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电路分析答案内容第三章

解:根据线性电路的叠加定理,有:
将已知数据代入,有:
联立解得:
因而有: 将 、 代入
可得:
3.5如题3.5图所示电路,已知当开关S在位置1时,I=40mA;当S在位置2时,I=-60mA;求当S在位置3时的I值。
解:设电源 和 对电流 的贡献为 ,
根据线性电路的叠加定理,有:
其中 为开关外接电源的作用。
显然有:
图(b)电路可以看成图(e)电路,
所以图(e)电路是图(d)电路的互易
电路。根据互易定理形式三,有:
解得:
可得:
3.20如题3.20图所示电路,已知二端电路N端子上的电压电流关系为 ,试求 、 和 。
解:对连接电路N的外电路进行戴文宁
等效,可知等效电阻为
开路电压为(根据叠加定理):
根据端口关系,有 又已知
解:将电路N进行戴文宁等效,并将受控源
转换为电压源形式,有
得:
又有: 得:
可得:
将 , ; , 代入,有

联立求解可得:
再求电路N的等效电阻 ,用外加电压、电流法,有
可求得:
当 时可获得最大功率,则有:
解得:
最大功率为:
3.18如题3.18图所示电路, 仅由线性电阻组成。已知当 、 时, 、 ;当 、 时, ,求此时的 。
解:从输出端进行戴文宁等效,有
当 时, ,可得
当 时, ,代入上式可求得:
因此,当 时,有
3.9如题3.9图所示电路,当R=12Ω时其上电流为I。若要求I增至原来值的3倍,而电路中除R外的其他部分均不变,则此时的电阻R为多少?
解:从R两端进行戴文宁等效,可得等效
电源 ,等效电阻
根据等效电路,当 有
而 ,若 ,则有:
根据叠加定理可得:
3.3如题3.3图所示电路,求电压 。如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,电压 变为多少?
解:根据KVL列一个回路
两个电压源支路可列方程:
由此可得:
代入上式得:
若独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,由上式可知:
解得
有:
3.4如题3.4图所示电路,N为不含独立源的线性电路。已知:当 、 时, ;当 、 时, ;求当 、 时的电压 。
3.10求如题3.10图所示各电路ab端的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。
解:对图(a)电路进行诺顿等效,求ab两端的短路电流,如图可知:

可得:
求电压源短路时,ab两端的等效电阻:
对图(b)电路进行戴文宁等效,
3.11如题3.11(a)图所示线性有源二端电路N,其伏安关系如题3.11(b)图所示。试求它的戴维宁等效电路。
开关S在位置1时,有
此时可将 视为0
开关S在位置2时,有
由上可解得:
当S在位置3时, ,则有:
3.6如题3.6图所示电路,若 ,求电阻 的值。
解:运用置换定理将电路变为如下图所示。
根据叠加定理电压 可看成电流源 和 共同
作用,即
由电流源 单独作用, 电流源 单独作用。
根据分流关系,有:
因而有:
故得:
有 ②
联解①式和②式,可得:
因而有:
当 , 时,可得
3.13如题3.13图所示电路,已知 ,求电阻R。
解:从电阻R两端进行戴文宁等效,其
开路电压为:
等效电阻为:
则可得:
解得:
3.14如题3.14图所示电路,N为含有独立源的线性电阻电路。已知当 时其上获得最大功率为1W,求N的戴维宁等效电路。
解:将电路等效为如图所示,根据功率
当 时,端口为开路电压 ,有:
当 时,端口电压为零,有:
由上两个方程解出 和k为:
可得:
由戴文宁等效电路可知:
代入上式,可得:
最大传输定理,有:
可解得:
又有:
u为 两端的开路电压,可解得:
根据等效电路可知:
解得: 或
3.15如题3.15图所示电路, 可任意改变,问 等于多大时其上获得最大功率,并求出该最大功率。
解:对 两端进行戴文宁等效,首先
求开路电压 ,有:

解得 可得:
再求等效电阻 ,如右图所示,有:
而此时
解得
故得
根据最大功率传输定理,当 时,
可获得最大功率,为:
3.16如题3.16图所示电路, 、 均未知,已知当 时电流 。若 可任意改变,问 等于多大时其上获得最大功率,并求出该最大功率。
解:从 两端进行戴文宁等效
可知
又有 代入已知数据可得:根据Fra bibliotek大功率传输定理,有
当 时可获得最大功率

3.17如题3.17图所示电路,N为含独立源的线性电阻电路。已知当受控电流源系数 时,电压 ;当 时,电压 。求 为何值时外部电路从N获得最大功率,并求出该功率。
第三章习题
3.1如题3.1图所示梯形电路。
⑴ 已知 ,求 、 和 。
⑵ 已知 ,求 、 和 。
⑶ 已知 ,求 和 。
解:根据线性电路的性质,设:
令: 可推出
因而可得:
1当 时,有:
2当 时,有:
3当 时,有:
3.2如题3.2图所示电路,已知 , ,用叠加定理求电路 。
解: 单独作用时,有:
单独作用时,有:
代入可得方程
解方程得: 有
当 , 时,有
当 , 时,有
3.21如题3.21图所示电路中,若要求输出电压 不受电压源 的影响,问受控源中的 应为何值?
解:从 两端进行戴文宁等效,如下图
所示,其开路电压为(将电流源变换为电压源,
再根据叠加原理):
而 代入上式
可得:
根据分压有:
若 不受 的影响,则应有:
可得:
3.7如题3.7图所示电路,当 分别为1Ω、2Ω和5Ω时,求其上电流 分别为多少?
解:将电流源变换为电压源形式,再根据
叠加原理,有:
整理可得:
当 时,有:
当 时,有:
当 时,有:
3.8如题3.8图所示电路,N为不含独立源的线性电路,已知输出电压 ;若在输出端接上5Ω电阻,则 。问在输出端接3Ω电阻时,输出电压 与输入电压 的关系如何?
结合上面电阻 欧姆定律,有
因而可得
根据给出的已知条件,由电路可知
代入上式,有
解得
3.19如题3.19图所示电路中 仅由线性电阻组成,当 端接电压源 时[如图(a)],测得 、 ;若 接 电阻, 端接电压源 时[如图(b)],求电流 。
解:应用互易定理求解,互易后要保持拓扑结构不变,将图(a)变为如下的电路图(c),并联一个 的电阻不影响电流 ,由置换定理将图(c)电路变为图(d)电路。
解:根据戴文宁等效电路,端口
电压、电流的约束关系为:
当 时,有
当 时,有
3.12如题3.12图所示线性时不变电阻电路,已知当 、 时,电流 ;当 、 时,电流 ;问当 、 时,电流 为多少?
解:从负载两端进行诺顿等效,根据线性
电路的齐次性,等效电流源为:
则有:
t=0时, , , 代入上式
有 ①
再将 、 时, 代入上式
解:设两组条件分别对应两个电路:其中第一组条件对应图(a),第二组条件对应图(b)。求解变为对图(b)的电路,当 、 、 时,求
设 中有k个电阻,对图(a),第j个电阻上的电压、电流分别为 和 ;对图(b),第j个电阻上的电压、电流分别为 和 。根据欧姆定律,有
图(a)与图(b)具有相同的拓扑结构,根据特勒根定理,有
3.22如题3.22图所示某线性电路的支路A中接有电阻 。当 时,另一支路B中的电流 ;当 时,支路B中的电流为 。设从N的左端向右看进去的戴维宁等效电阻为 。试证,当 为任一值时,支路B中的电流

解:将支路B电流 用电流源置换,则根据
线性电路的叠加定理,电路N左端的端口电压可表示为:
为电路N内电源作用的分量
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