电路与模拟电子技术课后习题答案上.doc

第1章直流电路习题解答1.1 在图1.1所示电路中，（1）选d为参考点，求、和；（2）选c为参考点，求、和。图1.1 习题1.1电路图解 （1） 当选d为参考点时， ；（2） 当选c为参考点时， ；1.2 求图1.2中各元件的功率，并指出每个元件起电源作用还是负载作用。图1.2 习题1.2电路图解 （吸收）；（吸收）（产生）；（吸收）；（吸收）元件1、2、4和5起负载作用，元件3起电源作用。1.3 求图1.3中的电流、电压及电压源和电流源的功率。图1.3 习题1.3电路图解 ；电流源功率：（产生），即电流源产生功率。电压源功率：（产生），即电压源产生功率。1.4 求图1.4电路中的电流、及。图1.4 习题1.4电路图解 由、和构成的闭合面求得：1.5 试求图1.5所示电路的。图1.5 习题1.5电路图解 1.6求图1.6所示电路的a点电位和b点电位。图1.6 习题1.6电路图解 1.7 求图1.7中的及。图1.7 习题1.7电路图解 1.8 试求图1.8中的、及。图1.8 习题1.8电路图解 ；1.9 电路如图1.9所示：（1）求图(a)中的ab端等效电阻；（2）求图(b)中电阻。图1.9 习题1.9电路图解 (1) (2) 1.10 电路如图1.10所示：（1）求图(a)中的电压和；（2）求图(b)中时的电压。图1.10 习题1.10电路图解 （a） （b）即 求得 1.11 计算图1.11中各支路电流。 图1.11 习题1.11电路图解 ；1.12 将图1.12所示电路化为最简形式。图1.12 习题1.12电路图解 图（a）等效过程如图(c) (d) (e)所示 图 (b) 等效过程如图(f) (g) (h)所示 1.13 用电源等效变换求图1.13中的电流。图1.13 习题1.13电路图解 等效变换如图(a) (b) (c) (d)所示由分流公式求得 1.14 利用支路电流法求图1.14中各支路电流。图1.14 习题1.14电路图解根据KCL、KVL列方程有整理得解得1.15 利用支路电流法求图1.15所示电路的电流、及。图1.15 习题1.15电路图解根据KCL、KVL列方程有整理得解得1.16 用节点分析法求图1.16中的电压U。图1.16 习题1.16电路图解 节点1方程为：节点2方程为： 整理得解得 则1.17 用节点分析法求图1.17中的各节点电压。图1.17 习题1.17电路图解 由于节点4为参考电压，故节点2 电压为已知电压，即节点1方程为：节点3方程为： 整理得解得 1.18 求图1.18所示电路的节点电压。图1.18 习题1.18电路图解 列节点方程有解得1.19 用叠加原理求图1.19所示电路的电压。图1.19 习题1.19电路图解：12V电压源单独作用：1A的电流源单独作用：由叠加原理得1.20 用叠加原理求图1.20所示电路的电流。图1.20 习题1.20电路图解：2A电流源单独作用：5V的电压源单独作用：1A电流源单独作用：由叠加原理得1.21 用戴维南定理求图1.21所示电路的电流。图1.21 习题1.21电路图解：将电阻支路开路求将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻1.22 用戴维南定理求图1.22所示电路的电压。 图1.22 习题1.22电路图 图1.22(a)解：利用电源等效变换将图1.22等效成图1.22（a）所示电路，再将电阻支路开路求 1.23 用诺顿定理求图1.23所示电路的电流。图1.23 习题1.23电路图解：将电阻支路短路，求 将所有独立源置为零，求戴维南等效电阻；1.24试求图1.24所示电路的电流及受控源功率。图1.24 习题1.24电路图解 （a）；受控电压源功率 （吸收），即受控电压源吸收功率。（b） 受控电流源功率 （产生），即受控电流源产生功率。1.25 用电源等效变换求图1.25中的电流及电压源功率。 图1.25 习题1.25电路图 图1.25(a)解 等效变换如图1.25a所示（产生），所以电压源产生功率。1.26 利用支路电流法求.图1.26中的电流及。图1.26 习题1.26电路图解根据KCL、KVL列方程有整理得解得1.27 利用节点分析法求 图1.27所示电路的电流。图1.27 习题1.27电路图 解 节点1：节点2： 节点3：解得，1.28利用节点分析法求图1. 28所示电路的各节点电压。图1.28 习题1.28电路图解 节点1： 节点2： 节点3：解得 1.29 用叠加原理求图1.29所示电路的电流和电压。图1.29 习题1.29电路图解：2A电流源单独作用：解得；6V电压源单独作用：解得由叠加原理得1.30 在图1.30所示电路中，试用戴维南定理分别求出和时的电流。图1.30 习题1.30电路图解：将支路断开，求和利用外施电源法求戴维南等效电阻；当 时当 时1.31 试求图1.31所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。图1.31 习题1.31电路图解：（1）求ab端开路电压，（2）求ab端短路电流戴维南等效电路如图(a)所示，诺顿等效电路如图(b)所示。 戴维南等效电路 诺顿等效电路第2章一阶动态电路的暂态分析习题解答2.1 在图2.1（a）中， ，电流波形如图（b）所示。求电容电压，瞬时功率及时刻的储能。图2.1 习题2.1图解 电流源电流为分段计算电容电压期间 时，期间s时，时 瞬时功率为 电容的储能为 2.2 在图2.2（a）中，电感，电流波形如图（b）所示，求电压、时电感吸收功率及储存的能量。图2.2 习题2.2图 解 由图2.2(b)可写出电流的函数时 2.3 在图2.3所示电路中，已知，求时的 和。图2.3 习题2.3电路图解2.4 电路如图2.4(a)所示，开关在时由“1”搬向“2”，已知开关在“1”时电路已处于稳定。求、和的初始值。 （a）动态电路 （b）时刻的等效电路图2.4 习题2.4电路图解 在直流激励下，换路前动态元件储有能量且已达到稳定状态，则电容相当于开路，电感相当于短路。根据时刻的电路状态，求得，。根据换路定则可知：，用电压为的电压源替换电容，电流为的电流源替换电感，得换路后一瞬间时的等效电路如图(b)。所以2.5 开关闭合前图2.5（a）所示电路已稳定且电容未储能，时开关闭合，求和。（a）动态电路 （b）时刻的等效电路图2.5 习题2.5电路图解 由题意得，换路前电路已达到稳定且电容未储能，故电感相当于短路，电容相当于短路，。由换路定则得：，。换路后瞬间即时的等效电路如图2.5(b)，求得，2.6 电路如图2.6所示，开关在时打开，打开前电路已稳定。求、和的初始值。图2.6 习题2.6电路图解 换路前电容未储能，电感已储能，所以时刻的起始值， 由换路定则得：， 2.7换路前如图2.7所示电路已处于稳态，时开关打开。求换路后的及。图2.7 习题2.7电路图解 时，电感储能且达到稳定，电感相当于短路，求得由于电流是流过电感上的电流，根据换路定则得时，电感两端等效电阻为时间常数由此可得时各电流和电压为 2.8换路前如图2.8所示电路已处于稳态，时开关闭合。求换路后电容电压及电流。图2.8 习题2.8电路图解 时，电容储能且达到稳定，电容相当于开路，求得根据换路定则得：时间常数：由此可得时各电流和电压为2.9换路前如图2.9电路已处于稳态，时开关闭合。求换路后电容电压及。图2.9 习题2.9电路图解 时，电容无储能，即时，利用叠加原理得 时间常数：由此可得时各电流和电压为2.10 开关在时关闭，求如图2.10所示电路的零状态响应。图2.10 习题2.10电路图解求从等效电感两端看进去的戴维南等效电路时间常数：零状态响应：2.11在如图2.11所示电路中，开关闭合前电感、电容均无储能，时开关闭合。求时输出响应。图2.11 习题2.11电路图解由换路定则可知：，电容稳态值：时间常数： 零状态响应：电感稳态值：时间常数：零状态响应：2.12在如图2.12所示电路中，开关接在位置“1”时已达稳态，在时开关转到“2”的位置，试用三要素法求时的电容电压及。图2.12 习题2.12电路图解开关在位置1时：， 由换路定则得初始值：稳态值：时间常数：由三要素法得：2.13 图2.13所示电路原已达稳态，开关打开。求时的响应、及。图2.13 习题2.13电路图解：（1）应用三要素法求电容电压电容初始值：稳态值：时间常数：所以 （2）应用三要素法求电感电流初始值：稳态值：时间常数：所以2.14 在开关闭合前，如图2.14所示电路已处于稳态，时开关闭合。求开关闭合后的电流。图2.14 习题2.14电路图解（1）应用三要素法求电感电流初始值：稳态值：时间常数：故得2.15在如图2.15所示的电路中，开关S闭合前电路为稳态，时开关闭合，试求时的及。图2.15 习题2.15电路图解（1）应用三要素法求电容电压初始值：稳态值：时间常数：故 （2）应用三要素法求电感电流初始值：稳态值：时间常数：所以第3章正弦稳态电路的分析习题解答3.1 已知正弦电压，当时，。求出有效值、频率、周期和初相，并画波形图。解 有效值为 ；将 , 代入，有 ，求得初相。波形图如下3.2 正弦电流的波形如图3.1所示，写出瞬时值表达式。图3.1 习题3.2波形图解从波形见，电流的最大值是，设的瞬时值表达式为当 时，所以 ，求得 或 。当 时，所以 ，求得 。所以 。3.3正弦电流，。求相位差，说明超前滞后关系。解若令参考正弦量初相位为零，则的初相位，而初相位，其相位差 ， 所以滞后于 角，或超前 角。3.4正弦电流和电压分别为（1）（2）（3）(4) 写出有效值相量，画出相量图。解 (1) ，相量图如图（1）(2) 有效值相量为，相量图如图（2）(3) 有效值相量为 ，相量图如图（3）(4) 有效值相量为 ，相量图如图（4）3.5 图3.2中，已知，求。图3.2 习题3.5图解 列方程，有 相量关系为 ： 所以 。3.6 图3.3中，已知，求。图3.3 习题3.6图解 列方程，有 相量关系为 ：所以 。3.7 图3.4（a）中，求电压。 （a）时域电路 （b）相量电路图3.4 习题3.7图解 ，由于与是非关联方向，故由图3.4（b）得 所以 3.8 某线圈电阻可以忽略，其电感为，接于电压为的工频交流电源上时，求电路中电流的有效值；若电源频率改为Hz，重新求电流的有效值，并写出电流的瞬时表达式。解 当HZ时， 当HZ时， 3.9 求图3.5中电流表和电压表的读数。图3.5 习题3.9电路图解 (a) (b) (c) (d) 3.10 求图3.6所示电路ab端的等效阻抗及导纳。图3.6 习题3.10电路图解 (a) (b) 3.11 在图3.7所示电路中，已知，求电阻及电容。图3.7 习题3.11电路图解 ， ，3.12 一电感线圈接在的直流电源上时，其电流为，如果接在、Hz的正弦交流电源时，其电流为，求线圈的电阻和电感。解 3.13 已知，试求图3.8中的电压。(a) 电路 (b) 相量模型图3.8 习题3.13电路图解 将时域模型转化为相量模型如图（b）所示。利用分压公式得3.14 求图3.9所示电路的各支路电流。图3.9 习题3.14电路图解 输入阻抗 由分流公式得 3.15 已知图3.10中的，求图3.10 习题3.15电路图解 3.16 已知图3.11中的，求及，并画相量图。 图3.11 习题3.16电路图习题3.16相量图解 ， ， 3.17 利用支路电流法求图3.12中各支路电流。图3.12 习题3.17电路图解 列、方程为整理得3.18 利用支路电流法求图3.13所示电路的电流。 图3.13 习题3.18电路图解 列、方程为整理得 3.19 用节点法求图3.14中的电压。图3.14 习题3.19电路图解节点a： 节点b： 整理得：求得 则 3.20 用节点法求图3.15中的电压。图3.15 习题3.20电路图解整理得： 求得 3.21已知，用叠加原理求图3.16中的电流。(a) 电路 (b) 相量模型图3.16 习题3.21电路图解 将时域模型转化为相量模型如图(b)当电流源单独工作时，利用分流公式得当电流源单独工作时，利用分流公式得3.22 用叠加原理计算图3.17中的电压。图3.17 习题3.22电路图解 电流源单独作用时电压源单独作用时 3.23 已知，试用戴维南定理求图3.18中的电流。 （a）电路(b) 相量模型图3.18 习题3.23电路图解 将时域模型转化为相量模型如图（b）所示，将与串联支路断开，求断开后的开路电压及 则 3.24 求图3.19的戴维南和诺顿等效电路。图3.19 习题3.24电路图解 （1）开路电压的计算等效电阻的计算短路电流计算其戴维南等效电路和诺顿等效电路如图a和b所示（a） 戴维南等效电路 （b） 诺顿等效电路3.25在图3.20所示电路中，已知，求、及电压源提供的有功功率。 （a）电路(b) 相量模型图3.20 习题3.25电路图解 将时域模型转化为相量模型如图（b）用有效值相量计算， 3.26 日光灯可以等效为一个串联电路，已知日光灯的额定电压为。灯管电压为。若镇流器上的功率损耗可以略去，试计算电路的电流及功率因数。解 3.27 求图3.21所示电路中网络N的阻抗、有功功率、无功功率、功率因数和视在功率。图3.21 习题3.27电路图解 网络N吸收的有功功率 无功功率 功率因数 （滞后）视在功率 3.28 某一供电站的电源设备容量是，它为一组电机和一组的白炽灯供电，已知电机的总功率为，功率因数为，试问：白炽灯可接多少只？电路的功率因数为多少？解 电机的视在功率： 白炽灯消耗总功率： 白炽灯可接的灯数为：(盏) 3.29图3.22所示电路中，已知正弦电压为，其功率因数，额定功率。求：（1）并联电容前通过负载的电流及负载阻抗；（2）为了提高功率因数，在感性负载上并联电容，如虚线所示，欲把功率因数提高到应并联多大电容及并上电容后线路上的电流。图3.22 习题3.29电路图解（1）由于 所以，.（2）并联电容后， 3.30图3.23是RLC串联电路，。求谐振频率、品质因数、谐振时的电流和电阻两端、电感及电容两端的电压。图3.23 习题3.30电路图解 谐振频率 品质因数 谐振电流 电阻两端的电压 电感及电容两端的电压 3.31 在并联谐振电路中，已知，谐振频率。求值。解 3.32 图3.24所示电路已工作在谐振状态，已知，(1) 求电路的固有谐振角频率，(2) 求。图3.24 习题3.32电路图解 故 3.33 图3.25所示谐振电路中，,电流表读数是，电压表读数是，求的参数。图3.25 习题3.33电路图解 ， 由于 ，所以 。又因为所以 。3.34图3.26所示的正弦电流的频率是时，电压表和电流表的读数分别是和；当频率是时，读数为和。求和。图3.26 习题3.34电路图解 由于 当时，得 当时，得解得。3.35 图3.27所示对称电路，已知，求每相负载的相电流及线电流。图3.27 习题3.35电路图解 电源正序且，则线电压为。A相负载的相电流 B相负载的相电流 C相负载的相电流 A相的线电流 B相的线电流 C相的线电流 3.36 在图3.28所示对称三相电路中，已知电源正相序且，每相阻抗。求各相电流值。图3. 28 习题3.36电路图解 由于电源对称且正相序，由此可得A相电压为 3.37 在图3.29所示对称三相电路中，已知， ，求电流表的读数。图3. 29 习题3.37电路图解 三角形连接负载的相电流为表读数为线电流，由线电流与相电流关系可得：星形连接时，A相电压为：负载的相电流为表读数为相电流，即第4章 模拟集成运算放大电路习 题 44.1 当负载开路（）时测得放大电路的输出电压=2V；当输出端接入=5.1K的负载时，输出电压下降为=1. 2V，求放大电路的输出电阻。4.2 当在放大电路的输入端接入信号源电压=15mV，信号源电阻=1K时，测得电路的输入端的电压为=10mV，求放大电路的输入电阻。 4.3 当在电压放大电路的输入端接入电压源=15mV，信号源内阻=1K时，测得电路的输入端的电压为=10mV；放大电路输出端接=3K的负载，测得输出电压为=1.5V，试计算该放大电路的电压增益和电流增益,并分别用dB(分贝)表示。 4.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图4.1所示，试求电路的中频增益、下限截止频率、上限截止频率和通频带。图4.1 习题4.4电路图 4.5 设两输入信号为=40mV，=20mV，则差模电压和共模电压为多少。若电压的差模放大倍数为=100，共模放大倍数为=0.5，则总输出电压为多少，共模抑制比是多少。 4.6 集成运算放大器工作在线性区和非线性区各有什么特点。线性区： 虚短；虚断 非线性区：输出仅为高、低两种电平；虚断4.7 电路如图4.2所示，求输出电压与各输入电压的运算关系式。 (a) (b) (c) (d)图4.2 习题4.7电路图（a）(b) (c) (d) 4.8 电路如图4.3所示，假设运放是理想的：(1) 写出输出电压的表达式，并求出的值；(2) 说明运放A1、A2各组成何种基本运算电路。A1 反相比例电路； A2反相加法电路 图4.3 习题4.8电路图4.9 采用一片集成运放设计一反相加法电路，要求关系式为，并且要求电路中最大的阻值不超过100K，试画出电路图，计算各阻值。 取 则 4.10 采用一片集成运放设计一个运算电路，要求关系式为，并且要求电路中最大的阻值不超过200K，试画出电路图，计算各阻值。 取 则 4.11 电路如图4.4所示，设运放是理想的，求输出电压的表达式。 4.12 如图4.5所示为带T型网络高输入电阻的反相比例运算电路。试推导输出电压的表达式，并说明该电路的特点。 图4.4 习题4.11电路图 图4.5 习题4.12电路图 4.13 电路如图4.6所示，设所有运放都是理想的，试求：（1） 、及的表达式；（2）当时，的值。图4.6 习题4.13电路图 当 时， 4.14 电路如图4.7所示，运放均为理想的，试求电压增益的表达式。图4.7习题4.14电路图 对A3 对A4 4.15 电路如图4.8所示，运放均为理想的，试求输出电压的表达式。(a) (b) 图4.8 习题4.15电路图4.16 电路如图4.9(a)所示，已知运放的最大输出电压= 12V，输入电压波形如图4.9(b)所示，周期为0.1s。试画出输出电压的波形，并求出输入电压的最大幅值。图4.9 习题4.16电路图 Uom=12V， T=0.1s Uim=0.24V 4.17 电路如图4.10所示，运放均为理想的，电容的初始电压：（1）写出输出电压与各输入电压之间的关系式；（2）当时，写出输出电压的表达式。图4.10 习题4.17电路图 当 时 4.18 电路如图4.11(a)所示，运放均为理想的。（1）A1、A2、和A3各组成何种基本电路；（2）写出的表达式；（3）=100kW，=10mF，电容的初始电压，已知的波形如图4.11(b)所示，画出的波形。A1组成减法电路，A2组成积分电路，A3为电压跟随器 图4.11 习题4.18电路图4.19 电路如图4.12(a)所示，运放均为理想的，电容的初始值，输入电压波形如图4.12(b)所示：（1）写出输出电压的表达式；（2）求t = 0时、的值；（3）画出与相对应的和的波形，并标出相应的幅度。图4.12 习题4.19电路图 t=0时，第5章 半导体二极管及直流稳压电源习 题 45.1 电路如图5.1所示，测得，试问二极管VD是否良好（设外电路无虚焊）？解：内部PN结或电极已开路，D已损坏。5.2 电路如图5.2所示。已知直流电源的端电压，测得，若将直流电源的电压U提高到10V，试问这时的I是等于、大于还是小于？解：由于二极管是非线性元件，当U增大时，I将大于2mA5.2 图5.1 习题5.1电路图 图5.2 习题5.2电路图5.3 分析判断图5.3所示各电路中二极管是导通还是截止，并计算电压，设图中的二极管都是理想的。解：（a）断开VD，UD=5+5=10V0，VD导通 ，；（b）断开VD， ，VD截止 ；（c）断开VD1 VD2，所以VD优先导通，VD2截止，Uab=0V； (d) ）断开VD1 VD2，所以 VD2优先导通， VD1截止，图5.3 习题5.3电路图5.4 一个无标记的二极管，分别用a和b表示其两只引脚，利用模拟万用表测量其电阻。当红表笔接a，黑表笔接b时，测得电阻值为500W。当红表笔接b，黑表笔接a时，测得电阻值为100kW。问哪一端是二极管阳极?解：b端是阳极5.5 用指针式万用表的不同量程测同一只二极管的正向电阻值，其测试结果不一样，为什么？解：因为二极管的正向特性是非线性的，外加不同电压，直流电阻不同，万用表量程不同，加在二极管上的电压不同。5.6 二极管电路如图5.4(a)所示，设输入电压波形如图5.4(b)所示，在的时间间隔内，试绘出输出电压的波形，设二极管是理想的。图5.4 习题5.6电路图解：，断开VD，当时，VD导通，即，当时，VD截止，即，5.7 电路如图5.5所示，二极管导通电压约为0.7V，试分别估算开关断开和闭合时输出电压的数值。图5.5 习题5.7电路图解：S断开：断开VD，。所以VD导通， S闭合：断开VD，所以VD截止，5.8 图5.6所示电路中的二极管为理想的，试画出输出电压的波形。设。图5.6 习题5.8电路图解：（a）断开VD，（b）断开VD1 VD2，所以时， VD1截止，VD2导通，时， VD1 、VD2均截止，时， VD1导通，VD2截止，5.9 在图5.4.2（a）所示电路中，已知输出电压平均值，负载。（1）输入电压的有效值为多少？（2）设电网电压波动范围为。选择二极管时，其最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR的下限值约为多少？解：半波整流，5.10 在图5.7所示的电路中，电源，二极管为是理想二极管。求：（1）RL两端的电压平均值；（2）流过RL的电流平均值；（3）选择二极管时，其最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR为多少？图5.7 习题5.10电路图解：全波整流，5.11 全波整流电路如图5.8所示，变压器和二极管均为理想元器件。（1）画出输出电流、输出电压和二极管电压的波形；（2）设为已知，求直流分量、和二极管的平均电流、承受的反向电压峰值。图5.8 习题5.11电路图解：，5.12 在桥式整流电容滤波电路中，已知，交流电源频率