电路作业题答案...doc

第1章 电路模型和电路定律

一、填空：
1、-1.5A
2、电路中某支路电流为，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UA=20V，UB=-20V，则两点间电压UAB= 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 = -10V
图7
)a
2、如图所示电路，已知，，，求。
解：i3 = i1+i2 = -5+1 = 4A ; i4 = i6-i3= 2-4 = -2A

3、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= 32W

4、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。

解：3A电流源吸收9w6A
3A
2Ω
2Ω

；6A电流源发出18w

5、Uab=16V
图11
6、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 V

7、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
a
b
9W
9W
9W
9W
9W
8、试求图示电路的入端电阻Rab，图中电阻的单位为欧.

解： 三个9Ω电阻结构化简为Y型：
a
b
3W
9W
9W
3W
3W

Rab = 3+(3+9) // (3+9) = 9 Ω
9、将图所示电路化简为最简模型。（要求有详细的化简过程或步骤）

2A
3W
5A
6W
5W
（b）
+
-
30V
2A
3W
+
30V
-
2A
6W
5W
图

2A
3W
+
30V
-
6W
5W
（a）
解：

7AA
10/7W
（c）

10、利用电源的等效变换画出图示电路的对外等效电路。
解：对外等效电路如图b所示

3A

3A
（b）
＋

1A
5V

－

－
＋

15V

R3
20Ω
—
+
50V US1
—
+
a
b
R1
5Ω
US2
80V
R2
20Ω
11、求图电路中开关断开和闭合时的电压Uab。
解：开关断开时：

Uab = 24 V

开关闭合时：
图
βi1
i1
R2
R1
Uab = 6 ×10/3 = 20 V
12、求图示电路中的输入电阻Rin。
解：在端口加电流源I，其两端电压为U。
I
i1

R1
R2
＋

U
βi1

-

（a）
化简电路如图b所示：
I = - [ i 1 +βi1 + R1 i 1 / R2] = - (1+β+ R1 /R2) i 1
U = -R1i1

Rin = U / I = R1 R2/ (R2+βR2+ R1)

13、应用电源等效变换法求如图所示电路中2Ω支路的电流。（a）
（a）

I = 5A

第2章 电路的基本分析方法

1．用支路电流法求电路中的各支路电流。

解： I1+I2-I3=0 I1=2A
I1=2A 解得： I2=-1A
20I2+30I3-10=0 I3=1A

2．列方程组求各支路电流，不必求解。

解： i1-i2-is=0
i1R1+u+us=0
-µu1+(R3+R4)i2-u=0
i1R1=u1

3．试用网孔电流法求解通过6Ω电阻的电流I。

解：(I-5)*4+6I+10=0
得：I=1A
4．用网孔电流法求电压Uab。

解： 12Im1-2Im2=6-2U Im1=-1A
-2Im1+6Im2=2U-4 Im2=3A
控制方程：4Im2=U U=12V
得 Uab=14V

5．已知R1=2Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，R4=15Ω，R5=2Ω，US1=25V，US2=24V，US3=11V，用回路电流法求下图中各支路电流以及各电源所发出的功率。

解： 5Im1-3Im2=1 Im1=2A I1=2A P1=50W
-3Im1+20Im2-15Im3=24 Im2=3A I2=1A P2=24W
-15Im2+17Im3=-11 Im3=2A I3=-3A P3=-22W
I4=1A
I5=-2A

6．用回路电流法求图中电流Ix和CCVS的功率。

解： Im1=5A Im1=5A
10Im2-10Im3=50+10IX Im2=17A P=-720W
-20Im1-10Im2+40Im3=-20 Im3=6A
控制方程：IX=Im3 IX=6A

7．用结点电压法求电压U。

解：4V
8．用结点电压法求下图所示电路中各支路电流。

解：20V

第三章 常用电路定理
1．用叠加定理求U和I。

解：(1)12V电压源单独作用
I’=2A U’=-10V
(2)6A电流源单独作用
I,,=5A U,,=5V
(3)叠加后
I=7A U=-5V
2、如图4－2(a)所示，已知E=12V，R1=R2=R3=R4，Uab=10V，若将理想电压源除去后[图（b）]，试问这时Uab等于多少？

(a) (b)
图 4-2
解：（1）12V电压源单独作用
Uab’=E/4=12/4=3V
(2)除去电压源后
Uab,,=10-3=7V
3．用叠加定理求电流i、电压u和2Ω电阻消耗的功率P。

解：(1)10V电压源单独作用
I’=2A U’=6V
(2)5A电流源单独作用
I,,=-1A U,,=2V
(3)叠加后
I=1A U=8V
(4)P=2W
4．已知us=54V，求u1、u2和i。

解：齐次定理得 u1=12V u2=4V i=2A

5.下图电路中，求（1）ab端口的戴维宁等效电路；
（2）若a、b两端接5Ω电阻，求该电阻吸收的功率。

解：(1)Uoc=-3V R=-2Ω
(2)P=5W

6．问电阻RL为何值时，它所吸收的功率最大，并求此最大功率。

解：Uoc=9V R=2Ω
所以当RL=2Ω时获最大功率。
Pmax=81/8=10.125W

7、求下图中单口网络的戴维宁等效电路。

解：Uoc=90V R=15Ω

8、求R分别为3Ω,8Ω,18Ω时R支路上的电流。

解：(1)Uoc=10V R=2Ω
(2)当R=3Ω时 I=2A
(3)当R=8Ω时 I=1A
(4)当R=18Ω时 I=0.5A

9、求图示电路的戴维宁等效电路。试求当负载为何值时,负载吸收功率最大?该最大功率是多少?

解：(1)Uoc=10V R=1.5kΩ
(2)当RL=1.5kΩ时获得最大功率
（3）Pmax=50/3=16.6667W
10．RL可任意改变，问RL等于多大时其上获得最大功率，并求出该最大功率。

解： (1)Uoc=40V R=10Ω
(2)当RL=10Ω时获得最大功率
（3）Pmax=40W

第4章 动态电路与时域

一、填空
1、电容元件是表征产生电场，储存 电场能 的元件；电感元件是表征产生磁场，储存 磁场能 的元件。
2、当取非关联参考方向时，理想电感元件的电压与电流的相量关系式为 UL= - L(di/dt) 。
3、当取关联参考方向时，理想电容元件的电压与电流的一般关系式为 ic = C(du/dt) 。
4、5F的线性电容的端口特性为_ ic=5du/dt 。
5、电容在直流情况下其两端电压恒定，相当于开路，因此说电容具有 隔直通交 的作用。
6、电容与电感是 储能 元件，是 动态 元件，是 无源 元件又是 记忆 元件。
7、电感两端的电压的大小与 电流的变化率 成正比。
8、流过电容的电流取决于 电压的变化率 ，与其两端的电压的大小无关。

二、计算
1、求如图所示电路中a、b端的等效电容与等效电感。
（a）

解：a、Lab = 8 +（8 // 8+2）// 3 = 8+2 = 10 H
（b）

解：b、Cab = {[(3+2) // 20]+1} // 5 = 2.5 F
2、略
3、；；
4、

5、 V

6、

7、
解：当时，电容处于开路，由换路定律得：

电容又处于开路

求等效电阻的电路如图(b)所示。

(b)
等效电阻

时间常数

由三要素公式得
(1)
设时，。由式(1)得：， 解得：

8、解：初始值

稳态值

等效电阻

时间常数

由三要素公式得：
)　
由KVL得：

9、
解：由换路定律得：

初始值：

稳态值：

时间常数：

由三要素公式得
mA　

V
第5章 正弦稳态电路分析（1）
1、（1）Im=12mA，T = 1ms，f = 1000Hz，ω=2000π，
（2）
2、
（1） （2）
（3） （4）
3、
（1）不正确，正弦量不等于相量也不等于有效值。
（2）不正确，相量不等于正弦量。
4、
非关联时结论不成立，此时电感电压滞后电流
5、(1) 电阻性 (2)感性 (3)容性
6．（1） （2）
（3） （4）
7、
图略
（1） （2） （3） （4）
8、
（1） （2）
9、
相量图略
10．10A

第5章 正弦稳态电路的分析（2）
一、判断题
( 1).× ( 2). √ (3).× (4).× (5). × (6). √ (7). × (8). × (9).√
二、选择题
( 1).Ｂ( 2).Ｂ ( 3).Ｄ,Ｅ,Ａ,Ｃ ( 4).Ｅ (5).Ｂ (6).Ｂ ( (7).Ｄ
三、计算题
1. (1)Ｚ=(8.66-j5)Ω=10∠-30°Ω; Ｒ=8.66ΩＣ＝0.2F, 串联;

(2)Ｓ=4840VA Ｐ=4191W Ｑ=-2420var
2. i=2.95 sin(ωt-9.15°)A i1=2.5sin(ωt+45°)A
i2 =3.33sin(ωt-45°)A ＵCD=10 sin(ωt-90°)V
相量图略.
3. I1＝156Ａ I2＝11ＡＵ＝220V I＝11Ａ
Ｒ=ＸL=10Ω Ｌ=ＸL/ω=10/314 =0.0318Ｈ Ｃ＝１５９（μＦ）
4. Ｃ= 30.6 μF

5. 利用叠加原理，
I＝－19.45∠－40°＋12.8∠20°＝28.2∠56°ｍＡ
6.
7. ，
第6章 互感与理想变压器
1、判断图示线圈的同名端，并在图中标出。

解：L1与L2： A与D
L1与L3： A与F
L2与L3： D与E
2．用支路电流法列写下图电路的方程。

解：

3．已知：求其戴维宁等效电路。

解：

4．已知电源内阻RS=1kW，负载电阻RL=10W。为使RL上获得最大功率，求理想变压器的变比n。

解：n=10

5．求

解：

第7章 电路频率响应
1、
（1）
（2）
2、
，图略
3、

4、
（1）
（2）
5、
， 图略
6、
解：(1)根据题意，电路发生谐振时，存在下列关系：
解得
品质因数

（2）

即有　

7、
解：端口等效阻抗
（1）
令 ；解得谐振角频率

将代回式（1），得

17