第二章习题2.1 如题2.1图所示有向拓扑图,试选2种树,并标出2种树所对应的基本(a) 树一1T 如图所示。
基本割集为:c1{1,2,4}, c2{1,3,7}, c3{1,3,6,8}, c4{1,3,6,5,4} 基本回路为:l1{5,6,8}, l2{2,4,5}, l3{3,5,8,7}, l4{1,2,5,8,7}(b) 树二2T 如图所示。
基本割集为:c1{4,5,8}, c2{5,7,8}, c3{1,3,7}, c4{4,2,3,7} 基本回路为:l1{2,4,5}, l2{5,6,8}, l3{1,2,3}, l4{1,2,6,7}2.2 题2.2图示电路,求支路电流1I 、2I 、3I解:列两个KVL 回路方程:051)54211=-+++I I I ( 021)510212=-+++I I I (整理为: 45921=+I I 115521=+I I 解得:A I 5.01= A I 1.02-=而 A I I I 4.0)213-=+-=(2.3 如题2.3图所示电路,已知电流A I 21=解:可列KVL 回路方程: 2I+2+(i-3)R=3已知 i=2A ,代入上式可得: R=3Ω2.4 如题2.4图所示电路,试选一种树,确定基本回路,仅用一个基本回路方程求解电流i 。
解:10(i-6)+5(0.4i+i)+13i=0 解得: i=2A2.5 如题2.5图所示电路,试选一种树,确定基本割集,仅用一个基本割集方程求解电压u 。
若用节点法,你将选择哪一个节点作参考点?试用一个节点方程求电压u 。
解:①② 选3为参考节点,列方程如下: 52018120124-=-+u u )(已知V u 122-=,代入上式,有: 52012812014-=++u )(解得节点点位: V u 324-=又可知 0124=++u u 得: V u u 201232124=-=--=2.6 如题2.6图所示电路,已知电流A i 21=,A i 12=,求电压bc u 、电阻R 及电压源S u 。
解:列三个网孔方程28)6=-+B A Ri i R(①33)43(-=-+++-C B A i i R Ri ②S C B u i i -=++3)323-( ③ 可知: 12==i i B 21==-i i i B A 可得: 32=+=B A i i由①式可得: 283)6=-+R R ( 解得: Ω=5R 由②式有: 33)57(35-=-++⨯-C i 解得: 0=C i 由③式有: S u -=33- 解得: V u S 6= 根据KVL 有: V i u bc 7432-=--=2.7 如题2.7图所示平面电路,各网孔电流如图中所标,试列写出可用来求解该电路的网孔方程。
解:各网孔方程如下:471414)4141--=-+++C B A i i i ( 5725)5214(14--=++++C B A i i i 354)354(54+-=++++-C B A i i i整理得:1041419-=-+C B A i i i 1052114-=++C B A i i i 21254=++-C B A i i i2.8 如题2.8图所示电路,设节点1、2的电位分别为1u 、2u ,试列写出可用来求解该电路的节点方程。
节点方程为: 45131)312131(21-+=-++u u124)4131(3121--=++-u u2.9 如题2.9图所示电路,求电压ab u 。
解:将电压源变换为电流源,列节点 方程如下:2411)3111(-=-+b a u u422)2111(11-+=++-b a u u整理得: 634=-b a u u032=+-b a u u 联解得: V u a 3= V u b 2= 所以有: V u u u b a ab 1=-=2.10 如题2.10图所示电路中,负载电阻L R 是阻值可变的电气设备。
它由一台直流发电机和一串联蓄电池组并联供电。
蓄电组常接在电路。
当用电设备需要大电流(L R 值变小)时蓄电池组放电;当用电设备需要小电流时(L R 值变大)时,蓄电池组充电。
设V U S 401=,阻Ω=5.01S R ,V U S 322=,阻Ω=2.02S R⑴ 如果用电设备的电阻Ω=1L R 时,求负载吸收的功率和蓄电池组所在支路的电流1I 。
这时蓄电池组是充电还是放电?⑵ 如果用电设备的电阻Ω=17L R 时,求负载吸收的功率和蓄电池组所在支路的电流1I 。
这时蓄电池组是充电还是放电?解:⑴ 当Ω=1L R ,设发电机支路电流为2I ,可列两个回路方程:1212120S S S S U I R U I R --+= 21212()0S S LU I R I I R --+=代入数据整理有:210.50.28I I -= 121.232I I +=联立求解得: 110I A = 220I A =所以有: 212()900L L P I I R W =+= 此时蓄电池组放电⑵ 当Ω=17L R ,代入上面方程,可得: 210.50.28I I -= 1217.21732I I +=联立求解得: 110I A =- 212I A =所以有: 212()68L L P I I R W =+= 此时蓄电池组充电2.11 如题2.11图所示电路,求图中受控源产生的功率P 受。
解:如图所示,有三个网孔①、②、③,设定 网孔电流巡回方向一致,列网孔方程:注意到网孔电流 3222A i i i ==,应而只需列网 孔①和②两个方程。
123(100100200)200100142i i i ++--=+ 12200(200300)2i i -++=- 1240040016i i -= 122005002i i -+=-解得: 22100i A =16100i A =受控源两端的电压为: 312146()100(2)100()1002100100u i i i i V =-=-=-=- 所以产生的功率为: 42(2)0.08100A P i u W =⨯=⨯-=受2.12 求如题2.12图所示电路中负载电阻R L 上吸收的功率P L 。
解:由于网孔3的网孔电流已知,为0.5i mA =-3 所以只需列两个网孔方程:123(1.53)3 1.56i i i +--=1233(113)0i i i -+++-= 将0.5i mA =-3代入,整理有:124.53 5.25i i -= 12350.5i i -+=- 联解得: 21i mA =可得: 221L L P i R mW =⨯=2.13 题2.13图示电路为晶体管等效电路,电路中各电阻及β均为已知,求电流放大系数i A (21/i A i i =),电压放大系数u A (21/u A u u =)。
解:设流过b R 的电流为/i ,则有: /1i i i b += 而 bfb be b R R i r i i )1(/β++=所以有: ])1(1[1bfbe b R R r i i β+++=而2i 是b i β的分流,为: LC Cb R R R i i +-=β2可得: fbe b b L C C i R r R R R R R i i A )1(12ββ+++⋅+-==又 LC LC b R R R R i u +-=β2 f b be b s R i r i u )1(β++=可得: fbe L C L C s u R r R R R R u u A )1(12ββ++⋅+-==2.14 如题2.14图所示电路,求电流i 1、i 2。
解:将电压源支路变换为电流源形式, 列一个节点方程:1111()103051110.5u +++=--- 解得 9u V =- 因而有: 291ui mA k ==-Ω154411u Vi mA k k +-===-ΩΩ2.15 求如题2.15图所示电路中电压U 、电流I 和电源U S 产生的功率P S 。
解:将电压源支路变换为电流源形式, 列两个节点方程:12111()22131U U +-=+ 12111()322112U U-++=-+ 联立求解得: 19U V = 28U V = 电压源支路电流为: 222S S U U I A -==- 可得: 28U U V ==1/33I U A ==4(2)8S S s P U I W ==⨯-=-2.16 如题2.16图所示电路,求电压U 。
解:将电压源支路变换为电流源形式, 列节点方程,有:1211111()()6132636U U ++-+=+ 1211111()()2136236U U -++++=-整理有:12214U U -=1222U U -+= 解得: 110U V = 26U V = 所以: 121064U U U V V V =-=-=2.17求如题2.17图所示电路中负载电阻R L 解:选三个节点如图所示,显然有:37U V = 列两个节点方程:1231111()71331U U U +--=-12311111()033212U U U -+++-=将37U V =代入,整理有:1241033U U -= 121117362U U -+=联立求解可得: 22U V =所以有: 22/4L L P U R W ==2.18 试设计一个电路,使其节点方程为如下方程: 12331u u u --= 123531u u u -+-=- 123351u u u --+=-式中,u 1、u 2、u 3分别为节点1、2、3的电位。
解:如图,节点4为参考节点。
2.19 如题2.19图所示电路中。
若/8i i =x ,试求电阻R x 的值。
解:该电路有三个网孔,已知有一个 网孔电流i i A =,所以列网孔方程为:0)15(10=-++-C x B x A i R i R i 0)10(5=++--C x B x A i R i R i已知: C B x i i i -= 和 )(88C B x A i i i i i -=== 带入方程,有0158080=-+++-C x B x B C B i R i R i i i ① 0104040=++-+-C x C B x C B i R i i R i i ② 两式相加,得: 0130105=+-C B i i 可有: 2126105130==C B i i 上面①式可变为: 0)(8065=-++-C B x C B i i R i i 进一步有: 0)1(8065=-++-CB xC B i iR i i 带入2126=C B i i ,解得 Ω=2x R2.20 如题2.20图所示电路,求电压u x 、电流i x2.21 求如题2.21图所示电路中的电流I解:该电路有四个网孔,如图所示, 已知网孔电流A 2=C i ,设1A 电流源上 的电压为/u ,方向与电流方向一致,可 列如下网孔方程:u i i C A -=-12 ① /2u u i B -+= ② 52/+=+-u i i D C ③由②式和③式消去/u ,可得 : u i i i D C B +=+-72 ④ 又已知: 2=C i 代入上式可得:u i A -=32 ⑤ u i i D B +=+92 ⑥由⑤式和⑥式消去u ,可得: 1222=++D B A i i i ⑦ 又已知: 3=-A B i i ⑧ 1=-D B i i ⑨ 联解⑦、⑧、⑨式,可得: A i A 1-= A i B 4= A i D 3= 显然有: A i i D 3==V i u A 523=-=2.22 求如题2.22图所示电路中的电压u x 。