《电路与电子技术基础》王金矿李心广张晶机械工业出版社课后答案.pdf

电路与电子技术基础 习题一参考解答 第1页 习题一习题一 1 1 导线中的电流为 10A 20s 内有多少电子通过导线的某一横截面 解 根据电流强度的定义 t q i d d 已知 I 10A t 20s 所以 q i t 10 20 200 C 即在 20 秒内有 200 库仑的电子通过导线某一截面 1 2 一个继电器的线圈 电阻为 48 当电流为 0 18A 时才能动作 问线圈两端应施 加多大的电压 答 根据欧姆定律可得 U IR 0 18 48 8 64V 1 3 一个 1000W 的电炉 接在 220V 电源使用时 流过的电流有多大 答 由电路的功率计算公式可知 P UI 所以A55 4 220 1000 U P I 1 4 某电流表的量程为 10mA 当某电阻两端的电压为 8V 时 通过的电流为 2mA 如 果给这个电阻两端加上 50V 的电压 能否用这个电流表测量通过这个电阻的电流 解 根据电阻两端压降和流过电阻中的电流 由欧姆定理可以确定电阻的值为 k 4 102 8 3 I U R 如果给电阻上加 50V 的电压 流过电阻的电流为 mA 5 12 104 50 3 R U I 电流表的量程为 10mA 也就是允许通过的最大电流为 10mA 显然不能使用该电流表 测量通过流过该电阻的电流 1 5 在电路中已经定义了电流 电压的实际方向 为什么还要引入参考方向 参考方 向与实际方向有何区别和联系 答 在求解电路参数时 对于稍微复杂的电路 必须列方程求解 列出方程又必须知 道电流 电压的方向 为此 引入电流 电压参考方向 根据参考方向列出电路方程 利用 方程求出电路参数 若结果为负 表明实际的方向与参考方向相反 若结果为正 表明参考 方向就是实际方向 1 6 如何计算元件的吸收功率 如何从计算结果判断该元件为有源元件或无源元件 答 在关联参考方向下 在非关联参考方向下 UIP UIP 在此前提下 当 P 0 时为吸收功率 若 P 0 为有源元件 否则为无源元件 1 7 标有 10k 称为标称值 1 4W 额定功率 的金属膜电阻 若使用在直流电路 中 试问其工作电流和电压不能超过多大数值 答 因为功率RI R U P 2 2 工作电流 mA5005 0 10000 25 0 A R P I 工作电压 V501000025 0 PRU 1 8 求题图 1 1 a b 电路得 Uab 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 习题一参考解答 第2页 I 1 2 3V c a 8V 5 b b 6V I 2 a 4 b c 4V 2 a 题图 1 1 习题 1 8 电路图 解解 1 图 a 由 a 到 b 的电压降 Uab Uac Ucb 假定电流方向如图所示 沿 a 电池 c a 回路逆时针方向绕行一周 电压方程式为 6 4I 2I 0 即得 I 1A 则 Uac 2 I 2V 或者 Uac 6 4I 2V 对于 cb 支路 因为构不成回路 所以电流为零 故 Ucb 4V 所以 Uab Uac Ucb 2 4 2V 2 图 b 由 a 到 b 的电压降 Uab Uac Ucb 假定电流方向如图所示 与 a 同理 在回路中列出电压方程为 3 1I 2I 0 即得 I 1A 则 Uac 1 I 1V 或者 Uac 3 2I 1V 对于 cb 支路 因为构不成回路 所以电流为零 故 Ucb 8V 所以 Uab Uac Ucb 1 8 7V 1 9 电路如题图 1 2 所示 求 1 列出电路得基尔霍夫电压定律方程 I 12V 1 2 10V 2 a b c d 4 2 2 8V 1 题图 1 2 习题 1 9 电路图 2 求出电流 3 求 Uab及 Ucd 解解 1 假设电流的参考方向如图所示 对于 db 支路 因为不构成回路 支路电流等于零 Udb 10V 由a点出发按顺时针方向绕行一周的KVL电压方程 式为 2I 12 1I 2I 2I 1I 8 2I 0 得 10I 4 0 2 求电流 由上面得回路电压方程式得 A 4 0 10 4 I 负号表示电流的实际方向与参考方向相反 3 求 Uab及 Ucd Uab 2I 12 1I 2I 5I 12 5 0 4 12 10 V 又 Uab Ucd 10 Ucd Uab 10 0 1 8 电路如题图 1 3 所示 已知下列各电压 U1 10V U2 5V U4 3V U6 2V U7 3V 以及 U12 8V 其他各支路得电压是否都能确定 试尽可能多地确定各未知电压 解解 需要求的电压有 U3 U5 U8 U9 U10 U11 根据 KVL 列出各回路的电压方程 沿 5 7 6 回路 U5 U6 U7 0 U5 2 3 0 得 U5 5 V 沿 5 2 11 1 回路 U5 U2 U11 U1 0 代入数据后得 U11 10 V 沿 2 6 12 4 10 回路 U2 U6 U12 U4 U10 0 代入数据后得 U10 14 V 沿 2 6 3 8 回路 U2 U6 U3 U8 0 代入数据后得 U3 U8 3 V 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 习题一参考解答 第3页 沿 1 7 3 8 11 回路 U1 U7 U3 U8 U11 0 代入数据后得 U3 U8 3 V 沿 12 4 9 3 回路 U12 U4 U9 U3 0 代入数据后得 U3 U9 11 V 根据后 3 个方程无法求出其余的 3 个电压 并且在后 3 个方程中有两个方 程是相同的 因此只有两个独立方程 用两个方程解出 3 个未知量有无穷解 1 56 23 U7 2 U U U 5612 a b c 1 1 U1 U2 U3 U4 U U U 1189 d e f U10 2 题图 1 3 习题 1 10 1 11 图 10 9 4 12 7 811 1 10 电路如题图 1 3 所示 采用 关联得参考方向 且已知下列各支路电 流 I1 2A I4 5A I7 5A 以及 I10 3A 其他各支路电流是否都能确定 试尽 可能多地确定各未知电流 解解 各支路电流采用关联参考方 向 因此不在图中标出电流方向 除已 知电流之外 还需求解 6 个未知电流 在图中标出节点 a b c d e f 对 f 节点 I9 I10 I4 0 代入数据 得 I9 2 A 对 a 节点 I1 I5 I7 0 代入数据 得 I5 3 A 对其余的 4 个节点列出节点方程 必然有一个方程不独立 即 3 个独立方程要解出 4 个未知量 其有无穷多解 1 11 电路如题图 1 3 所示 采用关联得参考方向 试证明 I1 I2 I3 I4 0 I7 I6 I8 I10 0 解解 运用 KCL 定律 a 节点 I1 I5 I7 0 b 节点 I5 I2 I6 0 c 节点 I7 I6 I3 I4 0 得 I1 I5 I7 I5 I2 I6 I7 I6 I3 I4 0 I1 I2 I3 I4 0 或者 用沿 1 1 截面 I 0 也可证得 I1 I2 I3 I4 0 c 节点 I7 I6 I3 I4 0 e 节点 I3 I8 I9 0 f 节点 I9 I4 I10 0 得 I7 I6 I3 I4 I3 I8 I4 I10 0 I6 I7 I8 I10 0 0 5 10V 电 流 表 或者 用沿 2 2 截面 I 0 也可证得 I6 I7 I8 I10 0 1 12 220V 40W 的灯泡显然比 2 5V 0 3A 的小电珠亮 的多 求 40W 灯泡额定电流和小电珠的额定功率 我们能不 能说瓦数大的灯泡 所以它的额定电流也大 答 40W 的灯泡的额定电流为 A182 0 220 40 U P I 小电珠的额定功率为 W75 03 05 2 UIP 显然小电珠的瓦数为 0 75W 灯泡的瓦数为 40W 灯泡的瓦数大于小电珠 但灯泡的 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 习题一参考解答 第4页 额定电流为 0 182A 而小电珠的额定电流为 0 3A 所以不能说瓦数大的灯泡的额定电流一 定大 1 13 今将内阻为 0 5 量程为 1A 的电流表误接到电源上 若电源电压为 10V 试 问电流表将通过多大的电流 将发生什么后果 答 电流表是串接在被测电路中 内阻为 0 5 量程为 1A 的电流表表示 当流过 0 5 电阻中的电流不同 电流表的偏转也不同 但当电流达到 1A 时 电流表的指针偏到最大值 若电流再增大就会造成 指针偏转过大将指针打 歪 甚至造成电流表的 烧坏 若将电流表误接 到 10V 电源就等效如图 所示情况 可知流过电 流表的电流为 10 0 5 20A 电流表必 烧坏无疑 1 14 试 求 题 图 1 4 中的等效电容 等效 电感 解 图 a 的等效电容为 F5 3 1 12 1 3 1 1 4 C 图 b 的等效电感为 H3 4 63 63 1 6 1 1 L 1 15 将题图 1 5 所示的各电路化为一个电压源与一个电阻串联的组合 解 1 5 a 的解如下图所示 5V 10V 10 5 a 5V 10 3 1 5A 10 3 0 5A 10 2A 5 电压源转换电流源 电流源转换电压源 3 F 4H 3H 4 F 2 F 1 F 6H 2H 3 F 4H a b 题图 1 4 习题 1 14 电路图 合并电流源 并联电阻 图 b 的解法如下图所示 6A 10 2A 6V 60V 10 6V 66V 10 电流源转换电压源 电压源与电流源并 联取决于电压源值 合并电压源 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 习题一参考解答 第5页 1 16 将题图 1 6 所示的各电路化为一个电流源与一个电阻并联的组合 解 1 6 a 的解法如下图所示 5A 3 2A 4 1A 7 电压源转 换电流源 7V 7 合并电压 源和电阻 15V 3 8V 4 电流源转 换电压源 图 b 的解法如下图所示 2A 5 6A 8A 5 合并电流源 电压源转换电流源 电流源串电压源取 决于电流源的值 10V 10V 5 6A 1 17 为什么电容器两极板得到的电量恰好相等 如果两极板大小不同 这个结论正确 吗 答 在给电容器充电或放电时 回路中形成电流 电流是电荷的定向流动 且回路中 的电流是相等的 如充电时 流入极板一极的电荷多少 必然从另一极流出多少电荷 所以 两极板的电荷量相等 极性相反 既是两极板大小不同 结论也是相同的 1 18 电压如题图 1 7 a 所示 施加于电容 C 如题图 1 7 b 所示 试求 i t 并绘出波形 图 u V 1 0 2 4 t a s i u C 2F b i A 1 0 2 4 t s 1 c 题图 1 7 习题 1 18 图 解解 为求 i t 先由图 a 列出 u t 的函数关系为 42 V 25 0 20 V 5 0 tttu tttu 根据 i t 与 u t 之间的微分关系 可以求得 i t 为 42 A 1 25 0 2 20 A 1 5 0 2 t dt td dt du cti t dt td dt du cti 所求的电流波形如图 c 所示 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第1页 习题二习题二 2 1 求题图 2 1 a 中得 Uab以及题图 2 1 b 中得 Uab及 Ubc 解解 1 图 a mA 6 1 72 12 3636 mA 3 1 36 12 2412 2 1 KKK U I KKK U I V 2103610 6 1 102410 3 1 3624 3333 21 KIKIUUU cbacab I1 I2 12k 36k 12V a b 24k 36k c 5k I2 a I1 20k c b 15k 100V U 2k 5k b 题图 2 1 习题 2 1 电路图 2 图 b mA 4 520 100 1 KKR U I V 80102010420 33 1 KIUab mA 5 20 100 155 2 KKK U I V 251051055 33 2 KIUac V 552580 acabacbabc UUUUU 2 2 电路如题图 2 2 所示 已知 30 电阻中的电流 I4 0 2A 试求此电路的总电压 U 及总电流 I I 90 I2 10 I3 I1 U 15 30 60 I4 题图 2 2 习题 2 2 电路图 解解 已知 I4 所以 30 上的电压为 U4 I4R 0 2 30 6 V 60 中的电流为 A 1 0 60 6 3 I I2 I3 I4 0 1 0 2 0 3 A 10 上的电压降为 V 3103 010 2 I 15 上的电压降为 U4 3 6 3 9 V 15 中流过的电流为 A 6 0 15 9 1 I 所以 I I1 I2 0 6 0 3 0 9 A 90 上的电压降为 0 9 90 81 V 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第2页 U 81 9 90 V 2 3 电路如题图 2 3 所示 若 10 两端得电压为 24V 求 R 解解 已知 10 两端的电压为 24V 10 中的电流为 I1 I 15 I2 11 1 10 R 120V 题图 2 3 习题 2 3 电路图 A 4 2 10 24 10 U I 15 上的电压为 2 4 15 36 V R 上的电压为 24 36 60 V 11 1 上的电压为 120 60 60 V 11 1 中流过的电流为 A 4 5 1 11 60 1 I 流过 R 中的电流为 I2 I1 I 5 4 2 4 3 A 故电阻为 20 3 60 R 2 4 电路如题图 2 4 所示 已知灯泡额定电压及电流分别是 12V 及 0 3A 问电源电压 应多大 才能使灯泡工作在额定值 解解 灯泡的额定电压 12V 20 上的电压 12V 20 中流过的电流 A 6 0 20 12 1 I 灯泡的额定电流 0 3A 10 中的电流 I2 I1 0 3 0 6 0 3 0 9 A 10 上的电压为 I2 10 0 9 10 9 V Uab 9 12 21 V 15 中流过的电流 A 4 1 15 21 15 3 ab U I I I2 I3 0 9 1 4 2 3 A 10 上的电压为 I 10 2 3 10 23 V Us 23 Uab 23 21 44 V c R1 20mA a 5mA 300V I1 R2 RL 150V b 100V 题图 2 5 习题 2 5 电路图 10 I3 I I2 15 US I1 10 20 题图 2 4 习题 2 4 电路图 2 5 电路如题图 2 5 所示 求 R1 R2 解解 a 节点 20 5 I1 0 I1 15mA a 点电位 Ua 150 V Uab Ua Ub 150 100 250 V K 7 16 1015 250 3 1 2 I U R ab 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第3页 Uca Uc Ua 300 150 150 V K 5 7 1020 150 20 3 1 mA U R ca 2 6 六个相等电阻 R 各等于 20 构成一个闭合回路 题图 2 6 所示 若将一外电 源依次作用 a 和 b a 和 c a 和 d 之间 求在各种情况下的等效电阻 解解 1 求 ab 之间的等效电阻 电路可画成图 b ab 之间的等效电阻为 a 3R 3R d d a 2R 4R c c a R 5R b b a b g c f d a 题图 2 6 习题 2 7 电路图 7 1620 6 5 6 5 5 5 5 R RR RR RRRab 2 求 ac 之间的等效电阻 电路可改画成图 c ac 之间的等效电阻为 7 2620 6 8 6 8 42 42 4 2 R RR RR RRRac 3 求 ad 之间的等效电阻 电路可改画成图 d 3020 2 3 2 3 33 33 3 3 R RR RR RRRad 2 7 如题图 2 7 所示梯形网络 若输入电压为 U 求 Ua Ub Uc和 Ud U 1 a 1 b 1 c 2 2 2 2 o b U 1 a 1 b 1 c 1 2 2 2 1 o a U 1 a 1 b 2 1 o e U 1 a 1 b 2 2 2 o d U 1 a 1 b 1 2 2 1 o c U 1 a 1 o f 解解 运用等效电阻的概念 电路逐步化简为图 f 单一回路 图 f 中 U a 2 1 U 图 e 中 UUa b 4 1 2 1 U 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第4页 图 c 中 UUb c 8 1 2 1 U 图 a 中 UUc d 16 1 2 1 U 2 8 求题图 2 8 电路中的 U a 6 a 6 300V 12 24 6 150V 150V 150V 150V I 6 6 6 c c b c 题图 2 8 习题 2 8 电路图 6 6 U 6 6 a 50A 6 6 25A 25A c a 解解 化三个电流源为电压源 得图 b 再合并电压源如图 c 其中 6 150625 6 150625 6 300650 22 12 11 ss ss ss RVU RV RVU U 电路的总电流 A 9 75 2412 150150 I V 5015012 9 75 15012 IUacU 2 9 求题图 2 9 电路的输入电阻 Ri 为什么 Ri比 16 还大 1 求 Ri 即求 U 和 I 的关系 运用电源等效互换逐步化简 a e I 3 10 500 98 0 I 3 10 500 98 I1 I3 1 6 a I5 I2 4 2A I 1 2 I 2 24 0 I 100k 500 101k I 10600 101k U 16 16 U Ie Ie b c 101 e 0 101 题图 2 9 习题 2 9 电路图 500k 电阻与 5k 电阻并联 k 101 500 5500 5500 5 500 把 0 98Ie受控电流源化为受控电压源 33 10 101 500 10 101 500 98 0 ses RIU 得图 b 合并 100k 与k 101 500 串联电阻得 3 10 101 10600 101 500 100 得图 c 16 上的压降为 16 16 U II ee U 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第5页 两支路并联 另一支路上的压降为 UIUI UU IIIIU ee 16 10 101 1010600 16101 1010110 101 1010600 16 10 101 500 98 0 16 10 101 10600 10 101 500 98 0 10 101 10600 5333 3333 合并方程两边的 U 则得 79 1616 101 106 I U Ri 另一种解法 e I 3 10 500 98 0 10 500 98 100k U Ri 16 500k 5k 0 98Ie Ie I a 100k 500 101k 10600 101k U 16 16 U Ie Ie I b c 101 e I 3 0 101 题图 2 9 习题 2 9 电路图 104950 4851 e e IU II 16 U Ie 104950 6257U I 77 16 I U Ri 2 10 电路如图 2 10 所示 1 求电阻 Rab 2 求各支路电流以及 Uab Uad和 Uac I a 6 2 c 2 10A 4 d 2 6 b a I a I2 6 I3 I1 6 4 10A 6 d I6 I5 6 b I4 6 b 题图 2 10 习题 2 10 电路图 解解 将 a d bY 形网络变换为 网络 6 2 222222 1 133221 312312 R RRRRRR RRR 电路变成图 b 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第6页 1 7 12 34 34 3 46 6 4 6 6 6 6 6 4 ab R 2 各支路的电流及 Uab Uad和 Uac 电路的对称性 V 7 60 2 1 V 7 120 7 12 10 abad abab UU RIU ab 支路中电流 A 7 30 4 7 120 4 1 ab U I ad 支路中电流 A 7 10 6 7 60 6 2 ad U I A 7 10 24 II ac 支路中电流 A 7 30 7 10 7 30 10 213 IIII bc 支路中电流 A 7 30 7 70 7 30 7 10 145 IIII cd 支路中电流 0 6 I V 7 60 2 7 30 2 3 I ac U 或者 V 7 60 2 1 abac UU 2 11 试为题图 2 11 所示的电路 写出 1 电流定律独立方程 支路电流为未知量 2 电压定律独立方程 支路电流为未知量 3 网孔方程 4 节点方程 参考节点任选 I4 R4 I 1 R1 I1 Us1 2 Us2 I2 R2 1 3 Us3 R6 I 2 I3 I 3 R5 I6 R3 I5 4 题图 2 11 习题 2 11 电路图 解解 1 电流定律独立方程为 节点 1 I1 I4 I6 0 节点 2 I1 I2 I3 0 节点 3 I2 I4 I5 0 2 电压定律独立方程为 回路 1321 I4R4 I2R2 I1R1 Us1 Us2 0 回路 1421 I6R6 I3R3 I1R1 Us1 Us3 0 回路 3423 I5R5 I3R3 I2R2 Us2 Us3 0 3 设网孔电流为 I 1 I 2 I 3如图所 示 则网孔方程为 R1 R2 R3 I 1 R1I 2 R2I 3 Us1 Us2 R1I 2 R1 R3 R6 I 1 R3I 3 Us1 Us3 R2I 1 R3I 2 R2 R3 R5 I 3 Us2 Us3 4 选节点 2 为参考节点 则节点方程为 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第7页 节点 1 1 1 4 6 3 4 1 641 11111 R U U R U R U RRR s 节点 3 2 2 4 5 3 641 1 4 11111 R U U R U RRR U R s 节点 4 3 3 4 653 3 5 1 6 11111 R U U RRR U R U R s 2 12 题图 2 12 所示电路中 Us 5V R1 R2 R4 R5 1 R3 2 2 试求电压 U1 U2 3 R5 R4 0 R2 2 Us U1 R1 U2 R3 1 题图 2 12 习题 2 12 电路图 解解 此电路共有 4 个节点 选 0 为参考节点 设节点 1 2 3 的电位分别为 U10 U20 U30 由图可见 U30 U2 而 U2 U20 U10 所以对于节点 3 可得方程 U30 U20 U10 节点 1 2 的方程为 节点 1 5 30 5 20 3 10 531 11111 R U U R U R U RRR s 节点 2 0 11111 30 4 20 432 10 3 U R U RRR U R 将已知数据代入上面几式 并整理得 0 2 5 2 1 5 2 1 2 5 022 302010 302010 302010 UUU UUU UUU 因为 U1 U10 因此仅解此方程组中的 U10即可 V 75 3 6 5 22 1 2 5 2 1 1 2 1 2 5 122 1 2 5 0 1 2 1 5 120 10 U 故 U1 U10 3 75 V 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第8页 解法二 采用网孔法 5 0 35432314 33232112 3233422142 IRRRIRIR IRIRRRIR RIIIRIRIRR 542 024 0532 321 321 321 III III III 75 3 12 45 20128 61032 2025 421 241 532 451 201 502 2 AI VU75 3 1 I1 I3 1 6V I5 I2 4 I6 I4 I 3 5 2A I 1 2 I 2 10V I 4 3 24V 2 I7 题图 2 13 习题 2 13 电路图 2 13 题图 2 13 所示电路 求 各支路电流 解解 由于本题仍为平面电路 所以可用网孔电流法求解 将原电 路改画为如图所示 设网孔电流 I 1 I 2 I 3 I 4如图所示 注意 也可 以将 2A 的电流源与 2 电阻的并 联 先进行电源转换 这样可以减 少一个求解变量 即只有 3 个网孔 通过解 3 个网孔方程即可 显然有 I 1 2A 其余的网孔电流方程为 2 I 1 2 4 2 I 2 4 I 3 2 I 4 24 4 I 2 1 5 4 I 3 5 I 4 24 6 10 2 I 2 5 I 3 2 5 3 I 4 10 整理得 101052 205104 1024 4 3 2 4 3 2 4 3 2 III III III 解此方程组得 可用行列式 也可用消元法 2 5 8 25 16 5 4 3 2 AIAIAI 设各支路电流及方向如图所示 则 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第二章参考答案 第9页 81 2 625 0 44 3 5 2 125 3 31 2 2 2 47 4 36 2 35 44 33 2 12 11 AIII AIIIAIIIAII AIIAIIIAII 解法二 采用节点法解法二 采用节点法 I1 I3 1 6V a I5 b I2 4 I6 I4 I 3 5 2A I 1 2 I 2 10V I 4 3 24V 0 C 2 I7 题图 2 13 习题 2 13 电路图 26 2 1 4 1 5 1 5 1 4 1 26 5 1 5 1 3 1 1 6 4 24 2 4 1 1 4 1 2 1 cba cba cba UUU UUU UUU 1601945 12032315 847 cba cba cba UUU UUU UUU 625 5 5 7 625 4 1600 7400 c b a U U U 813 2 2 625 5 625 0 5 5 710625 5 5 2 3 75 125 3 1 5 76 625 4 44 3 4 625 524 625 4 313 2 6 5 4 3 2 1 AI AI AI AI AI AI 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第1页 习题三习题三 3 1 网络 A 与 B 联接如题图 3 1 所示 求使 I 为零得 Us值 Ro Ro I 3V Uoc 3 4V Us b c 3 1 I 3V 1 Us A B a 题图 3 1 习题 3 1 电路图 解解 根据戴维南定理可知 图 a 中的网络 A 可以等效为图 b 电路 其中等效电源为 V 4 3 1 13 3 oc U 当该等效电路与 B 网络联接时 如图 c 所示 只要 V 4 3 ocs UU 电流 I 恒等于零 注意根据此题意 无需求出 Ro 3 2 1 题图 3 2 a 电路中 R 是可变的 问电流 I 的可能最大值及最小值各为多少 2 问 R 为何值时 R 的功率为最大 1 2 3 a I 10V 1 2 R b a 1 a I Uoc 10 3V R b b 题图 3 2 习题 3 2 电路图 解解 1 由图 a 可知 当 R 时 I 0 为最小 当 R 0 时 I 为最大 其值为 A 3 10 3 2 2 1 2 1 3 2 2 1 1 10 I 2 由图 a 可算得 a b 端左边部分的开路电压为 V 3 10 2 1 2 1 1 10 oc U 其等效电阻为 1 2 1 1 2 1 1 3 2 o R 根据戴维南定理图 a 可以简化为图 b 电路 由图 b 电路可知 当 R Ro 1 时 可获 得最大功率 3 3 求题图 3 3 电路中 3k 电阻上的电压 提示 3k 两边分别化为戴维南等效电路 解解 为求 3k 电阻上电压 U 先将图 a 中 3k 电阻两边电路均用戴维南等效电路代替 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第2页 a 3k b 10k 120 7k 20V 240 7V b 120V 240V 20k 40k a 3k b 60k U 60k 30k 60k 240V 480V a 题图 3 3 习题 3 3 电路图 对于左边电路由弥尔曼定理有 k 1060 30 20 V 20 30 1 60 1 20 1 30 240 20 120 11 ooc RU 对于右边电路由弥尔曼定理有 k 7 120 40 60 60 V 7 240 40 1 60 1 60 1 40 240 60 480 22 ooc RU 所以图 a 可以简化为图 b 电路 由图 b 很容易求得 V 4 5 211 3380 3 7 120 103 20 7 240 U 3 4 试求题图 3 4 所示的桥式电路中 流过 5 电阻的电流 10 3 1 2 I I 100V 4 3 0 1 b 2 10 3 1 2 100V 1 2 I 5 10V 4 3 0 a 52 25 Uoc I 5 10V c 3 1 2 10 4 3 0 1 d 2 题图 3 4 习题 3 4 电路图 Ro 2 Ro Ro 3 1 2 e 解解 用戴维南定理求解 为此将 5 支路断开 则图 a 可化简为图 b 电路 由图 b 利用弥尔曼定理可计算出 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第3页 V 20 32 1 41 1 10 1 10 100 30 U A 4 5 20 3241 3030 UU II 所以图 a 中 5 支路断开后 1 2 端的开路电压为 U V48421 12 IIU oc 再求由 1 2 端看进的等效电阻 Ro 为此将图 b 按要求化简为图 d 电路 并进一步利 用 Y 变换把图 d 化简为图 e 电路 其中 3 8 1041 104 3 2 1041 101 15 4 1041 41 ooo RRR 由图 e 的电路可求得 25 52 3 3 8 2 3 2 3 3 8 2 3 2 15 4 3 2 oooo RRRR 所以图 a 可以化简为图 c 所示的戴维南等效电路 由图 c 可求得 A 85 0 5 25 52 410 I 3 5 试推导出题图 3 5 a 所示电路的戴维南等效电路如图 3 5 b 所示 写出推导过程 3U 1 I 8 15 I a a 2 2V 2 U 4 15V U b b a b 题图 3 5 习题 3 5 电路图 解解 首先求图 a 中 a b 端的 开路电压 Uoc 为此可将图 a 化简 为下图 c 电路 并注意到 3U 是一 受控源 它是受 Uab的控制 即待 求的开路电压 Uoc 由图 c 可得 1 2 6Uoc I 1 2 2V 2 Uoc 2V 2 Isc c d 3 4 62 21 2 6 ocococ UUU 解出 V 15 4 oc U 再求 Ro 为此将图 a 化简为图 d 电路 其中受控源 3U 的处理是 由于将 a b 短路 因此 此时的 U 0 故 3U 为零 即受控电流源的电流为零 由图 d 可得 a b 端短路电流 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第4页 为 对于含受控源的电路分析时 若要求解戴维南等效电路的等效电阻要特别注意 不能 将所有电源置零求其等效电阻 只能是 一 将原电路中的所有电源置零 然后外接电源 U 然后求出流入网络电流 I 则等效电阻为 I U Ro 二 求出短路电流 Isc 其等效电阻 为 sc oc o I U R 在具体求解过程中要视具体情况来决定采用哪种方法更简便 本题中由于控 制量正好是开路电压 因此短路以后就受控源为零 因此此方法略简 一般情况下 由于网 络中有多个电源 所以采用方法 一 会简单点 A 2 1 2 1 2 21 2 sc I 所以 15 8 2 1 15 4 sc oc o I U R 根据以上计算可以将图 a 的电路化简为图 b 的戴维南等效电路 3 6 求题图 3 6 所示电路的 Ua a a I 20k 20k 30k 10k 20k 60k 60V 100V 40V 20V 80 3V b c 60V 40V 20k 30k Ua a 20k 60k 100V a 题图 3 6 习题 3 6 电路图 解解 将二极管支路从 处断开 求二极管两边电路的戴维南等效电路 目的是确 定二极管是否导通 若二极管处于导通状态 可直接将电路连通 视二极管不存在 若二极 管截止 则左半部分电路对 Ua没有影响 由图 b 可以求得左 右网络的 1020 20 V 2010020 2020 10060 1 1 kRo oc U k 2030 60 V 3 80 60 3060 40 2 2 o oc R U 所以图 a 可以简化为图 c 电路 由图 c 电路很容易断定二极管是处在导通状态 故 V 4 4 3 80 20 2010 20 3 80 a U 3 7 求题图 3 7 所示电路的电压 Uab 解 应用叠加定理 电压源单独作用 电流源开路时 对节点 1 应用弥尔曼定理 得 1 sin5 12 1 3 1 1 1 t U 解得 U1 3sint V 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第5页 所以有 1 1 2 a 5sint V 3 A 1 t e Uab b 题图 3 7 习题 3 7 电路图 Vsin1 12 1 ab t U U 电压源短路 电流源单独作用时 对节点 1 应用弥尔曼定理 得 t eU 1 12 1 3 1 1 解得 V 5 3 1 t eU 所以 V2 01 12 1 ab t e U U 由叠加定理得 N US1 a IS Uab b Us2 题图 3 8 习题 3 8 电路图 V2 0sin ababab t etUUU 3 8 如题图 3 8 所示电路图 当电压源 US2 不变 电流源 IS和电压源 US1反向时 电压 Uab 是原来的 0 5 倍 当电压源 US1不变 电流源 IS 和电压源 US2反向时 电压 Uab是原来的 0 3 倍 问 当 US1和 US2均不变 仅 IS反向 电压 Uab 为原来的几倍 解 根据叠加定理 设 2S31S2S1ab UKUKIKU 式中 K1 K2和 K3为未知的比例常数 将已知条件代入上式 得 2S31S2S1ab 5 0UKUKIKU 2S31S2S1ab 3 0UKUKIKU 将 和 式相加 得 2S31S2S1ab 8 1UKUKIKU 即当 US1和 US2均不变 仅 IS反向 电压 Uab为原来的 1 8 倍 3 9 如题图 3 9 所示电路图 US1 10V US2 15V 当开关 S 在位置 1 时 电流 I 40mA 当开关S合向位置2时 电流I 60mA 如果把开关 S 合向位置 3 电流 I 为多 少 1 R R S U 24s1 2 I 3 Is R1 R3 Us2 R5 题图 3 9 习题 3 9 电路图 解 根据叠加定理 设 sS UKIKI 21 当开关 S 在位置 1 时 相当于 US 0 当开关 S 在位置 2 时 相当于 US US1 当开关 S 在位置 3 时 相当于 US US2 把上述条件代入方程式中 得 S1 40IK I 2 4 2I 6V 2 4I R 题图 3 10 习题 3 10 电路图 104060 21S2S1 KUKIK解 得 K2 10 所以当开关S在位置3时 有 190 15 10 40 S2S1 UKIKImA 3 10 题图3 10所示电路图中电阻R可 变 试问R为何值时可吸收最大功率 求此功 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第6页 率 解 首先求R以左部分的戴维南等效电路 断开R求开路电压UOC 如图 a 所示 由KVL可得 6 4 22III 解得 I 0 5A 所以 开路电压为 UOC 2 I 4I 2I 6V I 2 4 2 2I 6V ISC 8I b I 2 4 2I 6V 2 4I UOC a 再求短路电流ISC 把受控电流源和电阻并联电路转化为 受控电压源和电阻串联电路 如图 b 所示 用网孔法求解 ISC 可设网孔电流分别为I和ISC 得 a I Ro R Uoc b c III862 22 SC IIII82 42 2 SC 解得 ISC 1 5A 故戴维南等效电阻为 R0 UOC ISC 4 得到如图 c 所示的戴维南等效电路 根据负载最大功率条件 当R R0时可吸收最大功率 该功率为 25 2 16 36 4 0 2 OC R U PW 4 Us I 3I IX Is 6 RX 题图 3 11 习题 3 11 电路图 3 11 如题图3 11所示电路 已知当RX 8 时 电流IX 1A 求当RX为何值时 IX 0 5A 解 原电路的戴维南等效电路如图 a 所示 为了求解等效电阻R0 原电路独立电源置零 原电阻 RX换为电源U0 产生的电流为I0 如图 b 所示 由图 可知I0 I 由KVL 有 0 6 3 4UIII 所以 22 0 0 0 0 I U I U R 再由已知条件 得到 1 822 OC X0 OC X U RR U I IX Ro RX Uoc a 4 I 3I I0 6 U0 b 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第三章参考答案 第7页 所以 UV 要使I30 OC X 0 5A 则 38 0 X OC X R I U R 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第四章参考答案 第1页 习题四习题四 万 用 表 4 1 提示 万用表的电阻档相当于一个电压源串电阻形式 万用表指针的摆动幅度与其电流成正比 可根据一阶动态电路 的分析理论来解释现象 并可确定电容的情况 参见图 4 2 电路如题图 4 1 所示 电源电压为 24V 且电路原已达稳 态 t 0 时合上开关 S 则电感电流 iL t A S 12 iL 24V 4H 6 题图 4 1 习题 4 2 电路 解 由于电路原已达稳态 电感两端电压为 0 合上开关 S 后 加在 6 电阻两端电压也为 0 该电阻中电流为 0 电路直接进入稳态 故电感电流为合上开关 S 前的稳态电流 即 iL t 24V 12 2A 用三要素公式可以得到同样的结果 电感电流初始值 iL 0 2A 稳态值 iL 2A 时间常 数 L R 4 12 6 1s 所以 t LLLL eiiiti 0 2A 4 3 电路如题图 4 2 所示 在 t 0 时开关闭合 闭合前电路已达稳态 求 t 0 时的电流 i t 10i1 i1 4A 4 uOC 断开电感电路图 10i1 i1 i 4A 4 2H S 题图 4 2 习题 4 3 电路 解 由题意可知 t 电感可看做短路 由 KVL 得 0 0 0 ii 10i1 4i1 0 得到稳态时电流 i1 0A 所以 电感稳态电流 i 4A 把电感断开 如图所示 可得开路电压 5614410 111 iiiuOCV 短路电流等于 i 所以戴维南等效电阻为 14 4 56 0 i u i u R OC SC OC 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第四章参考答案 第2页 故原电路时间常数为 7 1 0 R L s 利用三要素公式 可得 1 4 40 4 77tt eeti A 4 4 电路如题图 4 3 所示 i t 10mA R 10k L 1mH 开关接在 a 端为时已久 在 t 0 时开关由 a 端投向 b 端 求 t 0 时 u t iR t 和 iL t 并绘出波形图 a b iR t iL t i t R u t L a 题图 4 3 习题 4 4 电路及波形图 uL i 10mA 0 t 0 t 100V 10mA b c 解解 本题是求零输入响应 即在开关处于 a 时 主要是电感储能 当开关投向 b 后 讨论由电感的储能所引起的响应 所以对图 a t 0 时的电路可列出 00 tRi dt di L L L 及 iL 0 i t 10 mA 其解为 0 1010 7 10 tmAeeti t t L S R L 7 3 3 10 1010 10 则 0 10010101010 0 1 0 77 101033 tVee e L R LieLi dt di Ltu tt t L t L L L 而 0 10 7 10 tmAetiti t LR 其波形图见图 b 图 c 所示 4 5 电路如题图 4 4 所示 开关接在 a 端为时已久 在 t 0 时开关投向 b 端 求 3 电 阻中的电流 1 a b i t 3A 2 1F 3 题图 4 4 习题 4 5 电路 解解 因为 u 623 0 V c 注意 当稳态以后电容为开路 所以流过 1 和电容串联支路的电流为零 因此电容两端的电 压就是并联支路 2 支路两端的电压 当开关投向 b 时电流的初始值为 2 3 6 0 0 A R u i c SRCi3130 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第四章参考答案 第3页 故根据三要素法得 0 2 3 1 tAeti t 4 6 电路如题图 4 5 所示 开关在 t 0 时一直打开 在 t 0 时突然闭合 求 u t 的零输 入响应和零状态响应 解解 因为 u t uc t 所以求出 uc t 即可 方法一 直接用三要素法 注意 使用三要素法的初始值和稳态值只能是电容电压和 电感电流 因为电容电压和电感电流不能发生跳变 是连续的 开关闭合以后 时间常数由 两个电阻并联后 再与电容构成 RC 电路 SCR23 1 2 0 3 2 2 1 1 221 0 Vu Vu c c 所以 0 1 3 2 2 3 2 2 3 2 0 5 05 0 5 0 tee e euuutu tt t t cccc 43421 321 零状态响应 零输入响应 方法二 分别求出零输入响应和零状态响应 可以直接解微分方程 也可以直接 利用结论 零输入响应 02 21 5 05 0 0 teVeeUu tt t c 零状态响应 0 1 3 2 1 1 12 12 1 5 05 0 tVeeeRIu tt t sc 3 0 5 us t 2 3F uc t uo t 2uc t 题图 4 6 习题 4 7 电路 1A u t 2 3F 1 题图 4 5 习题 4 6 电路 4 7 电路如题图 4 6 所示 已知 u 01 00 t t t s 且 uc 0 5V 求输出电压 uo t 的零输入响应和零状态响应 解解 思路 若要求解 uo t 由图的右半部分可知 uo t 0 5 2 uc t 所以只要知道 uc t 即可 要求解 uc t 可从图的左半部分求得 t 0 时电路的时间常数为 SCR 5 18 3 2 3 0 课后答案网 课后答案网 电路与电子技术基础 第