1%%#-*#"1&%&-***!%*$ %!&"#*#%#-"#*%%&-"#*&%<"*在图’,(中#"1!%#-*#"1&%$-*##1#%<4##1%%!.4#*!%&"#*$%!-"#*&%!-"!利用电源的等效变换求图’+(和图’,(中电压"+,!解!图’+(利用电源的等效变换#将图’+(中的电压源等效为电流源#得题解#!<所示!&%"&!!电路同步辅导及习题全解题#!<图#1!%"1!*!%%&!&%$4#1#%"1#*#%#-#-%!4#1%%"1%*%%#-&-%-E %4#1&%"1&*&%&-<%9E #&4&&"&第二章!电阻电路的等效变换题解#!<图把所有电源流合并#得#C %#1!)#1#!#1%)#1&%$)!!-E %)9E #&%5E <&4把所有电阻并联#有*%*!1*#1*$1*%1*&%!&1#-1!&1&-1<%9--!5."所以"+,%#C*%5E <&’9--!5.%$-*图’,(的求解方法同图’+(#可得"+,%!&*!%#!5!#%!<4%#!!-!利用电源的等效变换#求题#D !-图所示电路中电压比"0"C!已知*!%*#%#"#*$%*%%!"!解!因为受控电流源的电流为#"$%##$*$%##$’!#即受控电流源的控制量可以改为#$#则"0%*%#%%*%’#$)##$(%$#$即#$%"0$又因#$%!%"C !"0#即"0$%!%"C !"0#所以"0"C%-E $%#!!!!"!-%-E .&"1&’"&!!电路同步辅导及习题全解题#!!-图,#!!#!试求题#!!#图’+(和’,(的输入电阻*+,!题#!!#图分析!输入电阻*23%"##""#分别为端口电压和端口电流#由公式求解即可!解!’!(在图’+(中#设端口电流#的参考方向如图所示#因"!%*!##根据’*)#有"+,%*##!""!)*!#%*##!"’*!#()*!#%’*!)*#!"*!(#故得+#,端的输入电阻*+,%"+,#%*!)*#!"*!’#(在图’,(中#设电阻*#中的电流##的参考方向如图所示#由’*)和’()可得电压"+,%*!#!)*###%*!#!)*#’#!)’#!(所以+#,端的输入电阻*+,%"+,#!%*!)*#’!)’(小结!若求解纯电阻电路的输入电阻可利用等效变换求解!电路中若出现有受控源#则常用*23%"端口#端口求解!&("&第二章!电阻电路的等效变换%#!!$!*23%*!*$’!!"(*$)*!,#!!%!题#!!%图所示电路中全部电阻均为!"#求输入电阻*23!题#!!%图题解#!!%图分析!对电阻电路进行等效变换#即可容易求解!解!+#,端右边的电阻电路是一平衡电桥#故可拿去/#>间连接的电阻#然后利用电阻的串"并联对电路进行简化并进行受控源的等效变换#得题解#!!%图’+(所示电路#再进行简化得题解#!!%图’,(所示电路#图解#!!%图’,(电路的’*)方程为"%!E9#!!E##%-E%#*23%"#%-E%"小结!平衡电桥是一种特殊的电路#/">间连接的电阻可拿去#特殊的电路用特殊的求解方式!&)"&!!第三章电阻电路的一般分析学习要求!+要求会用手写法列出电路方程!#+了解图的基本概念#掌握独立结点"独立回路的数目及选取#’()和’*)的独立方程数!$+掌握支路电流法"回路电流法"结点电压法!线性电阻电路方程建立的方法及电压"电流的求解#是全书的重点内容之一#是考试考研的必考内容!!知识网络图电阻电路的一般分析基本概念结点支路回路电路的图"#$树电路方程’()独立方程’*)%独立方程电路分析方法支路电流法网孔电流法回路电流法"#$"#$结点电压法&*#&!课后习题全解%$!!!在以下两种情况下#画出题$!!图所示电路的图#并说明其结点数和支路数$’!(每个元件作为一条支路处理*’#(电压源’独立或受控(和电阻的串联组合#电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理!题$!!图解!’!(题$!!图’+(和题$!!图’,(电路的拓扑图分别如题解$!!图’+(和题解$!!图’,(所示!’#(题$!!图’+(和题$!!图’,(电路的拓扑图分别如题解$!!图’/(和题解$!!图’>(所示!题解$!!图’+(中结点数3%9#支路数:%!!*题解$!!图’,(中结点数3%.#支路数:%!#!题解$!!图’/(中结点数3%%#支路数:%<*题解$!!图’>(中结点数3%&#支路数:%5!题解$!!图($!#!指出题$!!中两种情况下#’()"’*)独立方程各为多少)分析!独立的’()方程个数为3!!#独立的’*)方程个数为:!3)!#根据公式求解即可!解!电路题$!!图’+(对应题解$!!图’+(和题解$!!图’/(两种情况!题解$!!图’+(中#独立的’()方程个数为3!!%9!!%&独立的’*)方程个数为:!3)!%!!!9)!%9&&!#题解$!!图’/(中#独立的’()方程个数为3!!%%!!%$独立的’*)方程个数为:!3)!%<!%)!%&题$!!图’,(对应题解$!!图’,(和题解$!!图’>(两种情况!题解$!!图’,(中#独立的’()方程个数为3!!%.!!%9独立的’*)方程个数为:!3)!%!#!.)!%9题解$!!图’>(中#独立’()方程个数为3!!%&!!%%独立的’*)方程个数为:!3)!%5!&)!%& ($!$!对题$!$图’+(和题$!$图’,(所示7!和7##各画出%个不同的树#树支数各为多少)题$!$图分析!遍后历所有顶点且支路数最少即构成树!解!题$!$图’+(的%个不同的树如题解$!$图’+(所示!题解$!$图!+"题$!$图’,(的%个不同的树如题解$!$图’,(所示!题解$!$图!,"&&"#题$!%图%$!%!题$!%图所示桥形电路共可画出!9个不同的树#试一一列出’由于结点数为%#故树支数为$#可按支路号递增的方法列出所有可能的组合#如!#$#!#%#0!#9#!$%#!$&0等#从中选出树(!解!!9个不同的树的支路组合为’!#$(#’!#%(#’!#&(#’!$&(#’!$9(#’!%&(#’!%9(#’!&9(’#$%(#’#$&(#’#$9(#’#%9(#’#&9(#’$%&(#’$%9(#’%&9(%$!&!对题$!$图所示的7!和7##任选一树并确定其基本回路组#同时指出独立回路数和网孔数各为多少)解!如题$!$图所示!独立回路数%网孔数%连支数!对题$!$图’+(以如题解$!&’+(图所选树’##&#.#<#5(为例#其基本回路组即单连支回路组为’##$#&(#’<#5#!-(#’	#.#<#5(#’!###&#.#<(#’%#&#.#<(’划线数字为连支(!对题$!$图’,(以如题解$!&图’,(所选树’%#9#<#5#!-(为例#其基本回路组即单连支回路组为’##5#!-(#’$#%#9#<(#’%#9#<#!-#!!(#’%#.#<(#’!#9#<#5#!-(#’	#5#!-(!题解$!&图%$!9!对题$!9图所示非平面图#设$’!(选择支路’!###$#%(为树*’#(选择支路’	#.#<(为树!问独立回路各有多少)求其基本回路组!题$!9图解!3%&#:%!-独立回路数;%:!3)!%!-!&)!%9’!(以’!###$#%(为树#对应的基本回路组为’!###$#.(#’!###$#%#&(#’!###9(#’##$#5(#’$#%#!-(#’##$#%#<(!’#(以’	#.#<(为树#对应的基本回路组为’!#&#<(#’$#9#.(#’%#&#.(#’##	#<(#’&#.#<#5(#’	#!-(!&##&%$!.!题$!.图所示电路中*!%*#%!-"#*$%%"#*%%*&%<"#*9%#"#"C $%#-*#"C 9%%-*#用支路电流法求解电流#&!解!各支路电流的参考方向如题解$!.图所示!题$!.图!!!!!!!!!!题解$!.图列支路电流方程结点##!)##)#9%-结点$!##)#$)#%%-结点&!#%)#&!#9%-回路*##*#)#$*$!#!*!%!"C $回路+#%*%)#&*&!#$*$%"C $回路,!##*#!#%*%)#9*9%!"C 9代入数据#整理得!!-#!)!-##)%#$%!#-!%#$)<#%)<#&%#-!!-##!<#%)##9%!"#$%-联立求解以上方程组#得#&%!-+5&94%$!<!用网孔电流法求解题$!.图中电流#&!解!设网孔电流为#;!##;###;$#绕行方向如题解$!<图所示#列网孔电流方程为’*!)*#)*$(#;!!*$#;#!*##;$%!"C $!*$#;!)’*$)*%)*&(#;#!*%#;$%"C $!*##;!!*%#;#)’*#)*%)*9(#;$%!""#$C 9代入数据整理#得#%#;!!%#;#!!-#;$%!#-!%#;!)#-#;#!<#;$%#-!!-#;!!<#;#)#-#;$%!"#$%-解方程#得#;#%#&%!-+5&94&$#&。
第1章 电路模型和电路定律三、单项选择题1、当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时,该电流( B ) A 、一定为正值 B 、一定为负值 C 、不能肯定是正值或负值2、已知空间有a 、b 两点,电压U ab =10V ,a 点电位为V a =4V ,则b 点电位V b 为( B ) A 、6V B 、-6V C 、14V3、当电阻R 上的u 、i 参考方向为非关联时,欧姆定律的表达式应为( B ) A 、Ri u = B 、Ri u -= C 、 i R u =4、一电阻R 上u 、i 参考方向不一致,令u =-10V ,消耗功率为0.5W ,则电阻R 为( A ) A 、200Ω B 、-200Ω C 、±200Ω5、两个电阻串联,R 1:R 2=1:2,总电压为60V ,则U 1的大小为( B ) A 、10V B 、20V C 、30V6、电阻是( C )元件,电感是( B )的元件,电容是( A )的元件。
A 、储存电场能量 B 、储存磁场能量 C 、耗能7、理想电压源和理想电流源间( B )A 、有等效变换关系B 、没有等效变换关系C 、有条件下的等效关系 8、当恒流源开路时,该恒流源内部( B )A 、有电流,有功率损耗B 、无电流,无功率损耗C 、有电流,无功率损耗 9、图示电路中5V 电压源发出的功率P 等于( A )A )15WB )-15WC )30WD )-30W五、计算分析题1、图1.1所示电路,已知U =3V ,求R 。
(2Ω)2、图1.2所示电路,已知U S =3V ,I S =2A ,求U AB 和I 。
(3V 、5A )3、图1.3所示电路,负载电阻R L 可以任意改变,问R L等于多大时其上可获得最大功率,U -图1.11Ω图1.2并求出最大功率P Lmax 。
(2Ω)4、图1.4所示电路中,求2A 电流源之发出功率。
(-16/3W )5、分别计算S 打开与闭合时图1.5电路中A 、B 两点的电位。
第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1 说明题 1-1 图( a)、( b)中:( 1)u、i的参照方向能否关系?(2)ui乘积表示什么功率?( 3)假如在图( a)中u>0、i <0;图( b)中u>0、i >0,元件实质发出仍是汲取功率?元件元件i i+u+u( a)( b)题1-1图1-4 在指定的电压u 和电流 i 的参照方向下,写出题1-4图所示各元件的u 和 i的拘束方程(即 VCR)。
10k10i 10Vi i+++u+u u ( a)( b)( c)i 5V+i10mA i10mA+u+u+u( d)( e)( f )题1-4图1-5试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是汲取仍是发出)。
52A++15V515V 2A( a)(b)题1-5图1-16电路如题1-16 图所示,试求每个元件发出或汲取的功率。
2I12+++U2U2V(a)题 1-16 图+515V2A( c)A2I11I 2(b)1-20试求题1-20图所示电路中控制量u1及电压 u。
1k10k++++u1u10u12V题 1-20 图第二章“电阻电路的等效变换”练习题2-1电路如题2-1和电流 i 2、 i图所示,已知3:(1)R3=8ku S=100V,R1=2k,R2=8k。
试求以下 3 种状况下的电压;( 2)R3=(R3处开路);(3)R3=0(R3处短路)。
u2R1i2+i3+R2u2R3 u S题2-1 图2-5 用△— Y 等效变换法求题2-5 图中 a、b 端的等效电阻:(1)将结点①、②、③之间的三个 9 电阻组成的△形变换为 Y 形;(2)将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个 9 电阻组成的 Y 形变换为△形。
①a999②③99b④题 2-52-11利用电源的等效变换,求题2-11 图所示电路的电流i 。
1A4424i+++1010 10V4V6V题 2-11 图2-13 题 2-13图所示电路中R1 R3 R4, R22R1,CCVS的电压u c4R1i1,利用电源的等效变换求电压u10。
正弦交流电路1.填空题*6.1.1频率为50Hz的正弦交流电,角频率为_________,在1/80s时的相位角为___NO______。
(设初相角为零)*6.1.2灯泡上标出的电压220V,是交流电的________值。
该灯泡接在交流电源上额定工作时,承受电压的最大值为________。
*6.1.3两个__________正弦量的相位之差,叫相位差,其数值等于__________之差。
*6.1.4将________和________随时间按正弦规律变化的电压、电流、电动势统称为“正弦交流电”。
*6.1.5正弦交流电可用__________、__________及_____NO_____来表示,它们都能完整地描述出正弦交流电随时间变化的规律。
*6.1.6正弦交流电的三要素为____________、____________和____________。
*6.1.7已知一正弦交流电流i=30sin(314t+30°)A。
则它最大值I m为________,有效值I为________,初相角为________。
*6.1.8已知某交流电的最大值U m=311V,频率f=50Hz,初相角ϕu=π/6,则有效值U=__________,角频率ω=__________,解析式u=______________。
*6.1.9如图4.4所示,为交流电的波形。
若ϕ=60°,U m=5V,ƒ=50Hz,则当t=0时,u=________,t=5ms时,u=________。
*6.1.10某飞机上交流电源的供电频率为400Hz,则角频率为__________,周期为__________。
*6.1.11如图4.5,i1、i2角频率均为100πrad/s,则两者的相位差为__________,相位关系为i1比i2__________。
6.1.12如图,u的初相角为__________,i的初相角为__________,则u比i超前__________。
华南理工网络教育《电路原理》第-章作业————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1说明题1-1图(a )、(b )中:(1)u 、i 的参考方向是否关联?(2)ui 乘积表示什么功率?(3)如果在图(a )中u >0、i <0;图(b )中u >0、i >0,元件实际发出还是吸收功率?i u-+元件 iu-+元件(a ) (b )题1-1图解:(1)题1-1图(a ),u 、i 在元件上为关联参考方向:题1-1图(b )中,u 、i 在元件上为非关联参考方向。
(2)题1-1图(a )中,P=ui 表示元件吸收的功率;题1-1图(b )中,P=ui 表示元件发出的功率。
(3)题1-1图(a )中,P=ui <0表示元件吸收负功率,实际发出功率:题1-1图(b )中,P=ui >0,元件实际发出功率。
1-4 在指定的电压u 和电流i 的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u 和i 的约束方程(即VCR )。
i u-+10k Ω iu-+10Ω i u-+10V -+(a ) (b ) (c )i u-+5V +-iu-+10mAiu-+10mA(d ) (e ) (f )题1-4图解:(1)题1-4图(a )中,u 、i 为非关联参考方向,u=10×103i 。
(2)题1-4图(b )中u 、i 为非关联参考方向,u=-10i 。
(3)题1-4图(c )中u 与电压源的激励电压方向相同u= 10V. (4)题1-4图(d )中u 与电压源的激励电压方向相反u= -5V . (5)题1-4图(e )中i 与电流源的激励电流方向相同i=10×10-3A (6)题1-4图(f )中i 与电流源的激励电流方向相反i=-10×10-3A1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。
1-1、求如图电路中的开路电压Uab。
答案 -5V
1-2、
已知一个Us=10V的理想电压源与一个R=4Ω的电阻相并联,则这个并联电路的等效电路可用( A )表示.
A. Us=10V的理想电压源;
B. R=4Ω的电阻;
C. Is=2.5A的理想电流源;
D. Is=2.5A和R=4Ω的串联电路
1-3、求如图所示电路的开路电压。
(a) u=20-5×10=-30V
(b) u=40/3V
1-4、求图示电路中独立电压源电流I1、独立电流源电压U2和受控电流源电压U3。
1-5、求图示电路中两个受控源各自发出的功率。
解:对节点②列KCL 方程求得i 1: A 3A 92111=⇒=+i i i
电阻电压
V 6)2(11-=⨯Ω-=i u
利用KVL 方程求得受控电流源端口电压(非关联) V 123112=+-=u u u
受控电流源发出的功率
W 72212cccs =⨯=i u p 受控电压源发出的功率为
W 1082321vcvs -=⨯=i u p
1-6、如图所示电路,求R 上吸收功率。
6A 4Ω
1Ω
R 2Ω 2A
3Ω
答案:18W
1-7、求图示电路中的电压0U 。
1-8、求图示电路中的电流I 和电压U 。
②
①
+-Ω21u A
9i 1
3u 1
2i
1-9、求图示电路中A 点的电位V A 。
(a ) (b )
解:(a )等效电路如下图所示:
(b )等效电路如下图所示:
1-10、如图所示电路,求开关闭合前、后,AB U 和CD U 的大小。
1
-11、求图示电路中,开关闭合前、后A 点的电位。
解:开关闭合时,等效电路如图所示:
开关打开时,等效电路如图所示:
1-12、计算图中电流I 和电压源吸收的功率。
解:设电流 1I ,则可得各支路电流如图:
1-13、试求图示各电路的等效电阻ab
R(电路中的电阻单位均为欧姆)。
(a) (b) (c)
解:(a)
Ω
=
+
+
+
⨯
+
=14
10
8
)5
3(
8
)5
3(
ab
R
(b)等效电路如图:
(c)等效电路如图:
(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。