(完整版)电路原理课后习题答案
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所以
3-11用回路电流法求解题3—11图所示电路中电流I。
题3—11图
解由题已知,
其余两回路方程为
代人整理得
所以
3—12用回路电流法求解题3-12图所示电路中电流 及电压 .
题3—12图
3-15列出题3—15图(a)、(b)所示电路的结点电压方程。
(a)(b)
题3-15图
解:图(a)以④为参考结点,则结点电压方程为:
题4—5图
4-9求题4—9图所示电路的戴维宁或诺顿等效电路。
(a)
(b)
题4—9图
解:(b)题电路为梯形电路,根据齐性定理,应用“倒退法”求开路电压 。设 ,各支路电流如图示,计算得
故当 时,开路电压 为
将电路中的电压源短路,应用电阻串并联等效,求得等效内阻 为
4—17题4-17图所示电路的负载电阻 可变,试问 等于何值时可吸收最大功率?求此功率。
题2-1图
解:(1) 和 并联,其等效电阻 则总电流
分流有
(2)当
(3)
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电阻构成的△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电阻构成的Y形变换为△形。
题2-5图
解(1)变换后的电路如解题2—5图(a)所示。
题4—2图
解:画出电源分别作用的分电路图
对(a)图应用结点电压法有
解得:
对(b)图,应用电阻串并联化简方法,可得:
所以,由叠加定理得原电路的 为
4—5应用叠加定理,按下列步骤求解题4—5图中 。(1)将受控源参与叠加,画出三个分电路,第三分电路中受控源电压为 , 并非分响应,而为未知总响应;(2)求出三个分电路的分响应 、 、 , 中包含未知量 ;(3)利用 解出 。
(a)(b)
题3—1图
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 ,支路数
图(b1)中节点数 ,支路数
(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)。
,
因此, 时,电路的初始条件为
t〉0后,电路的方程为
设 的解为
式中 为方程的特解,满足
根据特征方程的根
可知,电路处于衰减震荡过程,,因此,对应齐次方程的通解为
式中 。由初始条件可得
解得
故电容电压
电流
7-29RC电路中电容C原未充电,所加 的波形如题7—29图所示,其中 , 。求电容电压 ,并把 :(1)用分段形式写出;(2)用一个表达式写出。
电容电流
t=2 ms时
电容的储能为
7—20题7—20图所示电路,开关合在位置1时已达稳定状态,t=0时开关由位置1合向位置2,求t0时的电压 .
题7-20图
解:
用加压求流法求等效电阻
7-26题7—26图所示电路在开关S动作前已达稳态;t=0时S由1接至2,求t0时的 .
题7-26图
解:由图可知,t>0时
第五版《电路原理》课后作业
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?
(a) (b)
题1—1图
解
(1)u、i的参考方向是否关联?
电压源功率 (发出30W)
(b)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(b)
故电阻功率 (吸收45W)
电流源功率 (发出30W)
电压源功率 (发出15W)
(c)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1—5图(c)
故电阻功率 (吸收45W)
电流源功率 (吸收30W)
(f)理想电流源与外部电路无关,故i=—10×10—3A=—10—2A
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(须说明是吸收还是发出)。
(a) (b) (c)
题1-5图
解(a)由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解1—5图(a)故电阻功率 (吸收20W)
电流源功率 (吸收10W)
Ⅱ:求iL(0+):根据换路时,电感电流不会突变,所以有:
iL(0+)=iL(0—)=1A
Ⅲ:求iR(0+)和uL(0+):0+时的等效电路如图(b1)所示。 换路后电感电压uL发生了跃变
7-8题7-8图所示电路开关原合在位置1,t=0时开关由位置1合向位置2,求t0时电感电压 .
题7—8图
7-12题7—12图所示电路中开关闭合前电容无初始储能,t=0时开关S闭合,求t0时的电容电压 。
答:(a)关联——同一元件上的电压、电流的参考方向一致,称为关联参考方向;
(b)非关联-—同一元件上的电压、电流的参考方向相反,称为非关联参考方向。
(2)ui乘积表示什么功率?
答:(a)吸收功率--关联方向下,乘积p=ui〉 0表示吸收功率;
(b)发出功率——非关联方向,调换电流i的参考方向之后,乘积p=ui<0,表示元件发出功率。
(3)如果在图 (a) 中u>0,i<0,元件实际发出还是吸收功率?
答:(a)发出功率--关联方向下,u〉 0,i< 0,功率p为负值下,元件实际发出功率;
(b)吸收功率——非关联方向下,调换电流i的参考方向之后,u〉 0,i〉0,功率p为正值下,元件实际吸收功率;
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)。
(a) (b)
题7-29图
解:(1)分段求解。 在 区间,RC电路的零状态响应为
时
在 区间,RC的全响应为
时
在 区间,RC的零输入响应为
(3)用阶跃函数表示激励,有
而RC串联电路的单位阶跃响应为
根据电路的线性时不变特性,有
第八章“相量法”练习题
8—7若已知两个同频正弦电压的相量分别为 , ,其频率 。求:(1) 、 的时域形式;(2) 与 的相位差。
题4-17图
解:首先求出 以左部分的等效电路.断开 ,设 如题解4-17图(a)所示,并把受控电流源等效为受控电压源。由KVL可得
故开路电压
把端口短路,如题解图(b)所示应用网孔电流法求短路电流 ,网孔方程为
解得
故一端口电路的等效电阻
画出戴维宁等效电路,接上待求支路 ,如题解图(c)所示,由最大功率传输定理知 时其上获得最大功率。 获得的最大功率为
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
题1—4图
解(a)电阻元件,u、i为关联参考方向。
由欧姆定律u=Ri=104i
(b)电阻元件,u、i为非关联参考方向
由欧姆定律u=-Ri=-10i
(c)理想电压源与外部电路无关,故u=10V
(d)理想电压源与外部电路无关,故u=—5V
(e)理想电流源与外部电路无关,故i=10×10—3A=10-2A
题2—13图
解由题意可等效电路图为解2—13图。
所以
又由KVL得到 所以
=
2-14试求题2-14图(a)、(b)的输入电阻 。
(a)(b)
题2-14图
解(1)由题意可设端口电流 参考方向如图,于是可由KVL得到,
(2)由题已知可得
第三章“电阻电路的一般分析”练习题
3-1在以下两种情况下,画出题3-1图所示电路的图,并说明其结点数和支路数:(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。
或为
第六章“储能元件”练习题
6—8求题6-8图所示电路中a、b端的等效电容与等效电感.
(a) (b)
题6—8图
6—9题6—9图中 , ; 。现已知 ,求:(1)等效电容C及 表达式;(2)分别求 与 ,并核对KVL。
题6-9图
解(1)等效电容
uC(0)=uC1(0)+uC2(0)=-10V
(2)
6—10题6-10图中 , ; , , ,求:(1)等效电感L及 的表达式;(2)分别求 与 ,并核对KCL。
解:(1)
(2) , 故相位差为 ,即两者同相位.
8-9已知题8—9图所示3个电压源的电压分别为 、 、 ,求:
(1)三个电压的和;(2) 、 ;(3)画出它们的相量图.
题8—9图
解: 的相量为
, ,
(1)应用相量法有
即三个电压的和
(2) V
(3)相量图解见题解8-3图
8-16题8—16图所示电路中 .求电压 。
应用规则2,有 ,代入以上方程中,整理得
故
又因为
当 时,
即电流 与负载电阻 无关,而知与电压 有关.
5—7求题5-7图所示电路的 和输入电压 、 之间的关系。
题5-7图
解:采用结点电压法分析。独立结点 和 的选取如图所示,列出结点电压方程,并注意到规则1,得(为分析方便,用电导表示电阻元件参数)
应用规则2 ,有 ,代入上式,解得 为
独立的KVL方程数分别为
(1) (2)
3—7题3—7图所示电路中 , , , , , ,用支路电流法求解电流 。
题3-7图
解由题中知道 , , 独立回路数为 由KCL列方程:
对结点①
对结点②
对结点③
由KVL列方程:
对回路Ⅰ
对回路Ⅱ
对回路Ⅲ
联立求得