华南理工-2017电路原理平时作业答案.docx

华南理工-2017电路原理平时作业
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？元件 元件
i
i

+ u - + u -

（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）。
10V i 10kW i 10W i
+ -
+ u - + u - + u -

（a） （b） （c）
5V
i
+
-
i
mA
10
i
mA
10

+ u - + u - + u -

（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=－10×10-3A。
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）。
15
V
+
-
5
W
2
A

V
15
+
-
5
W
2
A

15
V
+
-
5
W
2
A

（a） （b） （c）题 1-5 图
解：题 1-5 图（a）中流过 15V 电压源的 2A 电流与激励电压 15V 为非关联参考方向，因此，电压源发出功率 PU 发=15×2W=30W；
2A 电流源的端电压为 UA=（－5×2+15）=5V, 此电压与激励电流为关联参考方向，因此，电流源吸收功率 PI 吸=5×2W=10W;
电阻消耗功率 PR=I2R=22×5W=20W，电路中 PU 发=PI 吸+PR 功率平衡。
题 1-5 图（b）中电压源中的电流 IUS=(2-5/15)A=－1A，其方向与激励电压关联，15V 的电压源吸收功率 PUS 吸=15×（－1A）=－15W 电压源实际发出功率 15W。
2A 电流源两端的电压为 15V，与激励电流 2A 为非关联参考方向，
2A 电流源发出功率 PIS发=2×15=30W
电阻消耗功率 PR=152/5=45W，电路中 PUS+PR=PIS 发功率平衡。
题 1-5 图（c）中电压源折中的电流 IUS=(2+15/5)A=5A 方向与 15V 激励电压非关联，电压源发出功率 PUS 发=5×15=75W。
电流源两端的电压为 15V，与激励电流 2A 为关联参考方向，电流源吸收功率 PIS 吸=2×15=30W，
电阻消耗功率 PR=152/5=45W，电路中 PUS 发=PIS 吸+PR 功率平衡。
1-16 电路如题 1-16 图所示，试求每个元件发出或吸收的功率。
2
U
+
-
2
W
A
0.5
U
+
-

2
W
I
1
2
V
+
-
2
I
1
1
W

（a） （b）题 1-16 图
解：题 1-16 图（a）中，应用 KVL 可得方程：
－U+2×0.5+2U=0 解得：
U=－1V
电流源电压 U 与激励电流方向为非关联，因此电流源发出功率为：
PIS 发=－1×0.5=－0.5W（实际吸收功率）。
电阻功率为：
PR=0.52×2=0.5W
VCVS 两端的电压 2U 与流入电流方向关联，故吸收功率为
PUS 吸=2U×0.5=－1W（实际发出功率）。
显然，PIS 发=PUS 吸+PR
题 1-16 图（b）中，在结点 A 应用 KCL 可得：
I2=I1+2I1-3I1
再在左侧回路应用 KVL 可得：
2I1+3I1=2
解得：
I1=0.4A
根据各电流、电压方向的关联关系，可知，电压源发出功率为：
PUS 发=2I1=0.8W
CCCS 发出功率为：
PCS 发=3I1×2I1=3×0.4×2×0.4=0.96W
2W电阻消耗功率：
PR1=I12×2=0.32W
1W电阻消耗功率：
PR2=（3I1）2×1=1.44W
显然，PUS 发+PCS 发=PR1+PR2
1-20 试求题 1-20 图所示电路中控制量 u1 及电压 u。
1
k
W
2
V
+
-
10
u
1
+
-
+
-
u
10
k
W
u
1
+
-
题
1-20
图

解：先将电流 i 写为控制量 u1 的表达式，即
i=（2 －u1）/1×103
再在回路中列写 KVL 方程可得
u1=10×103×（2 －u1）/1×103+10 u
解得： u1=20V
而
u=10 u1=200V
第二章“电阻电路的等效变换”练习题
2-1 电路如题 2-1 图所示，已知 uS=100V，R1=2kW，R2=8kW。试求以下 3 种情况下的电压 u2 和电流 i2、i3：（1）R3=8kW；（2）R3=¥（R3 处开路）；（3）R3=0（R3 处短路）。