电路作业题答案.docx

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电路作业题答案

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

1A

，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=16V、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

2、如图所示电路，已知i1

5A，i2

1A，i6

2A，求i4。

解：

i

=i+i=-5+1=4A;

i

=i-i=2-4=-2A

3

1

2

4

6

3

3、求电路中电流I、电压U及电阻的功率P。

图7

解：

（a）I=2-4=-2AU=3I=-6VP=UI=12W

（b）I=6-2=4AU=2I=8VP=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。

1

解：

3A电流源吸收9w；6A电流源发出18w

5、Uab=16V

6A

2Ω

2Ω

3A

6、如图11所示，试计算ＵAC,ＵAD。

解：

闭合回路中电流为

1A，

A

ＵAC=ＵBC=-1×（20+10）+2=-28V

B

ＵAD=ＵBD=ＵBC+2=-26V

2V

＋－

C

1A

2V

D

－＋

图11

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=?

12V

9V

ＫC

AB

UCD

8V

D

解：

（1）当开关合上时，ＵAB=0V

当开关断开时，沿最大回顺时针绕行，其电流I=-20/7A

ＵAB=12-6I-9ＵAB=-99/7V

（2）当开关Ｋ断开后，ＵCD=9–I×1=43/7

V

8、试求图示电路的入端电阻

Rab，图中电阻的单位为欧.

a

9

9

解：

三个9Ω电阻结构化简为

Y型：

9

a

3

9

9

b

3

3

99

b

2

Rab=3+（3+9）//（3+9）=9Ω

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）

+

30V2A

2A-

5

+3

30V6

-

图

解：

+

2A

30V

5

2A

5A

5

3

-

3

6

6

（a）（b）

7A

10/7

（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

1A

5V

3A

－

＋

－

15V

（b）

11、求图电路中开关断开和闭合时的电压Uab。

R1

a

R2

R3

解：

开关断开时：

5Ω

20Ω

+

—

20Ω

50V

80V

US2

b

—

+

3

Uab=24V

开关闭合时：

Uab=6×10/3=20V

i1

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

R2

βi1

R1

U

R2

R1

βi1

-

图

（a）

化简电路如图

b所示：

[i1+βi1+R1i1/R2]=-

（1+β+R1/R2）i1

I=-

U=-R1i1

Rin=U/I=R1R2/（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。

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：

I

1+I2-I3=0

I

1=2A

I

=2A

解得：

I

2

=-1A

1

20I

2+30I3-10=0

I

3=1A

2．列方程组求各支路电流，不必求解。

4

解：

i1-i2-is=0

i1R1+u+us=0

-μu1+（R3+R4）i2-u=0i1R1=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=6-2UIm1=-1A

-2Im1+6Im2=2U-4Im2=3A

控制方程：

4Im2=UU=12V

得Uab=14V

5．已知R1=2Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，R4=15Ω，R5=2Ω，US1=25V，US2=24V，US3=11V，

5

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。

I1

R3

I5

R1

I3

R5

R2

R4

I2

+

+

+

I4

US1

US3

US2

_

_

_

解：

5Im1-3Im2=1

Im1=2A

I1=2A

P1=50W

-3I

m1+20Im2-15Im3=24

I

m2=3A

I

2=1A

P

2=24W

-15I

m2+17Im3=-11

I

m3=2A

I

3=-3A

P

3=-22W

I

4=1A

I

5=-2A

6．用回路电流法求图中电流Ix和CCVS的功率。

5A

_10Ix+20Ω

+

+

50V

10Ω

30V

_

_

Ix

10Ω

解：

I

m1=5A

I

m1=5A

10I

m2-10Im3=50+10IX

I

m2=17A

P=-720W

-20I

m1-10Im2+40Im3=-20

I

m3=6A

控制方程：

IX=Im3

IX=6A

7．用结点电压法求电压U。

6

解：

4V

8．用结点电压法求下图所示电路中各支路电流。

+10V_4ΩI4

I2

2Ω

5ΩI1

I5

I6

20Ω

10Ω

20Ω

I3

+15V_

_4V+

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’=2AU’=-10V

（2）6A电流源单独作用

,,,

I=5AU=5V

（3）叠加后

I=7AU=-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

7

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’=2AU’=6V

（2）5A电流源单独作用

I,,=-1AU,,=2V

（3）叠加后

I=1AU=8V

（4）P=2W

4．已知us=54V，求u1、u2和i。

解：

齐次定理得u1=12Vu2=4Vi=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。

6Ω

+6I

_

a

+

3Ω

9V

_

I

b

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。

8

6Ω

6Ω

3Ω

RL

+

0.5A24V_6Ω

解：

Uoc=9VR=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。

5Ω

a

2A

10Ω

4Ω

+

4A

10V

_

b

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=10VR=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=10VR=1.5kΩ

（2）当RL=1.5kΩ时获得最大功率（3）Pmax=50/3=16.6667W

9

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=40VR=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=10H

（b）

解：

b、Cab={[（3+2）//20]+1}//5=2.5F

2、略

3、uC（0）

24V；iL（0）

2A；u（0）uC（0）8iL（0）（2482）V8V

4、uc（t）

1020e0.2tV

10

5、u（t）[123.6e5t]V（t0）

6、u1（t）0.72e10tV

7、

解：

当t0时，电容处于开路，由换路定律得：

uC（0）uC（0）u1（0）

3

3V

9V

3

6

t电容又处于开路

uC（）u2（）u1（）

3

3

9V

3

9V3V

3

1.5

6

求等效电阻的电路如图

（b）所示。

3k

Ri

3k

6kΩ1.5kΩ

（b）

等效电阻

Ri

（6

3

3

1.5）k3k

6

3

3

1.5

时间常数

31032106F6103s

由三要素公式得

103

）]et/

t

uC（t）

uC（

）

[uC（0

）uC（

（36e6）V

（1）

103

t1

设t

t1时，uC

0。

由式

（1）

得：

3

6e6

0，解得：

t16

103ln2

4.16

103s

8、解：

初始值

iL（0）

iL（0）

4

5mA

4mA

4

1

稳态值

11

iL（）

4

52.5mA

4

4

等效电阻

Ri4138k

时间常数

L

0.8

104s

Ri

8103

由三要素公式得：

4

iL（t）[2.51.5e10t]mA（t0）

由KVL得：

u（t）uLu3

LdiL

3k

iL（t）7.5（1e104t）V（t0）

dt

9、

解：

由换路定律得：

iL（0）iL（0）0

初始值：

i（0

）iS（0

）iL（0

）30mA

稳态值：

i（

12

12mA

）

30

12

18

时间常数：

21

s

181215

由三要素公式得

i（t）i（）[i（0）i（）]et/[1218e15t]mA

uC（t）[201.67et

11.67e7t]V

第5章正弦稳态电路分析

（1）

1、

（1）Im=12mA，T=1ms，f=1000Hz，ω=2000π，

（2）i12cos（2000t-45）

12

2、

（1）i（t）

5cos（t

36.9）A

（2）u（t）5cos（t

36.9

）V

（3）i（t）

52cos（

t126.9）A

（4）u（t）4cos（

t

135）V

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900

5、

（1）

电阻性

（2）

感性（3）

容性

6．

（1）

3

（）i（t）102cos（100t120）A

i（t）5cos（10t30）A

2

（3）u（t）

6cos（10t

45）V

7、

图略

（1）

15

（2）

75

（4）

（3）

u（t）62cos（200t60）V

30（4）60

8、

（1）

40

（2）1

2

135

9、Im

10

2

450

Um

311

300

I

10

450

U

200

300

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

13

三、计算题

1.

（1）Ｚ=（8.66-j5）Ω=10∠-30°Ω;Ｒ=8.66ΩＣ＝0.2F,串联;

（2）Ｓ=4840VAＰ=4191WＱ=-2420var

2.i=2.95sin（ωt-9.15°）Ai1=2.5sin（ωt+45°）A

i2=3.33sin（ωt-45°）ACD=10sin（ωt-90°）V

相量图略.

3.I

1＝15.6ＡI2＝11ＡＵ＝220VI＝11Ａ

Ｒ=Ｘ=10Ω

Ｌ=Ｘ

/ω=10/314=0.0318

Ｈ

Ｃ＝１５９（μＦ）

L

L

4.

Ｃ=30.6μF

5.利用叠加原理，

I

＝－19.45∠－40°＋12.8∠20°＝28.2∠56°ｍＡ

6.I

1.13

81.9oA

7.

L

i

*

15j45

，

（60

2）2

max

Z

Z

P

120W

4

15

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。

14

解：

R1I1+

jwL1I1+

jwMI2+jwL3I3+R3I3=US1

R2I2+

jwL2I2+

jwMI1+jwL3I3+R3I3=US2

I3=I1+I2

3．已知：

wL1=wL2=10W,wM=5W,R1=R2=6W,US=6V,求其戴维宁等效电路。

解：

UOC30V

Z13j7.58.0868.2

4．已知电源内阻RS=1k，负载电阻RL=10。

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

15

解：

U1

10

V

U2

100

0

0V

3

3

第7章电路频率响应

1、

（1）H（j

）

1

，低通，

1

j

L

R

1

（2）H（j

）

，高通，

1

j

L

R

2、

c

c

R

L

R

L

H（j

1j

R2C

，

1

，图略

）

R2）C

c

R22

1j（R1

R12

2R1R2C

3、

f0

769kHz，Q

80，BW9.95kHz

I0

0.1mA，UC0

UL0=80mV

4、

（1）f01.59MHz，Q040，R040k

（2）Il20mA，U020V

5、

H（j