电路分析 胡俊翔 第二版 第一章 课后答案.pdf

第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 1 1 电路分析电路分析 课后答案网 用心为你服务 课后答案网 用心为你服务 1 1 1 1 电路和电路模型电路和电路模型 l 1 晶体管调频收音机最高工作频率约 108MHz 问该收音机的电路是集中参数电路还是分 布参数电路 解 频率为 108MHz 周期信号的波长为 m78 2 10108 103 6 8 f c 几何尺寸d 2 78m 的收音机电路应视为集中参数电路 说明 现在大多数收音机是超外差收音机 其工作原理是先将从天线接收到的高频信号变换 为中频信号后再加以放大 然后再进行检波和低频放大 最后在扬声器中发出声音 这种收 音机的高频电路部分的几何尺寸远比收音机的几何尺寸小 1 1 2 2 电路的基本物理量电路的基本物理量 l 2 题图 l 2 a 表示用示波器观测交流电压的电路 若观测的正弦波形如图 b 所示 试 确定电压的表达式和和时电压的瞬时值 us 1 s5 0 ts5 1 题图 l 2 解 V1V 270sin V 1 5 sin s5 1 V0V 018sin V 1 sin s1 V1V 90sin V 5 0 sin s5 0 V sin u u u ttu 1 3 各二端元件的电压 电流和吸收功率如题图 1 3 所示 试确定图上指出的未知量 题图 l 3 解 二端元件的吸收功率为p ui 已知其中任两个量可以求得第三个量 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 2 2 W e4e22 H A cos2 sin cossin2 sin 2sin G mA1A101 10 1010 F mA 1A101 10 1010 E V2 1 2 D kV2V102 101 2 C W 5W105101105 B mW 5W1051105 A 3 3 3 3 3 3 63333 tt uipt t tt t t u p i u p i u p i i p u i p u uipuip 吸 吸吸 1 1 3 3 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 l 4 题图 l 4 表示某不连通电路连接关系的有向图 试对各节点和封闭面列出尽可能多的 KCL 方程 题图 l 4 解 对节点 1 2 3 5 7 可以列出以下 KCL 方程 0 0 0 0 0 8754643321 iiiiiiiiii 根据图示封闭面可以列出以下 KCL 方程 0 0 0 0 0 653 652 642 6521 6421 iii iii iii iiii iiii 根据封闭面还可以列出更多的 KCL 方程 l 5 题图 l 5 是表示某连通电路连接关系的有向图 试沿顺时针的绕行方向 列出尽可能 多的 KVL 方程 题图 l 5 解 根据回路 1 2 5 1 3 6 2 3 4 2 3 5 6 4 5 6 7 8 9 1 2 4 6 1 3 4 5 可以列出以下 KVL 方程 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 5431 6421 897 564 5632 432 631 521 uuuu uuuu uuu uuu uuuu uuu uuu uuu 说明 按照回路的严格定义 沿回路绕行一周时 不能两次经过同一结点 因此 1 3 6 7 8 9 2 3 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 不是回路 1 6 电路如题图 1 6 所示 已知和 尽可能多地A5 A5 A1 A24 7431 iiiiA3 10 i 确定其它未知电流 题图 l 6 解 已知部分支路电流 可以根据节点和封闭面 KCL 求得另外一些支路电流 A5 KCL d A24 KCL e A2A 3 A5 KCLh A3A 3 A5A1 KCL3 A11A 5 A5A1 KCL2 A 19A 5 A24 KCL a A30A5A1A24 KCL1 412 111 1049 10438 7436 715 4312 求得的根据节点 求得的根据节点 求得的根据节点 求得的根据封闭面 求得的根据封闭面 求得的根据节点 求得的根据封闭面 ii ii iii iiii iiii iii iiii 1 7 题图 1 6 中 各支路电压电流采用关联参考方向 已知 V3 5V V10 421 uuu 和 尽可能多地确定其余支路电压 V2 V3 5V V10 6421 uuuu V3 7 u V8 12 u 若要确定全部电压 尚需知道哪些支路电压 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 4 4 题图 l 7 解 已知部分支路电压 可以根据回路和闭合节点序列的 KVL 方程 求得另外一些支路电压 压电个一意任中其道知要需尚压电得求要若 V1010VV 3 V2V5 V14V3V8V2V5 V5V2V3 983 176211 4126210 675 uuu uuuuu uuuuu uuu 1 8 电路如题图 1 8 所示 试求元件 a 及元件 b 的吸收功率 题图 l 8 解 假设支路 a b 的支路电压和电流 如图所示 先用 KVL 求出支路电压 用 KCL 求 出支路电流 再计算支路吸收功率 W8 A 2A1A3 V43V2VV4V1 W1A 1A1A 2 V1V1V4V2 bbbbb aaaaa iupiu iupiu 1 9 题图 1 9 是某电子电路的电路模型 已知和 试求电V6 V10 6323 uuV2 41 u 和 2661 u u 42 u 题图 l 9 解 根据回路和闭合节点序列的 KVL 方程 可以求得任意两个节点间的电压 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 5 5 V3 V10 V5V2 V4 V6 V10 V1 V5 V6 32134142 362326 316361 uuuu uuu uuu 1 10 电路如题图 1 10 所示 已知 试求各二端元V5 V10 A3 A2 4131 uuii 件的吸收功率 题图 l 10 解 根据 KCL KVL 求出各支路电压和支路电流 然后计算各二端元件的吸收功率 W5 32 5 W 15 3 5 W302 510 W 20210 444333 222111 iupiup iupiup 1 1 1 1 4 4 4 4 电阻元件电阻元件 1 11 各线性电阻的电压电流和电阻如题图 1 11 所示 试求图中的未知量 题图 l 11 解 4 Acos2 Vcos8 6 Ve15e5 3 5 2 A1 V2 4 mA 5 101 V5 3 V5A1 5 2 mV2V102V101 2 1 22 3 33 t t RRiu i u R R u i RiuRiu tt 1 12 电路如题图 1 12 所示 已知 求各元件电压和吸收功率 并校验功率平衡 A1 4 i 题图 l 12 解 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 6 6 W 108A 3 V36 A 3 V36V6V30 W90A3V30 V30A310A 3A 2 A1 W12A2V6 A 2 3 V6 V6V2V 4 W4A 1 V4 V4A 1 4 A 1 W2A1V2 A 1 V2A12 1121 1111321 2222432 443343 44444 uiPiuuu iuP uiii iu Piuuu iu Puii iu Piu 1 13 题图 1 12 电路中 若 求各元件电压和吸收的功率 A2 4 i 解 W 432A 6 V 72 A 6 V7212VV60 W360A 6 V60 V60A 6 10A 6A2A4 W48A 4 V12 A 4 3 V12 V12V4V8 W16A2V8 V8A24 A 2 W8A 2 V4 A 2 V4A 2 2 1121 1111321 2222432 443343 44444 uiPiuuu iu Puiii iu Piuuu iu Puii iu Piu 说明 题图 1 12 电路是只包含一个独立电压源的线性电阻电路 当电流i4数值增加一倍 时 即 电路中各电压以及各电流均增加一倍 而各二端元件的功率增加到原来的 4A2 4 i 倍 当电流i4由变化为时 各电压电流的符号改变 而功率符号不改变 A2 4 iA2 4 i 1 1 5 5 独立电压源和电流源独立电压源和电流源 1 14 试求题图 1 14 各电路在开关断开和闭合时的电位和电压 ba VV ab V 题图 1 14 解 1 15 试写出题图 1 15 各电路中电压和电流 的关系式 ab ui V4 V0 V4102 102 mA 2 105 V10 V0 10VV10V0V0 10VV10V0 0 c V0 V4102 102 mA 2 105 V10 10V0VV10V0 V00 102 V10 0 b V6102 103 V4102 102 V10mA 2 105 V10 V00 103 V00 102 V00 103102 0 a baabb 33 a 3 baabba baab 33 ba 3 ab 3 ba 33 ab 33 ba 3 3 ab 3 b 33 a VVVVVI VVVVVI VVVVVI VVVI VVVI VVVI 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 7 7 题图 1 15 解 根据 KVL 和欧姆定律可以直接写出 VCR 关系 d c b a SabSab SabSab uRiuuRiu uRiuuRiu 1 16 试求题图 1 16 各电路的电压和 dcac uu ab u 题图 1 16 解 V24A2 3105 V20A210 V10A25 2A 3 6 c V12A 1 3105 V10A 1 10 V5A 1 5 b V12A1 3105 V10A110 V5A15 a abdcac abdcac abdcac uuu V i uuu uuu 1 17 试求题图 1 17 各电路的电压和电流 ui 题图 1 17 解 A 2 1 V1 A1 f V22VA0 2 e A 8 5 V10 A6 d V40V52V20V52 c V0A10 0 b A 8A2A10 a iu iu ui 1 1 6 6 两类约束和电路方程两类约束和电路方程 1 18 已知题图 1 18 电路中电流 求电流源发出的功率 A1 o i S i 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 8 8 题图 1 18 解 15W3A5V 5V2VV3 0 201 KVL A320 KCL S oS oS iu p i i u i i 电流源发出功率为 求得用 求得用 1 19 电路如题图 1 19 所示 试分别求出两个电压源发出的功率 题图 1 19 解 mW202mA 10V 10V mW502mA 25V 25V mA2A102 10 5 151 V 1025 3 3 p p i 电压源发出的功率为 电压源发出的功率为 先计算电流 1 20 电路如题图 1 20 所示 已知电压源发出功率 试求电压和电流 以及未 V168Wui 知元件吸收的功率 题图 1 20 解 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 9 9 W12 A5 1 V8 A5 1A2A5 0 4 KCL V8V16A5 08V4 KVL A5 0 V16 W8 S S uip u ii u u p i S 该元件吸收功率为 计算电流用 计算电压用 先计算电流 1 21 电路如题图 1 21 所示 已知电流和电压 试求电阻 A2 S i40V ab u 1 R 题图 1 21 解 40 A1 V40 A1A1A2 KCL A1 3010 V40 1 ab 1 11 2 i u R iii i S 用欧姆定律计算电阻 计算电流用 先计算出电流 1 22 电路如题图 1 22 所示 已知电压比 试求电阻 5 0 S uu 1 R 题图 1 22 解 K4 1012106 106 12 2 3 1 3 1 3 1 21 可以求得再根据建立电路方程Ruu ii uiiR iii S 4k 104 1012 106 3 2 2 3 2 1 3 2 21 这表明等效电阻为可以求得根据电路方程iu iu iu iii 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 10 10 也可以先求出 6k 和 12k 电阻的并联的等效电阻 由图 b 所示等效电路容易求得R1 4k 1 23 电路如题图 1 23所示 1 求每个独立电源的发出功率 2 求每个电阻的吸收功率 3 能量是否守恒 题图 1 23 解 恒 说明整个电路的能量守 两个电阻吸收总功率为 总功率为加上两个电压源发出的 电流源发出功率为 电阻的吸收功率为 电阻的吸收功率为 电压源电流和发出功率再计算 电压源电流和发出功率再计算 电阻的电流为 电阻的电流先计算 6 5W 5 W 24 5W 65 W 249 W5 2A5 0 W 5 25 01010 W 44 02525 W5A1V5A 1A5 0A5 0 V5 W9 A9 0 V10A 9 0A5 04 0 V10 A4 0 25 V10 25 A 5 0 10 V5V10 10 2 2 22 11 p p Pi Pi i i R 1 24 电路如题图 1 24 所示 求每个独立电源的发出功率 题图 1 24 解 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 11 11 W 8A2V 4 V4A2 12 KVLA2 W2A1V2 V2V6 A1 31 KVLA1 W6 A1 V6 A 1A2A1 KCLV6 12 1 p uu p u p i 发出功率为 求得电流源来说 用对于 发出功率为 求得电流源来说 用对于 发出功率为 求得电压源来说 用对于 1 25 电路如题图 1 25 所示 1 已知电阻吸收功率为时 求电压源的电压 2R 8W 2 已知 电阻吸收功率 求电阻 S uV15 S u R 6W R 题图 1 25 解 5 13 6 W6 9 15V 2 V22 A2 4232 A 2 2 W8 1 2 S RR Ri i R u R p i 或求解得到 建立方程 1 26 电路如题图 1 26 所示 1 求时之值 2 若 求电流 和 A1 1 i S uV12 S u i1 i 题图 1 26 解 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 12 12 A75 0 A1 124 12 A 1 10 V10 V10A21V12A 2 6 V12 V12 6 A 3 8 16 A75 0A1 V16 V12 A 2A 3 8 V16 V12 V12 2 16VV 3 40 A 3 8 1 A 3 8 A 3 4 10 V 3 40 V4A 3 4 34 A 3 4 A 3 1 A1A 3 1 66 V4 V4A14 A1 1 14 4 o S S o 1 S 43 4 44 21321 1 ii u R u iu V i u R i iu u iii u iu iiiiu i S S 时当 或先计算端口等效电阻 时当 得成正比例关系 由此求 各电压电流与其电压该电路只有一个电压源 时当 1 27 电路如题图 1 27 所示 1 求电压和电流 2 求电流源的吸收功率 3 求 ui A2 电压源的发出功率 8V 题图 1 27 解 W48 A6 V8 8V 3 W40A2V20 2A 2 V20V8 A6 2 6A 7A3A2A 1 p p ui 电压源发出功率为 电流源吸收功率为 1 28 电路如题图 1 28 所示 试用观察法求各电流源电压和发出的功率 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 13 13 题图 1 28 解 W12A1V12A1 V1222VV10 W66A3V22A3 V22V2V24 W4A2 V2 A4 2V10A 41AA3A2 W24A1 V24 A3 4V12A 3A 6 3AA1A5 W50A5V10A5 V10 A6 3V8A 6A1A5 dcbcdadc acbcabac cb bc3 ba ab2 da ad1 u puuu u puuu u p ui u p ui u p ui 1 29 电路如题图 1 29 所示 已知电位和 试用观察法求各支 V12 V20 21 VVV18 3 V 路电流 题图 1 29 解 A2 A 11 2 V22 2 V40 A6 2 V12 2 A 5 3 V15 3 V5 A4 2 V8 2 A 9 2 V18 2 V20 6 3 5 2 4 1 3 21 2 31 1 i V i V i V i VV i VV i 1 1 1 1 7 7 7 7 支路电流法和支路电压法支路电流法和支路电压法 1 30 列出题图 1 30 电路的支路电流法方程组 题图 1 30 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 14 14 解 V2 3 1 1 V14 3 1 2 0 1 1 5 KVL 0 0 0 KCL 652 643 541 521 654 431 iii iii iii iii iii iii 方程三个 方程三个 1 31 电路如题图 1 31 所示 试用支路电压法求各支路电压 题图 1 31 解 V4 V1 V3 V2 V5 A21 S4 S5 0 S5 S3 S2 A9 S2 S1 54321 54 432 21 uuuuu uu uuu uu 压 如下所示 求解方程得到各支路电 支路电压方程为 1 32 列出题图 1 32 电路的支路电压法方程组 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 15 15 题图 1 32 解 A6A25 6 1 3S A12A18 S6 S2 S3 6AA18 S2 S1 S2 643 652 541 uSuSu uuu uuu 1 1 1 1 8 8 8 8 分压电路和分流电路分压电路和分流电路 1 33 电路如题图 1 33 所示 已知电流 求电阻之值以及 6 电阻吸收的功率 A2 iR 题图 1 33 解 W1506 A6 306 30 36 A2 V72 V72V30V42 A2A8 306 30 6 A2A8 7 2 P R uR 1 34 电路如题图 1 34 所示 已知电压 求电阻 V2 uR 题图 1 34 解 课后答案网 第一章 电路的基本概念和定律 课后答案网 用心为你服务 16 16 2 2V V12 126 12 63 63 126 126 R R R u由此求得 到以下关系建立电路方程 可以得 1 35 电路如题图 1 35 所示 当开关 S 断开或闭合时 求电位器滑动端移动时 a 点电位 的变化范围 题图