华南理工计算机电路例题解释4章

1、第一章电路的基础概念和定律例1-1在图1.6中，先取O点为参考点。已知Udo=Us=10V,(ta=7V,g2V。求帆(Jd,Ubc,Uad,Uda的值。解：因为a点与b点是等电位点。所以和二(J)a7VUbc=(J)b-(c=7-2=5V4d=Udo=10VUad=归<d=7-10=-3VUad为负值，说明参考方向与实际方向相反，端点d的电位高于端点a的电位，因此Uda二-Uad二-(-3V)=3V如下图1-1所示，选取O点为参考点，已知Udo=Us=12V,后7V,g2V。则Uad=(C)。A.12VB,-12VC.-5VD.5V例1-2图1.8所示的简单电路，已知回路电流I=2A和

2、电源电压Us=10Vo计算电阻和后压源的功率。解：Pr=IUs=2x10=20WPs=IUs=2x10=20Wp=ui=ri2=U7r4.如上图1-2所示，已知R=6Q和电压源的电压Us=6Vo则电路中电阻R所消耗的功率Pr=(C)。A.1JB.1WC.6WD.36W例1-3如图1.10所示，当R由此50Q换成25Q时，Uab及I的大小各自怎么变化？解：对图中电路，因Us=Uab是理想电压源的输出电压，它不会随负载R的改变而改变，所以Uab=5V不变，而I会随R的改变而改变；对于右图，因I是理想电流源的输出电流，所以I=2A不变，而Uab会随R的改变而改变。1 .如下图1-3所示，当R由50。

3、换成25Q时，I的大小()。A.变大B.变小C.不变D.不确定2 .如下图1-3所示，已知当R=50。时，测量到Uab=5V0当把R换成25Q电阻时，这时测量到Uab=()。A.2.5VB.5VC.10VD.不确定3 .如图1-1所示电路中，当R1增加时，电流12将()。A.变大B.变小C.不变D.不能确定4 .如图1-1电路所示，当R1增加时，则电压U2将()。A.变大B.变小C.不变D.不能确例1-5如图所示，已知每个电阻元件的阻值均为10Q,每个电阻元件上已给出了电压和电流的参考方向。(1)求电流11、I2和电压U3、U4。(2)分析11、12、U3、U4的实际方向。解：(a)因电流电压

4、的参考方向为关联方向，所以I1=U/R=50/10=5A。结果为正，说明电流I1实际方向与参考方向相同，为a流向b;(b)因电流电压的参考方向为非关联方向，所以I2=-(U/R)=-40/10=-4Ao结果为负，电流I2实际方向与参考方向相反，为a流向b;(c)因电流电压的参考方向为关联方向，所以U3=RI=10*(-2)=-20Vo结果为负，电压U3实际方向与参考方向相反，b端为“+”，a端为“-”；(d)因电流电压的参考方向为非关联方向，所以U4=-(IR)=-(3*10)=-30。结果为负，电压U4实际方向与参考方向相反，a端为“+”，b端为“-”;1 .根据上图1-4所示，已知电阻元件

5、的阻值均为10Q,求I2、U3=(A)。A.-4A、-20VB.4A、20VC.4A、-20VD.-4A、20V+40v-U3-a一+ba，b12-2A例1-8计算下图所示电路的(1)电压Ucd、电流I；(2)电压Uac(1) 设从a点出发，顺时针绕行一周，有5+5-3+Uc+10=0,所以Ucd=3Vo由于Ucd与I为关联方向，所以I=Ucd/R=3/3=1A(2) 从路adc观看，Uac=Uad+Udc=Uad+(-Ucd)=10-3=7V从路abc观看，Uac=Uab+Ubc=5+5-3=7V可见，两个路途计算出来的结果完全一样。1.如图1-2所示为某电路中的一个回路，求A. 2VB.

6、-2vUcb=(A)oC. 8VD. -8V7Vl+aT-F-3Vd2VcbCDUcb+Uba+Uad+Udc=0习题(D(2)(3)1-4因为3=I+(-2),所以I=5;(I进I出因为11+4+1=0,所以Ii=-5A;又因为因为Ie=2+0.005=2.005AIi+I2+2=5,所以I2=8A2A5mA.1-51.分析图1-6的电路图，求Ie=(1-6CA. 2.5AB. 2AC.2.005AD.不确定2.分析下面1-5的电路图，求I=A. 1AB. 3AC. 5AD.不确定JZ2R3AI-2A3.根据图1-3所示的电路图，求出I2=(A. 3A算B. 5AoC. 8AD.无法计4A5

7、AI2第二章电路基本分析方法例2-1求图2.3所示电路的等效电阻Rab和Ucb例2-3求图所示电路电源的等效变换电源。袒：首先画出实际电源的等效变换电路，如图所示，注意电流源的方向和电压源的极性。(1) Is=Us/R0=10/2=5AR0=2Q(2) Us=IsR0=6x10=60VRo=10Q例2-4用戴维南定理求图所示电路中的电流Ii=0I2=6/(2+4)=1AUs=Uoc=-3-2xIi+4xI2=-3-0+4x1=1V再将电压源短路，得图(B),求入端电阻Us_1R0R-3.33-6.67=0.1(A)1.分析上面图1-6电路图，在(a)(c)等效变换电源后，则Is和R。分别是()

8、。A.3A、3QB.4A、3QC.12A、6QD.3A、12QI,已知r=R=2Q,R=4Q,R=6.67QO_24R0=2=3.33I124由于图2.9(A)和图2.10(C)对负载R来说是等效电路，可由图2.10(C)求电流aR1R34-r-6V-fl3VR1说R2例2-5图2.11(a)所示为一桥型电路，试用戴维南定理求15.2Q电阻中流过的电流I。解：先求开路电压，如图示2.11(b)所示，显然15,A=1A96Uoc=UacUcb=3I1-6I2=33-61=3V再由图2.11(c)求入端电阻2396R0二二4.8'.12396由于图2.11(a)可用图2.11(d)来等效，

9、所以可由图2.11(d)求电流IUsR015.24.815.23=0.15A01.分析如图3-1所示的电路图，试用戴维南定理计算电流I例2-6用戴维南定理求图2.12(a)所示电路中的电流I。解：求开路电压，如图2.12(b)所示，有Us=Uoc=3X2=6V再由图2.12(C)所示求入端电阻R0=3Q所以，由图2.12(d)得I6=0.75AUs例2-7求图所示电路的戴维南等效电路.解：解题过程详见图所示。利用前面学过的两种实际电源的等效与换原理，先将图2.13电路等效为图2.14(a)所示电路，即将并联的电压源转换成电流源；合并电流源如图2.14(b)所示;再将电流源转换成电压源，如图2.

10、14(c)所示;最后合并用联电压源成为戴维南等效电路，如图2.14(d)所示.1 .分析图3-1所示的电路图，已知Ui=24V,5=6V,Is=10A,R=3Q,R=R=R=2Q。用戴维南定理求出电流I和R所消耗的功率。a-+6Vb2-12 .分析如图3-1所示的电路图，已知Uab=6V,Ri=10Q,R2=R3=8Q,R4=3Q,R5=6Q,求电路中的等效电阻Rab和电流Iio（共10分）F2rniijrR3RnnR5IjJ二.分析如图2-1所示的电路图，已知Ri=R3=3Q,R2=6Q,R4=2Q,试求出电路的戴维南等效电路，如果在ab端接一个3Q电阻，求它所加耗的功率P。（共10分）O2

11、.3.2支路电流法的应用如图2.15所示，已知R1=2Q、R2=3Q、R3=4Q、Us1=14V、Us2=5V,求各支路电流。b解：该电路有3条支路、2个节点、2个网孔。1 .首先标出3条支路的电流Ii、12、I3及其参考方向，如图2.15所示。2 .以这3个电流为变量，列写方程。因这里有a、b两个节点，那么就只能有一个独立节点，任选a点列写KCL方程为11+I2+I3=0再设定各网孔的绕行方向，列写网孔的KVL方程为R1I1-R3I3-US1-0US2-R2I2R3I3=0因有3个被求量，就建立3个独立方程求解之。将已知数代入上式得11T2I3=02I1-4I3-14=05-3I4I3=0解

12、得各支路电流：I1=3A,I2=-1A,I3=-2Ao其中I2、I3计算结果为负值，说明其参考方向与实际方向相反。由此归纳出支路电流法的解题步骤如下：设定所求的b条支路的电流及参考方向。任选n-1个节点，列写n-1个KCL方程。设定各回路的绕行方向，列写b-(n-1)个回路的KVL方程(通常可列写相应网孔的KVL方程)联立b个方程组，解出B支路电流。最后根据需要，进一步计算各元件的电压、功率等。例2-8用支路电流法求解图2.16电路的各支路电流。袒：设各支路电流及参考方向如图2-16电路所示。这里有4个节点，则有3个独立节点，任选a、b、c3个点列写KCL方程:I1I2I5=0<I2+I

13、3+I6=。J4+I5I6=0再设定各网孔的绕行方向，列写3个网孔的KVL方程：R1I1R5I5-R4I4-Us1=0s2s3R2I2-R5I5-RI6+U-R3I3+R4I4+RJ6U有6个被求支路电流量，这里列写了6个独立方程，联立求解6个方程，便可解出支路电流11>I2、I3、I4、gI6。2.5齐性定理例2-16图2-25所示为一梯形电路，求各支路电流。已知R1=R3=R5=3Q,R2=R4=R6=6QI1Ra2I3Rb+129VQI5RRdrI4R解:对梯形电路利用齐性定理求解比较方便。设I5=1AUbc=(RR6)I5=9VI4=Ubc=9=i.5AR46I4I5=1.51=

14、2.5AUad=R3I3Ubc32.59=16.5V11 =KI1=45.25=21A12 =KI2=42.75=11A（13 =KI3=42.5=10A14 =KI4=41.5=6A15 =KI5=41=4A本例计算是从梯形电路距离电源最远的一端算起，倒退到电源处，通常把这种方法叫“倒推法”。计算结果最后按齐性定理予以修正。1.分析如图3-1所示的电路图，已知图中所有的电阻阻值为1Q,求电路中支路电流I1,I2,I3,I4,I5。11c13a15f1r、11-I2vI410V（）rinrd1,b早3-1解：设设I5=1AUab=(R5R6)I5=2VI4UabR42=2A1I3=I4I5=2

15、1=3AUcd=R3I3(知=132=5VUcdR25=5A1I1=I2I3=53=8AUs=R1I1Ucd=185-13V现已知US=10V,即电源电压增大了K=10/13倍，因此，各支路电流也相应增大10/13倍，所以(11 =KIi=10/138=80/136.15A12 =KI2=10/135=50/133.85A._.»_13 =KI3=10/133=30/13:2.31A._.»_.一14 =KI4=10/132=20/131.54A(15 =KI5=10/131=10/13：0.77A2-1解:求图中电路的等效电阻RcbRac36二2,J3688,=4888Q

16、6QRacb=RacRcb=42=6口Rab10Racb1066010Racb10616:3.75',12-6求图2-31所示电品&中的Rab、I、I1、Uda、Ube。解：Rade=22+10=32QRace=4+30=34Q32341088Rae=16.48'.1323466Rb=Re+Rb=16.48+60=76.48Q220.2976.48Ube=IRbe=0.29x60=17.4VIiUaeUs-UbeRade22-17.4ca=0.14A32Ua=IiRa=0.14x22=3.08V1.分析图2-1所示的电路图,Q,求电路中的Rb、I、I1、已知R=60Q,

17、R=10Q,R=22Q,R=30Q,R4=4Ua、Ube、Pda?。Rd22V。RiIid,1R2第三章正弦交流电路例3.1已知某正弦交流电压、电流的瞬时值分别为u(t)=300sin(2000g+n/6)mV,i=5sin(2000ntn/3)mA。分别写出该电压、电流的幅值，有效值，频率、周期、角频率，初相，以及电压与电流的相位差。解：电压、电流的幅值Um=300mVIm=5mAUm300Im5有效化u=rm=k之212.imV,=书=3.5mA72：2.2.-2角频率后2000阳频率f=£-=迎”=1000出,周期T=!=0.001S2二2二f初相M="6,(|)i=

18、-3电压与电流的相位差：小=M-6=6-(-/3)=21.已知ua=220或sin314t伏，ub=220/sin(314t-"4)伏，请写出各正弦量的振幅值、有效值、初相、角频率、频率和周期，以及UA与UB之间的相位差,2.已知正弦电流i1=31.1sin(314t+200)A,i2=10合sin(314t-700)A。写出它们的最大值、有效值，角频率、频率、周期、初相位及相位差。(共10分)3.已知某一正弦电流的周期为0.0002S,初相位为-30°,且知当t=0.0001S时它的瞬时值为10mA试写出它的瞬时值表达式。4 .已知某正弦电流的幅值为10A,初相为九/6,

19、频率为50Hz,求当t=0.01S时的电流值。5 .已知i(t)=Imsin(t+tt/6)A,=314rad/s,50时其瞬时值为16A,试求有效值I,并求t为多少时i=Im?3.2正弦量的相量表示法及复数运算i(t)如sin(t)=I=IIm=Imu(t)=.2Usin(t：u)=U=U=Um=Um'正弦量有效值相量振幅相量例3.2已知ui(t)=222(Si3ntyqMu2=1413nt44)Vi(t)=70.5sin(314tg)mA,写出ui,u2,i的相量。解：itUi=220.-V4二U2-100.-V3二I=50.-mA6例3.4(1)已知A1=4+j3,A2=-3+j

20、4,求A1+A2,A1-A2。(2)已知A=4/30A2=5/120:求A1A2,A1/A2。解：A1+A2=4+(-3)+j(3+4)=1+j7A1-A2=4-(-3)+j(3-4)=7-jA,A2=4M5/(-300+120=20/90二A4.-3044(-30-120)150A2512055第四章线性电路的暂态分析换路定律:Uc(0Q=l(0JjL(0J=iL(0J例4.1如图4-2(a)所示，直流电源的电压Us=100V,R2=100Q,开关S原先合在1的位置，求开关由1位置合到2位置的瞬间，电路中电阻Ri、R2上及电容C上的电压和电流的初始值。解：参考方向如图所示。由于电容在直流稳定

21、状态下相当于开路，所以换路前的电容电压为uc(0J=Us=100V,当S合到位置2时，根据换路定律Uc(0)=Uc(0J=100V如图4-2(b)所示，根据KVL有uR2(0+)=uc(0+)=100VUR2(0)-100iC(0：；)-iR2(0;：；)-=-1AR2100因为k(0+)=0,则有Ur1(0Q=R乂"0+)=0(a)换路前iR2icUCVQus+UR2iR2icC(0+)(b)换路后t=0+瞬间例4.2如图4-3(a)所示电路,已知：Us=9V,Ri=3Q,R2=6Q,L=1H。在t=0时换路，即开关由1位置合到2位置，设换路前电路已经稳定，求换路后的初始值ii(0

22、Ji2(0JuL(0/。解：(1)作t=0-的等效电路图4-3(b),参考方向如图所示，由于电感在直流稳定状态下相当于短路，所以换路前的电感电流为UsiL(»R9=3A3根据换路定律得：iL(0+)iL(0_)3A(2)作t=0+瞬间的等效电路图4-3(C),由此可得i1(0)=R2=2AR1R2i2(0)i(0)-iL(0)=2-3=-1AuL(0)=R2i2(0.)=6(-1)=6V(0+)(c)换路后t=0+瞬间例4.3如图4-4(a)所示，已知Ri=4Q,R2=3Q,R3=6Q,Us=10V。t=0时开关S闭合，换路前电路无储能。求开关S闭合后各电压、电流的初始值。解：(1)因换路前电路无储能，所以Uc(0)=Uc(0_)=0(0.)丸(0_)=0(2)作t=0+瞬间的等效电路图4-4(b)0电容电压为0,电容相当于短路；电感电流为0,电感相当于开路。那么10i(0.)=ic(0.)1A4-6Ur1(0.)=Ri(0.)=41=4VUr3(0)=R3ic(0)=61