《电路分析基础》第2章习题解析(第二版)

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44 习 题 2

2.1 求题2.1图所示电路的等效电阻R。

3Ω6Ω2Ω4Ω(a)80Ω80Ω60Ω60Ω60Ω题2.1图RR

(b)

解:(a)图可等效为 (b)图可等效为

R4326

(23//6)//42R 80//8060//60//6060R

2.2 求题2.2图所示电路的等效电阻R。

7Ω4Ωab4Ω10Ω10Ω(a)3Ω6Ω3Ω6Ω(b)12Ω 题2.2图

解:(a)图可等效为

R7104104 R8060806060(10//104//4)//73.5R 45 (b)由于电桥平衡,所以中间的3Ω电阻可以短路,也可以开路处理。

若短路处理: 3//66//12=6R

若开路处理: 3+6612)=6R()//(

2.3求题2.3图所示电路的等效电阻R。

3Ω6Ω(a)10Ω6Ωab10Ω(b)10Ωab10Ω10Ω10Ωc1Ω(c)2Ω6Ωab3Ω(d)12Ωab4Ω6Ω3Ω10Ω(e)10Ωab10Ω10Ω10Ω4Ω4Ω12Ωab(f)12Ω12Ω题2.3图解:(a)图可等效为

(b)原图可等效为

R63106ab

(3//610)//64R (10//1010)//10//103.75R

(c)图可等效为 (d)图可等效为

R3ab621

3//6//2//10.5R 4//123//65R

R10abc10101010R12634ab 46 (e)由电桥平衡可将原图等效为

R10ab101010R10ab101010或

10//1010//1010R 或 (1010)//(1010)10R

(f)由电桥平衡可将原图等效为

R12ab12Rab或44121244

12//124//48R 或 (124)//(124)8R

2.4求题2.4图所示电路的等效电阻Rab。

2Ω1.4Ω3Ω5Ω题2.4图1Ωab

解:将5Ω、2Ω和1Ω组成的Y连接等效为Δ连接ab31R23R312R①②③5321.41ab1.4 47 12525121171R;235251211755R

315251211722R

172175317ab1.4

2.5 题2.5图所示的是一个常用的简单分压器电路。电阻分压器的固定端a、b接到直流电压源上,固定端b与活动端接到负载上。滑动触头c即可在负载电阻上输出0~U的可变电压。已知电压源电压U=18V,滑动触头c的位置使R1=600Ω,R2=400Ω。(1)求输出电压U2;(2)若用内阻为1200Ω的电压表去测量此电压,求电压表的读数;(3)若用内阻为3600Ω的电压表再测量此电压,求此时电压表的读数。

R1U+-R2V+-+-U2cab题2.5图

解:(1)由串联电阻分压可得:V2.71810004002122URRRU

(2) 用内阻为1200Ω的电压表测量时,等效电路如下图所示:

R1U+-R2+-U2cab1200Ω

由电阻的串并联分压可得:V6189003001200//1200//2122URRRU

(3) 用内阻为3600Ω的电压表测量时,等效电路如下图所示: 1717(3//171.4//)//2.552abR 48 R1U+-R2+-U2cab3600Ω

由电阻的串并联分压可得:V75.6189603600063//0063//2122URRRU

2.6 求题2.6图所示电路中的电流I。

4Ω 20ΩI20mA18Ω4Ω90Ω题2.6图

解: 由电阻的串并联等效及理想电流源等效可将原电路变换为右图:

由电阻的并联分流可得:I=(1/2)×20=10mA

2.7 求题2.7图所示电路从端口看进去的等效电导G。

4S 3SG12S2Sab题2.7图

解: 根据电阻的串并联等效可得S724112113G 20ΩI20mA20Ω 49 2.8 求题2.8图所示电路ab端的等效电阻。

ab2Ω4Ω4Ω4Ω2Ω2Ω3Ω题2.8图 解: 标出节点c和d,根据电阻并联电压相同的特点,可将原电路等效为右图所示

∴5.1)]24//4//(42//2//[3abR

2.9 将题2.9图中各电路化成最简单形式。

题 2.9图uS+-uS+-iSuS1+-iS2iS1+-uS2Si(a)(c)(b)

解:(a)任何支路(除了电压值不相等的理想电压源外)与理想电压源的并联对外都等效为该理想电压源

uS+-

(b) 任何支路(除了电流值不相等的理想电流源外)与理想电流源的串联对外都等效为该理想电流源

iS ab2Ω4Ω4Ω4Ω2Ω2Ω3Ωcdcc ab2Ω4Ω4Ω4Ω2Ω2Ω3Ωcdc 50 (c)等效变换过程如下

iS2iS1+-uS2iS2-iS1+-uS2iS2-iS1

2.10 求题2.10图所示各电路的等效电源模型。

题2.10图

解:(a)任何支路(除了电压值不相等的理想电压源外)与理想电压源的并联对外都等效为该理想电压源。

US+-

(b)实际电流源模型可等效为实际电压源模型。

5V+-1

(c)任何支路(除了电压值不相等的理想电压源外)与理想电压源的并联对外都等效为该理想电压源。 51 5V+-2

(d)任何支路(除了电流值不相等的理想电流源外)与理想电流源的串联对外都等效为该理想电流源。

5A2

(e)任何支路(除了电压值不相等的理想电压源外)与理想电压源的并联对外都等效为该理想电压源。

10V+-

(f)任何支路(除了电流值不相等的理想电流源外)与理想电流源的串联对外都等效为该理想电流源。

6A

2.11利用电源等效变换计算题2.11图中的电流I。

3AI题2.11图2A3Ω4Ω4Ω

解:利用实际电流源与实际电压源之间的等效互换可将电路变换如下 52 9V+-38V+-44I1V+-11I

由KVL可得1A11I

2.12 利用电源等效变换简化题2.12图所示电路。

10V0.5II+_U题2.12图2kΩ2kΩ

解:受控电流源与电阻并联也可等效为受控电压源与电阻串联,等效图如下

10VI+_U2k2k+_(1k)I

由上图可得4k-1k+10=3k+10UIII

所以等效电路为

10VI+_U3k

2.13 用等效变换的方法求题2.13图所示电路中的电流IL。 53 5A+-20VIL10Ω10Ω2Ω3Ω5ΩRL2.5Ω题2.13图

解:等效变换过程如下:

5A+-20VILRL2355.2+-20VILRL2355.2+-10V

ILRL5.26A5.2

2.14 用等效变换的方法求题2.14图所示电路中的电流I。

题2.14图 3Ω2A+-10V2Ω5Ω+-6Ω2Ω4V4ΩI

解:等效变换过程如下: A36525252L...I 54 2A+-10V2Ω5Ω+-2Ω4V4ΩI3A2Ω5Ω+-2Ω4V4ΩI

+-6V2Ω5Ω+-2Ω4V4ΩI5A2Ω5Ω2Ω4ΩI

+-5V5Ω5ΩI

2.15 用等效变换的方法求题2.15图所示电路中的电流I。

-+ 5V 20Ω30Ω

1A

I 30Ω-+5V20Ω5Ω

题2.15图

解:等效变换过程如下:

-+ 5V 20Ω30Ω

1A

I 30Ω-+5V20Ω5Ω -+ 5V 20Ω15Ω

1A

I -+5V20Ω5Ω A50555.I 55 10Ω15Ω

I

5Ω -+15V.0.25A0.25A

15Ω

I

5Ω -+15V10Ω

A5.05101515I

2.16求题2.16图所示无源二端网络的等效电阻Req。

R1I题2.16图I 5u

(a)+-u+-2Ω3Ω10Ω(b)

解:(a)设端口的电压电流如图所示

R1II+-U1I

由外加电源法可得 1111eqRIIIRIUR

(b)设各支路电流参考方向如图所示

5u

+-u+-2Ω3Ω10Ωi1i2i

KCL方程:21iii

KVL方程:12510iuiu;2310iiu 56 联立求解得.65-eqiuR

2.17 求题2.17图所示无源二端网络的等效电阻Rab。

(a) 5i1

(b)ab+-2Ω3Ω2Ωi1u1 ab+-2Ω2u13Ω题2.17图

解:(a)设端口的电压及各电流参考方向如图所示

5i1 ab+-2Ω3Ω2Ωi1+-ui2i

KCL方程:21iii

KVL方程:123iiu;12523iiiu

联立求解得1-abiuR

(b)设端口的电压及各电流参考方向如图所示

u1 ab+-2Ω2u13Ω+-uii1

KCL方程:112iui

KVL方程:132iiu;

由欧姆定律得:iu21

联立求解得17abiuR