当前位置:
文档之家› 《电路分析基础》作业参考解答
《电路分析基础》作业参考解答
故
或
如图(f)所示。
将原电路中上边和中间的两个 形电路变换为 形电路,其结果如下图所示。
由此可得
2-8 求题2-8图所示各电路中对角线电压 及总电压 。
题2-8
解:方法1。将原电路中左边的 形电路变换成 形电路,如下图所示:
由并联电路的分流公式可得
,
故
方法2。将原电路中右边的 形电路变换成 形电路,如下图所示:
(3)将戴维宁等效电源接上待求支路
由此可得
故当电阻 分别为 、 和 时,电流 的值分别为 、 和 。
2. 如图7所示电路,求当 时可获得最大功率,并求该最大功率 。
图7
解:将负载断开,对断开后的电路进行戴维宁等效。
1. 求开路电压
方法1:节点电压法。如左下图所示电路,其节点电压方程为
解得 。
故
或
方法2:电源等效变换法。原电路可以等效变换为右上图所示电路
解得
对于第二个分解电路,由分流公式有
由叠加定理得
4-8 题4-8图所示电路中 , ,当开关 在位置1时,毫安表的读数为 ;当开关 合向位置2时,毫安表的读数为 。如果把开关 合向位置3,则毫安表的读数为多少?
题4-8图
解:将上图可知,产生毫安表所在支路电流的原因有电流源和电压源,电流源一直保持不变,只有电压源在变化,由齐次定理和叠加定理,可以将毫安表所在支路电流 表示为
由此得
故
9-15 在题9-15图所示电路中,已知 , , ,当调节触点 使 时,电压表的读数最小,其值为 。求阻抗 。
解:方法1:解析法。标注 点如上图所示。设 ,则
当触点 滑动时,即 改变时,只改变 的实部,虚部不变。所以,当 的实部为零时, 可达到最小,此时有
解得
上式表明, 既可以是感性负载,也可以是容性负载。
由 有
解得 , 。
故
第二章(P47-51)
2-4 求题2-4图所示各电路的等效电阻 ,其中 , , , , 。
解:如图(a)所示。显然, 被短路, 、 和 形成并联,再与 串联。
如图(c)所示。
将原电路改画成右边的电桥电路。由于 ,所以该电路是一个平衡电桥,不管开关 是否闭合,其所在支路均无电流流过,该支路既可开路也可短路。
由 及 可得
整理得
故
第三章(P76-80)
3-11用回路电流法求题3-11图所示电路中电流 。
题3-11图
解:取回路如上图所示(实际上是网孔电流法),其回路电流方程为
整理得
解得 , 。
故
3-12 用回路电流法求题3-12图所示电路中电流 及电压 。
解:取回路如下图所示(实际上是网孔电流法),其回路电流方程为
方法2:相量图法。标注负载 所在支路电流如上图所示。设 。
因为
所以电路的相量图如下图所示
因为
所以
又因为
所以
考虑到负载既可为感性也可为容性,如上图所示,所以有
9-18 已知题9-18图所示电路中, , , , , 。求电源发出的复功率。
解:方法1:网孔电流法。标注支路电流和回路电流如左上图所示。
设 ,由已知条件有
解:其初级等效电路如下图所示
显然,当
时, 电阻上可获得最大功率。
此时有
10-18 求题10-18图所示电路中的阻抗 。已知电流表的读数为 ,正弦电压有效值 。
图10-18
解:其初级等效电路如右上图所示
设 ,则 ,其中 为初级串联支路的阻抗角。
由 得
上式两边取模有
1. 求电感电流初始值
由换路前电路可得
换路后,将电感开路,求其戴维宁等效电路
2.求开路电压
如下图所示,有
所以
3. 求等效电阻
如上图所示
因为
所以
故
4. 求电感电流终值 及时间常数
将电感接上戴维宁等效电源,如下图所示
由此可得
由一阶电路的三要素法公式可得
故
第六章(P218)
8-10 已知题8-10图(a)中电压表读数为V1:30V,V2:60V;题8-10图(b)中的V1:15V,V2:80V,V3:100V(电压表的读数为正弦电压的有效值)。求图中电压 的有效值 。
其中
整理得
解得 。故 。
(2)选取参考节点如图(b)所示,其节点电压方程为
其中
整理得
解得 。
故
第四章(P107-111)
4-2 应用叠加定理求题4-2图所示电路中电压 。
题4-2图
解:将上图中两个电压源看成一组,电流源看成另一组,其各自的分解电路如下图所示。
题4-2图的分解图
对于第一个分解电路,由节点电压法有
题3-20图
解:选取参考节点如图所示,其节点电压方程为
整理得
因为
, ,
所以
,
故
3-21 用节点电压法求解题3-21图所示电路中电压 。
解:选取参考节点如图所示,其节点电压方程为
其中
解得 。பைடு நூலகம்
故
题3-21图
3-22 用节点电压法求解题3-13。
题3-22图
解:(1)选取参考节点如图(a)所示,其节点电压方程为
由此可得
或
2. 求等效电阻
其对应的等效电路图如下图所示
其等效电阻为
所以,当负载电阻 时,其上可获得最大功率,最大功率为
3. 如图8所示电路, 为含有独立电源的电阻电路。已知当 时可获得最大功率,其值为 ,试求 的戴维宁等效电路(其电压源的实际极性为上正下负)。
图8
解:将 等效为戴维宁等效电路,如图(1)所示
1.求开路电压
如上图所示,由 有
解得 。
故
2.求等效电阻
如上图所示,由 及 有
解得
故
3. 求电容电压终值 及时间常数
将电容接上戴维宁等效电源,如下图所示
由此可得
由一阶电路的三要素法公式可得
所以
7-19 题7-19图所示电路开关原合在位置1,已达稳态。 时开关由位置1合向位置2,求 时的电压 。
解:1. 求电容电压初始值
由 及 得
8-16题8-16图所示电路中 。求电压 。
解:因为
所以
第七章(P245-249)
9-5 题9-5图所示电路中, , ,求电流 和电压 ,并画出电路的相量图。
解:标注电阻电流如上图所示。由题中所给条件及电路结构有 。设 ,则有 。
由 得
因为
所以
由
可解得 ,所以 。
故
电路的相量图如下图所示
9-6 题9-6图中 ,调节电容,使电压 ,电流表 的读数为 。求电流表 的读数。
由并联电路的分流公式可得
,
故
2-11 利用电源的等效变换,求题2-11图所示各电路的电流 。
题2-11图
解:电源等效变换的结果如上图所示。
由此可得
故
2-15试求题2-15图(a)、(b)的输入电阻 。
解:(a) 如题2-15图所示。采用“ ”法,如右下图所示。
题2-15图
显然
由 有
即
整理得
故
补充题:
故 的戴维宁等效电源电路如下图所示
题4-11图的戴维宁等效电源
补充题:
1. 如图6所示电路,求电阻 分别为 、 和 时电流 的值。
图6
解:该题涉及到求电阻 取不同值时的电流值,用戴维宁定理比较简单。
将待求支路 开路,对所形成的一端口进行戴维宁等效。
(1)求开路电压
由右上图可得
(2)求等效电阻
如上图所示有
(发出)
电流源的功率为
(发出)
电阻的功率为
(吸收)
1-8 试求题1-8图中各电路的电压 ,并分别讨论其功率平衡。
(b)解:标注电流如图(b)所示。
由 有
故
由于电流源的功率为
电阻的功率为
外电路的功率为
且
所以电路的功率是平衡的,及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。
1-10 电路如题1-10图所示,试求:
(1)图(a)中, 与 ;
解:如下图(a)所示。
因为
所以
1-19 试求题1-19图所示电路中控制量 及电压 。
解:如图题1-19图所示。
由 及 有
整理得
解得 , 。
题1-19图
补充题:
1. 如图1所示电路,已知 , ,求电阻 。
图1
解:由题得
因为
所以
2. 如图2所示电路,求电路中的 、 和 。
图2
解:用 标注各支路电流且标注回路绕行方向如图2所示。
换路前电路中无独立电源,所以由换路定理得
换路后,将电感开路,求其戴维宁等效电路
(1)求开路电压
(2)求等效电阻
将电感接上戴维宁等效电源,如下图所示
由此可得
由一阶电路的三要素法公式可得
所以
电压源发出的功率为
7-13 题7-13图所示电路,已知 , 时开关闭合,求 时的电压 和电流 。
解:由换路定理有
换路后,将电容开路,求其戴维宁等效电路
1.求图3中的电流 。
图3
解:方法1:标注电流如左上图所示。
因为
所以
由 可得
方法2:将原电路左边部分进行电源等效变换,其结果如右上图所示。
由此可得
2.如图4所示电路,求电压 。
由上图可得
3.求图5所示电路的输入电阻 。
图5
解:采用“ ”法,如右上图所示,将其左边电路用电源等效变换法进一步化简为下图所示电路。
将图(1)所示电路中的负载电阻 断开,其端口处的等效电阻和开路电压分别如图(2)和图(3)所示。
由题中所给条件及最大功率传输定理可得
解之得 。