電路分析基礎習題解答18頁

1、 1-1 在圖題1-1所示電路中。元件A吸收功率30W，元件B吸收功率15W，元件C產(chǎn)生功率30W，分別求出三個元件中的電流I 1 、I 2 、I 3。圖題1-1 解 A，A，A1-5 在圖題1-5所示電路中，求電流I 和電壓UAB。解 A，V1-6 在圖題1-6所示電路中，求電壓U。圖題1-7 圖題1-6 解 ，即有 V圖題1-8 1-8 在圖題1-8所示電路中，求各元件的功率。解 電阻功率：W，W電流源功率：，W電壓源功率：W，W 2-7 電路如圖題2-7所示。求電路中的未知量。圖題2-7 解 V A A A 2-9 電路如圖題2-9所示。求電路中的電流。圖題2-9 解 從圖中可知，2W與

2、3W并聯(lián)，由分流公式，得 A所以，有 解得 A2-8 電路如圖題2-8所示。已知，求電路中的電阻。圖題2-8解 KCL： 解得 mA, mA.R為 kW解 (a)由于有短路線，, (b) 等效電阻為 2-12 電路如圖題2-12所示。求電路AB間的等效電阻。(b)(a)圖題2-12解 (a) (b) 3-4 用電源變換的方法求如圖題3-4所示電路中的電流I。圖題3-4 圖題解3-4(a) 圖題解3-4(b) 圖題解3-4(c) 圖題解3-4(d) 解 電路通過電源等效變換如圖題解(a)、(b)、(c)、(d)所示。所以，電流為 A3-6 求如圖題3-6所示電路中的電壓。并作出可以求的最簡單的等

3、效電路。圖題3-6圖題解3-6解 V，最簡單的等效電路如圖題解3-6所示圖題3-8 3-8 求圖題3-8所示電路中的電流。 解 KVL： 或 由KCL： 聯(lián)立解得 A圖題3-14 3-14 求圖題3-14所示電路中電流表的讀數(shù)。(設電流表的內(nèi)阻為零) 解 電路是一個平衡電橋，電流表的讀數(shù)為0。4-2 用網(wǎng)孔電流法求如圖題4-2所示電路中的電流。 解 先將電流源模型變換成電壓源模型，設網(wǎng)孔電流如圖所示。列網(wǎng)孔方程圖題解4-2 解得： A，A，A所以 A4-3 用網(wǎng)孔電流法求如圖題4-3所示電路中的功率損耗。圖題解4-3 解 顯然，有一個超網(wǎng)孔，應用KVL 即 電流源與網(wǎng)孔電流的關系 解得： A，

4、A電路中各元件的功率為 W，W，W，W顯然，功率平衡。電路中的損耗功率為740W。4-10 用節(jié)點電壓法求如圖題4-10所示電路中的電壓。圖題4-10 解 只需列兩個節(jié)點方程解得 V，V所以 V4-13 電路如圖題4-13所示，求電路中開關S打開圖題解4-13和閉合時的電壓。解 由彌爾曼定理求解開關S打開時：V開關S閉合時5-4 用疊加定理求如圖題5-4所示電路中的電壓U。圖題5-4解 應用疊加定理可求得10V電壓源單獨作用時：5A電流源單獨作用時：電壓為5-8 圖題5-8所示無源網(wǎng)絡N外接US=2V, IS=2A時, 響應I =10A。當US=2V，IS=0A時, 響應I =5A。現(xiàn)若US=

5、4V，IS=2A時，則響應I為多少? 解 根據(jù)疊加定理: 圖題5-8IK1USK2IS 當US=2A. IS =0A時 I =5A K1=5/2 當US=2V. IS =2A時 I =10A K2=5/2當US=4V. IS=2A時響應為I =5/24+5/22=15A 圖題5-105-10 求如圖題5-10所示電路的戴維南等效電路。解 用疊加定理求戴維南電壓 V戴維南等效電阻為 圖題5-165-16 用諾頓定理求圖題5-16示電路中的電流I。 解 短路電流 ISC=120/40=3A等效電阻 R0=80/80/40/60/30=10W5-18 電路如圖題5-18所示。求RL 為何值時，RL消

6、耗的功率最大？最大功率為多少？解 用戴維南定理有，開路電壓：圖題5-18 V戴維南等效電阻為 所以，RL =R0 = 4.8W時，RL可獲得最大功率，其最大功率為圖題5-205-20 如圖題5-20所示電路中，電阻RL可調(diào)，當RL =2W時，有最大功率Pmax4.5W，求R？ 解：先將RL移去，求戴維南等效電阻:R0 =(2+R)/4 W由最大傳輸定理：用疊加定理求開路電壓：由最大傳輸定理： ， 故有 US =16V6-1 參見圖題6-1：(a)畫出ms時隨時間變化的曲線；(b)求電感吸收功率達到最大時的時刻；(c)求電感提供最大功率時的時刻；(d)求ms時電感貯存的能量。 圖題6-1 圖題解

7、6-1 解 (a) 的波形如圖題解6-1所示。(b) , 吸收功率，吸收功率達到最大時的時刻為。(c) 提供功率，提供最大功率時的時刻為。(d) ms時電感貯存的能量： J6-5 如圖題6-5所示電路原已穩(wěn)定，t =0時將開關S打開，求及。 解 =2/56=2.4A=2.43=7.2V圖題6-5 圖題解6-5 畫出初態(tài)等效電路如圖題解6-5所示, 用疊加定理得: A； 6-7 在圖題6-7的電路中，電壓和電流的表達式是 V， A， 求：(a) R；(b)；(c) L；(d)電感的初始貯能。 解 (a) 由歐姆定律圖題6-7 (b) 時間常數(shù)為 s (c) 求L： , 即有H。 (d) 電感的初

8、始貯能 J 6-8 圖題6-8所示電路中，開關S斷開前電路已達穩(wěn)態(tài)，時S斷開，求電流。圖題6-8 解 初始值 A 終值 時間常數(shù)： 伏安關系法 s所以，電流為 6-9 如圖題6-9所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，t=0時開關閉合，求uC(t)、iC(t)，并畫出它們的波形。 圖題解6-9圖題6-9解: 初始值： uC(0+)=uC(0-)=10V, 穩(wěn)態(tài)值： uC()= -5V時間常數(shù)： t=RC=101=10s;故有 波形如圖題解6-9所示。6-11 圖題6-11所示電路原已穩(wěn)定，t =0時斷開開關S后, 求電壓u(t)。解：電感中的電流 圖題6-11時，電感元件相當于開路，故有 V穩(wěn)態(tài)時

9、，電感元件相當于短路，故有V時間常數(shù)： s所以， V 6-13 如圖題6-13所示電路中, 開關S打開前電路已穩(wěn)定，求S打開后的i1(t)、iL(t)。解: 初始值： uC(0+)=uC(0-)=20V,圖題6-13iL(0+)=iL(0-)=1A;i1(0+)=(40-20)/20=1A穩(wěn)態(tài)值： iL()=0; i1()=0時間常數(shù)： t1=RC=200.1=2s; t2=L/R=0.2/20=0.01s 故有 6-15 如圖題6-15所示電路原已達穩(wěn)態(tài)。開關S在t=0時閉合。求電容電壓的零輸入響應，零狀態(tài)響應及全響應。圖題6-15解 初始值：；穩(wěn)態(tài)值： 時間常數(shù)：零輸入響應：零狀態(tài)響應：全

10、響應： 8-1 求下列各對正弦波的相位差，并判斷各對正弦波的超前與滯后。(a) 和；(b) 和；(c) 和。 解 (a) 相位差為 ，前者超前后者162(b) 相位差為 ，前者滯后后者90(c) 相位差為 ，前者超前后者908-3 已知電流相量A，頻率Hz，求s時電流的瞬時值。解 A，時域表達式為 As時，A8-6 某元件上的電壓為V，電流為A。判斷該元件是什么類型的元件，并計算它的值。解 電壓和電流的相量為 V，A元件的阻抗為 顯然，該元件是電容元件。由，則電容值為 8-8 二端無源網(wǎng)絡如圖題8-8所示，已知：V，。求N的阻抗，并畫出最簡等效電路。 解 電壓和電流的相量為 V，AN的阻抗為即

11、R=35.355W, H。畫出最簡等效電路如圖題解8-8所示。圖題8- 8圖題解8- 88-9 在如圖題8-9所示的正弦穩(wěn)態(tài)電路中，已知V，電流表A的讀數(shù)為2A。電壓表V1、V2的讀數(shù)均為200V。求R、XL和XC 。圖題8-9 解 根據(jù)題意，可得根據(jù)阻抗三角形，有解得： R = 50W，XL=50W8-14 計算圖題8-14所示兩電路的阻抗和導納。 (b)(a)圖題8-14 解 (a) S (b) S8-17 在如圖題8-17所示電路中，已知：V，求電壓。圖題8-17 解 由分壓公式：8-19 圖題8-19所示電路中，已知電源V，求電流。圖題8-19解 感抗和容抗為 電路的阻抗為 總電流和分

12、電流為 A， A。9-2 圖題9-2所示電路中, 已知負載兩端電壓，電流，求： （a）負載阻抗Z ，并指明性質(zhì)。 （b）負載的功率因數(shù)、有功功率和無功功率。 解 （a）負載阻抗Z為圖題9-2 負載是感性的。（b）負載的功率因數(shù) 有功功率和無功功率為 W Var9-5 兩組負載并聯(lián), 一組S1=1000 KVA, 功率因數(shù)為0.6，另一組S2=500 KVA，功率因數(shù)為1, 求總視在功率和總有功功率。 解 根據(jù)題意, 第一組負載有， kWkVar第二組負載有 kW所以，總的有功功率 kW總視在功率 kVA9-6 如圖題9-6所示為日光燈與白熾燈并聯(lián)的電路，圖中R1為燈管電阻，XL為鎮(zhèn)流器感抗，R

13、2為白熾燈電阻。已知U=220V，鎮(zhèn)流器電阻不計，燈管功率為40W，功率因數(shù)為0.5；白熾燈功率為60W。求I1、I2、I及總的功率因數(shù)。解 由 圖題9-6燈管中的電流為 A由 ，白熾燈中的電流為 A電路的總功率W日光燈的無功功率為Var總視在功率為故總電流 A總功率因數(shù) 9-13 在如圖題9-13所示電路中, 假定阻抗Z上允許得到的功率為任意時，求阻抗Z能得到的最大功率。 圖題9-13 解 從的左邊用戴維南等效戴維南電壓： V 當時，Z可獲得最大功率。最大功率為 W10-2 如圖題10-2所示對稱三相電路，已知，求各線電流。 圖題10-3圖題10-2解 用抽出一相計算法，可得A相線電流為：；

14、其它兩相為 。 10-4 對稱三相電源的相電壓為125V，對稱Y形負載阻抗為(19.9+j14.2)W，線路阻抗為(0.1+j0.8) W，以電源的A相電壓為參考，求(a) 三個相電流。(b) 電源處的三個線電壓。(c) 負載處的三個相電壓。(d) 負載處的三個線電壓。解 用抽出一相的計算方法，設V(a) A相電流為 A A A(b) 電源處的三個線電壓為 V V V(c) 負載處的三個相電壓 V V(d) 負載處的三個線電壓 V V V10-5 對稱D形負載阻抗為(60+j45)W，線路阻抗為(0.8+j0.6)W，負載兩端的相電壓為480V，以負載為參考，求(a) 負載的三個相電流。(b)

15、 三個線電流。(c) 線路發(fā)送端的三個線電壓。解 (a) 負載的三個相電流，設相電壓V AAA(b) 三個線電流 AA A(c) 線路發(fā)送端的三個線電壓，先將D負載轉(zhuǎn)換成Y負載，則可以求得電源處的相電壓 線電壓為 VVV10-11 某三相對稱負載，、，接于電源電壓為380V的電源上。求： (a) 負載接成星形時，線電流、相電流和有功功率。 (b) 負載接成三角形時，線電流、相電流和有功功率。 解 (a) 相電壓 , 由于是Y接法，線電流或相電流為 有功功率為 (b) D接法時，相電流、線電流為， 有功功率為 11-2 用網(wǎng)孔分析法求如圖題11-2所示電路中的電流和。圖題11-2 解 列網(wǎng)孔方程

16、為 （1） （2）由式（2）得，并代入式（1）得 故有 A 11-4 求如圖題11-4所示電路中的電流和。圖題11-4 解 列網(wǎng)孔方程 解得 A A 11-8 如圖題11-8所示電路, 已知iS =2cos2t。求原邊電壓u1。 圖題11-8 解 副邊阻抗為 所以，Z2 = 1W，副邊折合到原邊的阻抗為 原邊電壓為 V故有 u1 =25.6cos2t 11-11 電路如圖題11-11所示。使負載電阻10W能獲得最大功率，確定理想變壓器的匝比n，并求負載的最大功率。圖題11-11 解 用戴維南定理求副邊等效電路。等效阻抗為 當負載電阻 時，可獲得最大功率。即 開路電壓為 V最大功率為 W另解：也可以將副邊阻抗折合到原邊回路來計算。12-2 如圖12-2所示為串聯(lián)諧振電路。已知：，為電路諧振角頻率， , 上消耗功率為，電路通頻帶。求(a) 電感值。(b) 諧振頻率。(c) 諧振時電容電壓的峰值。解 (a)諧振時，R上的功率為，圖題12-2即 由于，可得(b) 諧振頻率為 (c) 品質(zhì)因數(shù)為 電容電壓的最大值為 12-3 RLC串聯(lián)電路中，R = 4W和L=25mH。(a) 若品質(zhì)因數(shù)Q=50，計算電容C的值。(b) 求半功率點頻率，和帶寬BW。(c) 計算，時的電路的平均功率，電源電壓峰值V。 解 (a) 根據(jù)品質(zhì)因數(shù)Q