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《电路原理》课后习题答案

(a)(b)
题3-1图

解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解3-1图(a1)和(b1)。
图(a1)中节点数 ,支路数
图(b1)中节点数 ,支路数
(2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。
电压源功率 (发出75W)
1-16电路如题1-16图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。
(a) (b)
题1-16图

1-20试求题1-20图所示电路中控制量u1及电压u。
题1-20图
解:设电流 ,列KVL方程
|
得:
第二章“电阻电路的等效变换”练习题
2-1电路如题2-1图所示,已知uS=100V,R1=2k,R2=8k。试求以下3种情况下的电压u2和电流i2、i3:(1)R3=8k;(2)R3=(R3处开路);(3)R3=0(R3处短路)。

行列式解方程组为
所以
3-11用回路电流法求解题3-11图所示电路中电流I。
题3-11图
解由题已知,
其余两回路方程为
代人整理得
所以
|
3-12用回路电流法求解题3-12图所示电路中电流 及电压 。
题3-12图
|
3-15列出题3-15图(a)、(b)所示电路的结点电压方程。
(a)(b)
题3-15图
解:图(a)以④为参考结点,则结点电压方程为:
第五版《电路原理》课后作业答案
第一章“电路模型和电路定律”练习题
1-1说明题1-1图(a)、(b)中:(1)u、i的参考方向是否关联(2)ui乘积表示什么功率(3)如果在图(a)中u>0、i<0;图(b)中u>0、i>0,元件实际发出还是吸收功率
(a) (b)
题1-1图

(1)u、i的参考方向是否关联
题2-13图
解由题意可等效电路图为解2-13图。
所以

又由KVL得到 所以
=
2-14试求题2-14图(a)、(b)的输入电阻 。
(a)(b)
题2-14图
解(1)由题意可设端口电流 参考方向如图,于是可由KVL得到,
:
(2)由题已知可得
第三章“电阻电路的一般分析”练习题
3-1在以下两种情况下,画出题3-1图所示电路的图,并说明其结点数和支路数:(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。
(3)如果在图 (a) 中u>0,i<0,元件实际发出还是吸收功率
答:(a)发出功率——关联方向下,u> 0,i< 0,功率p为负值下,元件实际发出功率;
(b)吸收功率——非关联方向下,调换电流i的参考方向之后,u> 0,i>0,功率p为正值下,元件实际吸收功率;
1-4在指定的电压u和电流i的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程(即VCR)。

换路后iC和uR发生了跃变。
解(b):
Ⅰ:求iL(0-):由于开关闭合前(t<0),电路处于稳定状态,对直流电路,电感可看作短路,故uL=0,由图可知:
Ⅱ:求iL(0+):根据换路时,电感电流不会突变,所以有:
iL(0+)=iL(0-)=1A
Ⅲ:求iR(0+)和uL(0+):0+时的等效电路如图(b1)所示。 换路后电感电压uL发生了跃变
电压源功率 (发出30W)
(b)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(b)
故电阻功率 (吸收45W)
电流源功率 (发出30W)
电压源功率 (发出15W)
(c)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(c)
故电阻功率 (吸收45W)
~
电流源功率 (吸收30W)
~
题4-2图
解:画出电源分别作用的分电路图
对(a)图应用结点电压法有
解得:
对(b)图,应用电阻串并联化简方法,可得:

所以,由叠加定理得原电路的 为
4-5应用叠加定理,按下列步骤求解题4-5图中 。(1)将受控源参与叠加,画出三个分电路,第三分电路中受控源电压为 , 并非分响应,而为未知总响应;(2)求出三个分电路的分响应 、 、 , 中包含未知量 ;(3)利用 解出 。
题4-5图
4-9求题4-9图所示电路的戴维宁或诺顿等效电路。
(a)

(b)
题4-9图
解:(b)题电路为梯形电路,根据齐性定理,应用“倒退法”求开路电压 。设 ,各支路电流如图示,计算得
故当 时,开路电压 为
将电路中的电压源短路,应用电阻串并联等效,求得等效内阻 为
4-17题4-17图所示电路的负载电阻 可变,试问 等于何值时可吸收最大功率求此功率。
因为变换前,△中
所以变换后,


(2)变换后的电路如图2-5图(b)所示。
因为变换前,Y中
所以变换后,

2-11利用电源的等效变换,求题2-11图所示电路的电流i。
题2-11图
[
解由题意可将电路等效变
为解2-11图所示。

^
于是可得 ,
2-13题2-13图所示电路中 , ,CCVS的电压 ,利用电源的等效变换求电压 。
解:
用加压求流法求等效电阻
7-26题7-26图所示电路在开关S动作前已达稳态;t=0时S由1接至2,求t0时的 。
题7-26图

解:由图可知,t>0时

因此, 时,电路的初始条件为
t>0后,电路的方程为
设 的解为
式中 为方程的特解,满足
根据特征方程的根
)
可知,电路处于衰减震荡过程,,因此,对应齐次方程的通解为
'
图(b)以③为参考结点,电路可写成
由于有受控源,所以控制量 的存在使方程数少于未知量数,需增补一个方程,把控制量 用结点电压来表示有:
3-21用结点电压法求解题3-21图所示电路中电压U。
题3-21图
.
解指定结点④为参考结点,写出结点电压方程
增补方程
可以解得
电压 。
第四章“电路定理”练习题
4-2应用叠加定理求题4-2图所示电路中电压u。
题7-1图
(a) (b)
解(a):
Ⅰ:求uC(0-):由于开关闭合前(t<0),电路处于稳定状态,对直流电路,电容看作开路,故iC=0,由图可知:uC(0-)=10V
Ⅱ:求uC(0+):根据换路时,电容电压不会突变,所以有:uC(0+)=uC(0-)=10V
Ⅲ:求iC(0+)和uR(0+):0+时的等效电路如图(a1)所示。

6-10题6-10图中 , ; , , ,求:(1)等效电感L及 的表达式;(2)分别求 与 ,并核对KCL。
题6-10图
解(1)等效电感解(2)
i(0)=i1(0)+i2(0)=0V
&
第七章“一阶电路和二阶电路的时域分析”练习题
&
7-1题7-1图(a)、(b)所示电路中开关S在t=0时动作,试求电路在t=0+时刻电压、电流的初始值。
式中 。由初始条件可得
解得
故电容电压
电流
)
7-29RC电路中电容C原未充电,所加 的波形如题7-29图所示,其中 , 。求电容电压 ,并把 :(1)用分段形式写出;(2)用一个表达式写出。
(a) (b)
题7-29图
解:(1)分段求解。 在 区间,RC电路的零状态响应为

在 区间,RC的全响应为
)

在 区间,RC的零输入响应为
第五章“含有运算放大器的电阻电路”练习题
5-2题5-2图所示电路起减法作用,求输出电压 和输入电压 、 之间的关系。
题5-2图
解:根据“虚断”,有:
得:

故:
而:
根据“虚短”有:
代入(1)式后得:
5-6试证明题5-6图所示电路若满足 ,则电流 仅决定于 而与负载电阻 无关。
`
题5-6图
证明:采用结点电压法分析。独立结点 和 的选取如图所示,列出结点电压方程,并注意到规则1,可得
独立的KVL方程数分别为
(1) (2)
3-7题3-7图所示电路中 , , , , , ,用支路电流法求解电流 。
>
题3-7图
解由题中知道 , , 独立回路数为 由KCL列方程:
对结点①
`
对结点②
对结点③
由KVL列方程:
对回路Ⅰ
对回路Ⅱ
对回路Ⅲ
联立求得
3-8用网孔电流法求解题3-7图中电流 。
解可设三个网孔电流为 、 、 ,方向如题3-7图所示。列出网孔方程为
应用规则2,有 ,代入以上方程中,整理得

又因为
当 时,
即电流 与负载电阻 无关,而知与电压 有关。
5-7求题5-7图所示电路的 和输入电压 、 之间的关系。
题5-7图
解:采用结点电压法分析。独立结点 和 的选取如图所示,列出结点电压方程,并注意到规则1,得(为分析方便,用电导表示电阻元件参数)
应用规则2 ,有 ,代入上式,解得 为
(3)用阶跃函数表示激励,有
而RC串联电路的单位阶跃响应为
根据电路的线性时不变特性,有

第八章“相量法”练习题
8-7若已知两个同频正弦电压的相量分别为 , ,其频率 。求:(1) 、 的时域形式;(2) 与 的相位差。
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