电路理论基础(陈希有)习题答案第二章
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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。
i答案10.1解:t ::: 0时,电容处于开路,故u C (0 _) = 10mA 2k 「- 20V 由换路定律得:u C (0 .) +(0”20V换路后一瞬间,两电阻为串联,总电压为 u C (0 )。
所以再由节点①的KCL 方程得:i C (0 ) =10mA -i 1(0 .)二(10-5)mA =5mA答案10.2解:t :::0时电容处于开路,电感处于短路,3门电阻与61电阻相并联,所以45V6i(0J3A ,L(0Ji(0」= 2A(5+8 + 6 3)0 6+36+3u C (0J =8 i(0J = 24V 由换路定律得:U C (0 ) 7C (0J =24V ,匚(0.) “L (0_)=2A由KVL 得开关电压:u(0 ) --U c (0 ) 8 匚(0 .)=(-24 8 2)V 8V答案10.3解:t ::: 0时电容处于开路,i =0 ,受控源源电压4i =0 ,所以U C (0 J =U C (0」=U 1(0」61.5V = 0.6V(9 6尸等效电阻i i (0 )=%(0 .) (2 2)k 」=5mA(b)所示。
R 段「4i (6 3)i容i时间常数二 R C 二 0 ・1st 0后电路为零输入响应,故电容电压为:u C (t)二 u C (0 ,)e~ =0.6e A0°V6“电阻电压为:“⑴工―6门 i 6门 ^C-dUc ^0.72e 10t V (t 0)dt答案10.43解:t :::0时电感处于短路,故L(0J= 39A=3A ,由换路定律得:6 + 3i L (0^i L (0J=3A求等效电阻的电路如图(b)所示。
等效电阻R 「6 •色卫=8」,时间常数.二L/R =0.5s6+3t 0后电路为零输入响应,故电感电流为i L (t) =i L (0 .)e^^ =3e 2t A (t _o ) 电感电压._2tu ,(t)二 L 匕二-24e V (t .0)dt31电阻电流为U 36C 汽L +U 1小2八i 3 2e A33「3「31电阻消耗的能量为:W3°= f 30i ;dt = f12/dt =12[-0.25ed=3W答案10.5解:由换路定律得i L (0.) “L (0」=0,达到稳态时电感处于短路,故LG) =20/4=5A求等效电阻的电路如图(b)所示。
2-2 (1)・求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等 效电阻R 曲解:先求开关K 断开后的等效电阻:R ah =(6 + 12)//(12 + 6)= 9Q再求开关K 闭合后的等效电阻:R lh =(6//12)+ (12//6)= 8Q2-2 (2)・求图示电路在开关K 断开和闭合两种状态下的等 效电阻R 曲解:先求开关K 断开后的等效电阻:心=4//(4 + 8)= 30再求开关K 闭合后的等效电阻:心严 4//4-2Q2-3-试求题图2—3所示电路的等效电阻解:bo180Q 300Q 1000 4000^=^1—1300Q 200Q 600Q160Q_______ ~~71300Q_____ I-----------------80Qa150Q160Qaobo_____ l -e-l ____ he-l ____ 卜3000I200011• ----------- r=J1000题图2-2(1)4Q题图2-2 (2)题图2-3 (a)(b)》a300Q_____—450Q9240QI80Qtit -------------360Q240Q心二2400〃3600 = 1440ahbo67 0bo题图2-3 (b)解:60Q20060Qbo180Q180Q240Qt ------- X24()0 360020040Q20040QE—<_Z]_I60Q200200 20Q60Q10Q600bo6003()0心=40Q2-25 (1)・求图示电路a、b两点间的等效电阻R ahO解:在图中画一条垂线,使左右两边对称,参见图中虚线所示。
显然虚线为等位线,没有电流流过,故图中电阻可去掉,其等效电阻为:R ah =[(8 + 8)//(8 + 8)]//8 = 4Q2-25 (2)・求图示电路a、b两点间的等效电阻R ah o题图2-25 (1) 解:此题与上题相同,只是其中电阻的阻值不同,但仍保持其对称性。
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。
习题22.1选择题(1)C (2)D (3)A (4)C (5)B (6)C2.2简答题(1)因为P 1=100W I s2=-4A所以U s2=50VI 1=10A I r2=5AI A =2-(10-4+5)=-9A(2)11101020111136152020R =+=+=++ 所以i=6020=3 i 1+i 2=330 i 1=15i 2i 2=2i 1i 1=1 i 2 =2i 1’=i 2’i 1’=(60-30)/20=1.5i 1+I=i 1’所以I=0.5A(3) ①有三个电容组成一个网络时有SCU(s)+SCU 1(s)=SC ’U(s)得 C ’=3/2C依次 可得如图所示输入端电容Ci=(n+1)/2(n 为电容所组成的网孔数) ②同理可得 Ri =2/(n+1) (n 为电阻所组成的网孔数)(4) L=L 11+L 22+2 M =16H(5) 设放大器副端电压为U 3 电流为i 2 正端为i 1 从R 1,R 2端流出得电流为i 则有图可得U 3=0, i 1=i 2=001212+=fU U U i R R R =- 所以01212ff R R U U U R R =--R f /R 1=4 R f /R 2=7由此得R 1=2.5K Ω,R 2=10/7(K Ω)(6)设理想变压器输入端线圈电压为U1,输出端线圈电压为U2 有n 1/u 1= n 2/u 2得 u 1=(n 1/n 2)×u 2=3u 2n 1i 1+n 2i 2=0得 i 1=-(1/3)i 2Ri =U/i 1=4i 1+U 1=4+(3U 2)/(-1/3 i 2)=4-9×(-23/3)=73 K Ω2.3(1)LTI ,双向、单调、有源电阻(2)非线性、时变、单调、有源电阻(3)非线性时不变、单调、单向、有源电容(4)非线性、时不变、单向、流控、有源电感(5)非线性、时不变、有向、有源电感、单调(6)非线性、时不变、单调、单向、有源电阻(7)非线性、时不变、压控、单向、无源电(电流)(8)非线性、时不变、单调、单向、有源电容(9)非线性、时不变、单调、有源电阻(10)非线性、时不变、单调、流控、有源电阻(11)非线性、时不变、荷控、有源电容(12)非线性、时不变、单调、有源电阻2.4①2121U ()U ()1 ()()2t t L di t di t dt dt=== ∴元件1 为电感 ②又2L C 1(0)(0)(0)25(0)252C W W W CU =+=+= 故Uc(0)=0,i 1(0)=i 1(t)t =0= -10A.设元件2 为电阻,则(0)(0) 1.5(0)C L U U R i --==Ω ③元件3 为电容,2111()(0)()(1010)0t t C C t U t U i d e e C Cττ--==-+⎰ 由KVL 又可得:Uc(t)=-U L (t)-U R (t)= -10e-t+10e-2t比较两式系数得C=1F .2.52.6(a )P R =34 (w),P v =32 (w),P 1= -2(w ),消耗功率来源于电流源。
答案3.1解:应用置换定理,将电阻R 支路用0.5A I =电流源代替,电路如图电流源代替,电路如图(b)(b)(b)所示。
所示。
所示。
I2W 4-+UW1W 5.4V6W 3(b)0.5A ①②对电路列节点电压方程:对电路列节点电压方程:1212(1)0.5A 44n n I U U +W ´-=-W W12116V (1)3 4.5 4.5n n U U -+W ++´=W W W0.5A I = 解得解得11V n U = 则12n U R I==W 答案3.2解:解:(a )本题考虑到电桥平衡,再利用叠加定理,计算非常简单。
(1)3V 电压源单独作用电压源单独作用,,如图如图(a-1)(a-1)(a-1)、、(a-2)(a-2)所示。
所示。
所示。
W 2W 6W 1W3W)3/1(V3'I '1I 8W4WW)3/1(V3'I '1I (a-1)(a-2)由图由图(a-2)(a-2)(a-2)可得可得可得'3V 1A 148348I ==´W +W + 由分流公式得:由分流公式得:''182A 483I IW =-´=-W +W (2)1A 电流源单独作用,如图电流源单独作用,如图(a-3)(a-3)(a-3)所示。
所示。
所示。
(a-3)W 2W 6W 1W3W)3/1("I "1IA1考虑到电桥平衡,考虑到电桥平衡, "0I =, 在由分流公式得:在由分流公式得: "1131A A 134I =-´=-+ (3)叠加:)叠加:'"1A I I I =+='"11117/12A I I I =+=-2111 2.007WP I W =´=(b )(1)4V 电压源单独作用,如图电压源单独作用,如图(b-1)(b-1)(b-1)所示。