電路分析基礎(chǔ)作業(yè)參考解答

1、 . 電路分析基礎(chǔ)作業(yè)參考解答第一章（P26-31）1-5 試求題1-5圖中各電路中電壓源、電流源與電阻的功率（須說明是吸收還是發(fā)出）。（a）解：標(biāo)注電壓如圖（a）所示。由有故電壓源的功率為（發(fā)出）電流源的功率為（吸收）電阻的功率為（吸收）（b）解：標(biāo)注電流如圖（b）所示。由歐姆定律與有，故電壓源的功率為（發(fā)出）電流源的功率為（發(fā)出）電阻的功率為（吸收）1-8 試求題1-8圖中各電路的電壓，并分別討論其功率平衡。（b）解：標(biāo)注電流如圖（b）所示。由有故由于電流源的功率為電阻的功率為外電路的功率為且所以電路的功率是平衡的，與電路發(fā)出的功率之和等于吸收功率之和。1-10 電路如題1-10圖所示，試

2、求：（1）圖（a）中，與；解：如下圖（a）所示。因?yàn)樗?-19 試求題1-19圖所示電路中控制量與電壓。解：如圖題1-19圖所示。由與有整理得解得，。題1-19圖補(bǔ)充題：1. 如圖1所示電路，已知 ， ，求電阻。圖1解：由題得因?yàn)樗?. 如圖2所示電路，求電路中的、和。圖2解：用標(biāo)注各支路電流且標(biāo)注回路繞行方向如圖2所示。由有解得，。故第二章（P47-51）2-4 求題2-4圖所示各電路的等效電阻，其中，。解：如圖（a）所示。顯然，被短路，、和形成并聯(lián)，再與串聯(lián)。如圖（c）所示。將原電路改畫成右邊的電橋電路。由于，所以該電路是一個(gè)平衡電橋，不管開關(guān)是否閉合，其所在支路均無電流流過，該支路既

3、可開路也可短路。故或如圖（f）所示。將原電路中上邊和中間的兩個(gè)形電路變換為形電路，其結(jié)果如下圖所示。由此可得2-8 求題2-8圖所示各電路中對(duì)角線電壓與總電壓。題2-8圖解：方法1。將原電路中左邊的形電路變換成形電路，如下圖所示：由并聯(lián)電路的分流公式可得，故方法2。將原電路中右邊的形電路變換成形電路，如下圖所示：由并聯(lián)電路的分流公式可得，故2-11 利用電源的等效變換，求題2-11圖所示各電路的電流。題2-11圖解：電源等效變換的結(jié)果如上圖所示。由此可得故2-15 試求題2-15圖（a）、（b）的輸入電阻。解：(a) 如題2-15圖所示。采用“”法，如右下圖所示。題2-15圖顯然由有即整理得故

4、補(bǔ)充題：1. 求圖3中的電流。圖3解：方法1：標(biāo)注電流如左上圖所示。因?yàn)樗杂煽傻梅椒?：將原電路左邊部分進(jìn)行電源等效變換，其結(jié)果如右上圖所示。由此可得2. 如圖4所示電路，求電壓。圖4由上圖可得3. 求圖5所示電路的輸入電阻。圖5解：采用“”法，如右上圖所示，將其左邊電路用電源等效變換法進(jìn)一步化簡(jiǎn)為下圖所示電路。由與可得整理得故第三章（P76-80）3-11 用回路電流法求題3-11圖所示電路中電流。題3-11圖解：取回路如上圖所示（實(shí)際上是網(wǎng)孔電流法），其回路電流方程為整理得解得，。故3-12 用回路電流法求題3-12圖所示電路中電流與電壓。解：取回路如下圖所示（實(shí)際上是網(wǎng)孔電流法），其回

5、路電流方程為整理得解得，。故題3-12圖3-13 用回路電流法求解：（1）題3-13圖（a）中的；（2）題3-13圖（b）中的。題3-13圖解：（1）選取回路如圖（a）所示，其回路電流方程為解得。故（2）選取回路如圖（b）所示，其回路電流方程為整理得解得，。故3-20 題3-20圖所示電路中電源為無伴電壓源，用節(jié)點(diǎn)電壓法求解電流和。題3-20圖解：選取參考節(jié)點(diǎn)如圖所示，其節(jié)點(diǎn)電壓方程為整理得因?yàn)?，所以，?-21 用節(jié)點(diǎn)電壓法求解題3-21圖所示電路中電壓。解：選取參考節(jié)點(diǎn)如圖所示，其節(jié)點(diǎn)電壓方程為其中解得。故題3-21圖3-22 用節(jié)點(diǎn)電壓法求解題3-13。題3-22圖解：（1）選取參考節(jié)點(diǎn)

6、如圖（a）所示，其節(jié)點(diǎn)電壓方程為其中整理得解得。故。（2）選取參考節(jié)點(diǎn)如圖（b）所示，其節(jié)點(diǎn)電壓方程為其中整理得解得。故第四章（P107-111）4-2 應(yīng)用疊加定理求題4-2圖所示電路中電壓。題4-2圖解：將上圖中兩個(gè)電壓源看成一組，電流源看成另一組，其各自的分解電路如下圖所示。題4-2圖的分解圖對(duì)于第一個(gè)分解電路，由節(jié)點(diǎn)電壓法有解得對(duì)于第二個(gè)分解電路，由分流公式有由疊加定理得4-8 題4-8圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)在位置1時(shí)，毫安表的讀數(shù)為；當(dāng)開關(guān)合向位置2時(shí)，毫安表的讀數(shù)為。如果把開關(guān)合向位置3，則毫安表的讀數(shù)為多少？題4-8圖解：將上圖可知，產(chǎn)生毫安表所在支路電流的原因有電流源和電壓源，電

7、流源一直保持不變，只有電壓源在變化，由齊次定理和疊加定理，可以將毫安表所在支路電流表示為代入已知條件有解得，。故當(dāng)合向位置3時(shí)，此時(shí)有4-11 題4-11圖（a）所示含源一端口的外特性曲線畫于題題4-11圖（b）中，求其等效電源。題4-11圖解：由于一端口的外特性曲線經(jīng)過和兩點(diǎn)，所以其直線方程為整理得令，即端口開路，可得其開路電壓為令，即端口短路，可得其短路電流為由此得一端口的等效電阻為故的戴維寧等效電源電路如下圖所示題4-11圖的戴維寧等效電源補(bǔ)充題：1. 如圖6所示電路，求電阻分別為、和時(shí)電流的值。圖6解：該題涉與到求電阻取不同值時(shí)的電流值，用戴維寧定理比較簡(jiǎn)單。將待求支路開路，對(duì)所形成的

8、一端口進(jìn)行戴維寧等效。（1）求開路電壓由右上圖可得（2）求等效電阻如上圖所示有（3）將戴維寧等效電源接上待求支路由此可得故當(dāng)電阻分別為、和時(shí)，電流的值分別為、和。2. 如圖7所示電路，求當(dāng)時(shí)可獲得最大功率，并求該最大功率。圖7解：將負(fù)載斷開，對(duì)斷開后的電路進(jìn)行戴維寧等效。1. 求開路電壓方法1：節(jié)點(diǎn)電壓法。如左下圖所示電路，其節(jié)點(diǎn)電壓方程為解得。故或方法2：電源等效變換法。原電路可以等效變換為右上圖所示電路由此可得或2. 求等效電阻其對(duì)應(yīng)的等效電路圖如下圖所示其等效電阻為所以，當(dāng)負(fù)載電阻時(shí)，其上可獲得最大功率，最大功率為3. 如圖8所示電路，為含有獨(dú)立電源的電阻電路。已知當(dāng)時(shí)可獲得最大功率，其

9、值為，試求的戴維寧等效電路（其電壓源的實(shí)際極性為上正下負(fù)）。圖8解：將等效為戴維寧等效電路，如圖（1）所示將圖（1）所示電路中的負(fù)載電阻斷開，其端口處的等效電阻和開路電壓分別如圖（2）和圖（3）所示。由題中所給條件與最大功率傳輸定理可得解之得。又因?yàn)樗裕ǚ想妷涸吹膶?shí)際極性為上正下負(fù)的條件）。由圖（3）有解之得故的戴維寧等效電路如下圖所示4. 如圖9所示電路，求當(dāng)時(shí)可獲得最大功率，并求該最大功率。圖9解：將負(fù)載開路，求其戴維寧等效電路1. 求開路電壓如左上圖所示電路，由節(jié)點(diǎn)電壓法有其中解得。故2. 求等效電阻如右上圖所示電路，由與有解得故所以，當(dāng)時(shí)可獲得最大功率，其最大功率為第五章（P192

10、-196）7-8 題7-8圖所示電路開關(guān)原合在位置1，時(shí)開關(guān)由位置1合向位置2，求時(shí)電感電壓。題7-8圖解：標(biāo)注電感電流如上圖所示由換路定理得換路后，由于電路中不存在獨(dú)立電源，所以有將換路后電路中的電感開路，求其等效電阻，如下圖所示由與有解得故由此得換路后電感放磁電路的時(shí)間常數(shù)為由一階電路的三要素法公式可得故7-10 題7-10圖所示電路中開關(guān)閉合前，電容電壓為零。在時(shí)閉合，求時(shí)的和。題7-10圖解：由題意與換路定理得換路后，電容電壓的終值為換路后，將電壓源短路與電容開路，則端口處的等效電阻為由此得換路后電容充電電路的時(shí)間常數(shù)為由一階電路的三要素法公式可得故7-11 題7-11圖所示電路中開關(guān)

11、打開前已處穩(wěn)定狀態(tài)。開關(guān)打開，求時(shí)的和電壓源發(fā)出的功率。題7-11圖解：標(biāo)注電感電流如上圖所示換路前電路中無獨(dú)立電源，所以由換路定理得換路后，將電感開路，求其戴維寧等效電路（1）求開路電壓（2）求等效電阻將電感接上戴維寧等效電源，如下圖所示由此可得由一階電路的三要素法公式可得所以電壓源發(fā)出的功率為7-13 題7-13圖所示電路，已知，時(shí)開關(guān)閉合，求時(shí)的電壓和電流。題7-13圖解：由換路定理有換路后，將電容開路，求其戴維寧等效電路1. 求開路電壓如上圖所示，由有解得。故2. 求等效電阻如上圖所示，由與有解得故3. 求電容電壓終值與時(shí)間常數(shù)將電容接上戴維寧等效電源，如下圖所示由此可得由一階電路的三

12、要素法公式可得所以7-19 題7-19圖所示電路開關(guān)原合在位置1，已達(dá)穩(wěn)態(tài)。時(shí)開關(guān)由位置1合向位置2，求時(shí)的電壓。題7-19圖解：1. 求電容電壓初始值由換路前電路可得換路后，將電容開路，求其戴維寧等效電路2. 求開路電壓如上圖所示，由有解得。故3. 求等效電阻由上圖知由得即故4. 求電容電壓終值與時(shí)間常數(shù)將電容接上戴維寧等效電源，如下圖所示由此可得由一階電路的三要素法公式可得7-20 題7-20圖所示電路，開關(guān)合在位置1時(shí)已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，時(shí)開關(guān)由位置1合向位置2，求時(shí)的電壓。題7-20圖1. 求電感電流初始值由換路前電路可得換路后，將電感開路，求其戴維寧等效電路2. 求開路電壓如下圖所示，有所

13、以3. 求等效電阻如上圖所示因?yàn)樗怨?. 求電感電流終值與時(shí)間常數(shù)將電感接上戴維寧等效電源，如下圖所示由此可得由一階電路的三要素法公式可得故第六章（P218）8-10 已知題8-10圖（a）中電壓表讀數(shù)為V1：30V，V2：60V；題8-10圖（b）中的V1：15V，V2：80V，V3：100V（電壓表的讀數(shù)為正弦電壓的有效值）。求圖中電壓的有效值。題8-10圖解：其相量電路如上圖所示。設(shè)，則，由得故8-14 電路由電壓源與和串聯(lián)組成，電感端電壓的有效值為。求值和電流的表達(dá)式。解：由題意可畫出相量電路如下由題中所給已知條件可得設(shè)，因?yàn)樗越獾?。從而?-15 已知題8-15圖所示電路中。求和

14、。題8-15圖解：設(shè)，由題中所給條件與電路結(jié)構(gòu)有。由與得8-16 題8-16圖所示電路中。求電壓。題8-16圖解：因?yàn)樗缘谄哒拢≒245-249）題9-5圖9-5 題9-5圖所示電路中，求電流和電壓，并畫出電路的相量圖。解：標(biāo)注電阻電流如上圖所示。由題中所給條件與電路結(jié)構(gòu)有。設(shè)，則有。由得因?yàn)樗杂煽山獾?，所以。故電路的相量圖如下圖所示9-6 題9-6圖中，調(diào)節(jié)電容，使電壓，電流表的讀數(shù)為。求電流表的讀數(shù)。題9-6圖解：方法1：相量圖法（最簡(jiǎn)單）。標(biāo)注支路電流如上圖所示。設(shè)，其相量圖如下圖所示由此可得方法2：法。設(shè)，由有其中，為阻感支路的阻抗角。由上述復(fù)數(shù)方程可得因，所以必定是負(fù)值。由此得故

15、方法3：解析法（較難）。由題設(shè)，因?yàn)槠渲兴缘奶摬勘貫榱?，即即另外，由分流公式（取有效值）可得所以而由有整理得由此得?-15 在題9-15圖所示電路中，已知，當(dāng)調(diào)節(jié)觸點(diǎn)使時(shí)，電壓表的讀數(shù)最小，其值為。求阻抗。題9-15圖解：方法1：解析法。標(biāo)注點(diǎn)如上圖所示。設(shè)，則當(dāng)觸點(diǎn)滑動(dòng)時(shí)，即改變時(shí)，只改變的實(shí)部，虛部不變。所以，當(dāng)?shù)膶?shí)部為零時(shí)，可達(dá)到最小，此時(shí)有解得上式表明，既可以是感性負(fù)載，也可以是容性負(fù)載。方法2：相量圖法。標(biāo)注負(fù)載所在支路電流如上圖所示。設(shè)。因?yàn)樗噪娐返南嗔繄D如下圖所示（感性負(fù)載）（容性負(fù)載）因?yàn)樗杂忠驗(yàn)樗钥紤]到負(fù)載既可為感性也可為容性，如上圖所示，所以有9-18 已知題9-18圖所示電路中，。求電源發(fā)出的復(fù)功率。題9-18圖題9-18圖解：方法1：網(wǎng)孔電流法。標(biāo)注支路電流和回路電流如左上圖所示。設(shè)，由已知條件有其網(wǎng)孔電流方程為整理得解得因?yàn)樗裕娫窗l(fā)出的復(fù)功率為方法2：節(jié)點(diǎn)電壓法。標(biāo)注支路電流