電路分析基礎(chǔ)第2版盧颯課后參考答案1-3章

.8求題1.8圖所示各電路的U或I，并計(jì)算各電源發(fā)出的功率。解：(a)U=2*2+4=8V；電壓源的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向，電壓源發(fā)出的功率為P=-4*2=-8W。(b)10=-6I+-2，解得I=-2A；電壓源的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，電壓源發(fā)出的功率為P=-2*I=4W。(c)設(shè)回路的繞行方向如圖所示由KVL可得：U-3*2-20-6*2=0解得U=38V20V電壓源的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向，發(fā)出的功率為P=-20*2=-40W；2A電流源的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，發(fā)出的功率為P=U*2=76W。(d)設(shè)回路的繞行方向及電流參考方向如圖所示由KVL可得：I1×1+2=0解得I1=-2A由KCL得：I=2-I1=4A；由KVL得U=02V電壓源的電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向，發(fā)出的功率為P=-I1×2=4W；2A電流源的電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，發(fā)出的功率為P=U×2=0W。1.9電路如題1.9圖所示，已知Is=1A，E=4V，R1=4Ω，R2=R3=2Ω。求A點(diǎn)電位VA。解：VA=-4+IS*R2=-4+1×2=-2V1.10電路如題1.10圖所示，求A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位。如果將A、B兩點(diǎn)直接聯(lián)接或接一電阻，對(duì)電路工作有無影響？解：由電阻的串聯(lián)分壓公式可得；因?yàn)椋訟、B兩點(diǎn)直接聯(lián)接或接一電阻對(duì)電路工作無影響。1.11電路如題1.11圖所示，(1)負(fù)載電阻RL中的電流I及其兩端電壓U各為多少？(2)試分析功率平衡關(guān)系。解：(a)U=8V；；設(shè)電壓源電流I1的參考方向如圖所示，由KCL得I1=2-I=-2A電壓源吸收的功率P1=8I1=-16W；電流源吸收的功率P2=-8*2=-16W；電阻吸收的功率P3=I2RL=32W，P1+P2+P3=0，功率平衡。(b)由KCL得I=1-2=-1A；由歐姆定律得U=2I=-2V；設(shè)電流源電壓U1的參考方向及回路繞行方向如圖所示，列寫KVL方程：1×2+U1-U=0解得U1=-4V1A電流源吸收的功率為P1=-1×U=2W；2A電流源吸收的功率為P2=2×U1=-8W；2Ω電阻吸收的功率為P3=I2×2=2W；1Ω電阻吸收的功率為P4=22×1=4W，顯然P1+P2+P3+P4=0，功率平衡。1.12電路如題1.12圖所示，求：(1)開關(guān)S打開時(shí)，電壓uab之值；(2)開關(guān)S閉合時(shí)，開關(guān)ab中的電流iab。解：（1）S打開時(shí)，設(shè)參考點(diǎn)如圖所示由電阻串聯(lián)分壓公式可得：，（2）S閉合，設(shè)各電壓、電流的參考方向如圖所示根據(jù)串聯(lián)分壓公式，可得：；∴，由KCL得1.13電路如題1.13圖所示，求I、Us及R。解：設(shè)各支路電流參考方向及回路的繞行方向如圖所示由KCL可得I=6-5=1A；I1=6+12=18A；I2=I1-15=3A；I3=I-15=-14A由KVL得RI3-1*15+12*I2=0，求得R=1.5Ω；列寫KVL方程：US-12I2-3I1=0，∴US=90V1.14電路如題1.14圖所示，求電流I1，I2和I3。解：設(shè)回路的繞行方向如圖所示列寫KVL方程：5I1+20-30=0；20I2+10-30=0；10I3+10-20=0解得：I1=2A；I2=1A；I3=1A1.15電路如題1.15圖所示，求U和I。如果1A的電流源換以10A電流源，U和I會(huì)不會(huì)改變，為什么？解：設(shè)回路的繞行方向及I1的參考方向如圖所示列寫KVL方程：1+2+I×1=0，解得I=-3A由(2+3)×I1+6-2-1=0求得I1=-0.6A∴U=1-2I1=2.2V在U和I的求解過程中得知U、I的數(shù)值與1A電流源無關(guān)，所以以10A電流源代替1A的電流源，U和I不會(huì)改變。1.16電路如題1.16圖所示，求(1)圖(a)中電流I1和電壓UAB；(2)圖(b)中電壓UAB和UCB；(3)圖(c)中電壓U和電流I1、I2。解：(1)設(shè)電流I2參考方向及回路的繞行方向如圖所示由KCL方程I1=I2+0.5I1得I2=0.5I1①根據(jù)回路繞行方向列寫KVL方程：6I1+4I2-8=0②由①②解得I1=1A,I2=0.5A∴UAB=4I2=2V(2)由圖可知UAB=-5V對(duì)右邊回路列寫KVL方程：10×2U1+UCB+5=0且U1=1×5=5V,∴UCB=-105V(3)由KCL得：因兩點(diǎn)間的電壓與路徑無關(guān)，所以解得I1=4A,I2=2A,U=8V1.17電路如題1.17圖所示，試求受控源提供的功率。解：設(shè)回路的繞行方向如圖所示由KVL可得：2I+2-1=0∴I=-0.5A受控源電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，所以提供的功率P=2I×2=-2W(b)設(shè)回路的繞行方向及電流的參考方向如圖所示列寫KVL方程：解得I1=-0.2A，I2=-4.8A由KCL得I3=I1-I2=4.6A受控源電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，提供的功率P=10I1×I3=-9.2W1.18電路如題1.18圖所示，試求圖（a）中各電流源的電壓及圖（b）中各電壓源的電流。題1.18圖解：(a)設(shè)各電阻電流及各電流源電壓參考方向如圖所示：由KCL得：I1=2+3=5A;I2=2+1=3A;I3=I2+3=6A;由KVL得：U1=I2×1+2I3+3I1=30VU2=2I3+3I1=27VU3=I2×1+2I3=15V(b)設(shè)各電阻電流及各電壓源電流參考方向如圖所示：對(duì)回路1列寫KVL方程：3I1-5+2+4=0，求得I1=-1/3A；對(duì)回路2列寫KVL方程：4I2-5-3=0，求得I2=2A；對(duì)回路3列寫KVL方程：2I3+1-2-3=0，求得I3=2A；對(duì)回路4列寫KVL方程：I4-4-1=0，求得I4=5A；由KCL得：I5=I3-I4=-3A；I6=I4-I1=16/3A；I7=I5+I6=7/3A；I8=-I2-I3=-4A；I9=I1+I2=5/3A1.19題1.19圖所示電路中，已知I=-2A，UAB=6V，求電阻R1和R2。題1.19圖解：設(shè)電流I1、I2、I3、I4參考方向如圖所示：對(duì)回路1列寫KVL方程：4I3-6I-24=0，求得I3=3A對(duì)節(jié)點(diǎn)A列寫KCL方程：I1=I3+I=1A又由UAB=3+R1I1=6V，求得R1=3Ω對(duì)回路2列寫KVL方程：4I3+UAB+9I4=0，求得I4=-2A對(duì)節(jié)點(diǎn)B列寫KCL方程：I2=I4-I1=-3A對(duì)回路3列寫KVL方程：6I+UAB-R2I2=6V，求得R2=2Ω1.20試求題1.20圖所示電路中各元件的電壓、電流，并判斷A、B、C中哪個(gè)元件是電源。題1.20圖解析：設(shè)各元件電壓、電流參考方向如圖所示：由歐姆定律可得：U1=2×5=10V；U2=3×(-6)=-18V；U3=2×7=14V；由KVL得：UA=U3+U2=-4V；UB=UA–U1=-14V；UC=U1-U2=28V；由KCL得：IA=-(5-6)=1A；IB=-(7+IA)=-8A；IC=-6-7=-13A；A元件：電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向，吸收的功率為：PA=UAIA=-4W<0,發(fā)出功率，∴A為電源B元件：電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向，吸收的功率為：PB=UBIB=112W>0,吸收功率，∴B為負(fù)載C元件：電壓電流為關(guān)聯(lián)參考方向，吸收的功率為：PC=UCIC=-364W<0,發(fā)出功率，∴C為電源習(xí)題22.1求題2.1圖所示電路的等效電阻R。解：（a）圖可等效為（b）圖可等效為2.2求題2.2圖所示電路的等效電阻R。題2.2圖解：(a)圖可等效為(b)由于電橋平衡，所以中間的3Ω電阻可以短路，也可以開路處理。若短路處理：若開路處理：2.3求題2.3圖所示電路的等效電阻R。解：(a)圖可等效為(b)原圖可等效為(c)圖可等效為(d)圖可等效為(e)由電橋平衡可將原圖等效為或(f)由電橋平衡可將原圖等效為或2.4求題2.4圖所示電路的等效電阻Rab。解：將5Ω、2Ω和1Ω組成的Y連接等效為Δ連接；即2.5題2.5圖所示的是一個(gè)常用的簡(jiǎn)單分壓器電路。電阻分壓器的固定端a、b接到直流電壓源上，固定端b與活動(dòng)端接到負(fù)載上?；瑒?dòng)觸頭c即可在負(fù)載電阻上輸出0～U的可變電壓。已知電壓源電壓U=18V，滑動(dòng)觸頭c的位置使R1=600Ω，R2=400Ω。(1)求輸出電壓U2；(2)若用內(nèi)阻為1200Ω的電壓表去測(cè)量此電壓，求電壓表的讀數(shù)；(3)若用內(nèi)阻為3600Ω的電壓表再測(cè)量此電壓，求此時(shí)電壓表的讀數(shù)。解：(1)由串聯(lián)電阻分壓可得：(2)用內(nèi)阻為1200Ω的電壓表測(cè)量時(shí)，等效電路如下圖所示：由電阻的串并聯(lián)分壓可得：(3)用內(nèi)阻為3600Ω的電壓表測(cè)量時(shí)，等效電路如下圖所示：由電阻的串并聯(lián)分壓可得：2.6求題2.6圖所示電路中的電流I。解:由電阻的串并聯(lián)等效及理想電流源等效可將原電路變換為右圖：由電阻的并聯(lián)分流可得：I=(1/2)×20=10mA2.7求題2.7圖所示電路從端口看進(jìn)去的等效電導(dǎo)G。解:根據(jù)電阻的串并聯(lián)等效可得

2.8求題2.8圖所示電路ab端的等效電阻。解:標(biāo)出節(jié)點(diǎn)c和d，根據(jù)電阻并聯(lián)電壓相同的特點(diǎn)，可將原電路等效為右圖所示∴2.9將題2.9圖中各電路化成最簡(jiǎn)單形式。解：(a)任何支路（除了電壓值不相等的理想電壓源外）與理想電壓源的并聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電壓源(b)任何支路（除了電流值不相等的理想電流源外）與理想電流源的串聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電流源

(c)等效變換過程如下2.10求題2.10圖所示各電路的等效電源模型。題2.10圖解：(a)任何支路（除了電壓值不相等的理想電壓源外）與理想電壓源的并聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電壓源。(b)實(shí)際電流源模型可等效為實(shí)際電壓源模型。(c)任何支路（除了電壓值不相等的理想電壓源外）與理想電壓源的并聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電壓源。(d)任何支路（除了電流值不相等的理想電流源外）與理想電流源的串聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電流源。(e)任何支路（除了電壓值不相等的理想電壓源外）與理想電壓源的并聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電壓源。(f)任何支路（除了電流值不相等的理想電流源外）與理想電流源的串聯(lián)對(duì)外都等效為該理想電流源。2.11利用電源等效變換計(jì)算題2.11圖中的電流I。解：利用實(shí)際電流源與實(shí)際電壓源之間的等效互換可將電路變換如下由KVL可得2.12利用電源等效變換簡(jiǎn)化題2.12圖所示電路。解：受控電流源與電阻并聯(lián)也可等效為受控電壓源與電阻串聯(lián)，等效圖如下由上圖可得所以等效電路為2.13用等效變換的方法求題2.13圖所示電路中的電流IL。解：等效變換過程如下：2.14用等效變換的方法求題2.14圖所示電路中的電流I。解：等效變換過程如下：2.15用等效變換的方法求題2.15圖所示電路中的電流I。題2.15圖解：等效變換過程如下：2.16求題2.16圖所示無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。解：(a)設(shè)端口的電壓電流如圖所示由外加電源法可得(b)設(shè)各支路電流參考方向如圖所示KCL方程：KVL方程：；聯(lián)立求解得2.17求題2.17圖所示無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab。解：(a)設(shè)端口的電壓及各電流參考方向如圖所示KCL方程：KVL方程：；聯(lián)立求解得(b)設(shè)端口的電壓及各電流參考方向如圖所示KCL方程：KVL方程：；由歐姆定律得：聯(lián)立求解得習(xí)題33.1已知題3.1圖中，US1=130V，US2=117V，R1=1，R2=0.6，R3=24。求各支路電流及各電壓源的功率。解：設(shè)回路繞行方向如圖所示列寫KCL方程：列寫KVL方程：聯(lián)立方程求得：I1=10A，I2=-5A，I3=5A電壓源US1發(fā)出的功率：P1=US1I1=130×10=1300W電壓源US2發(fā)出的功率：P2=US2I2=117×(-5)=-585W3.2分別用支路電流法和網(wǎng)孔電流法求題3.2圖所示電路的各支路電流。解：(1)支路電流法設(shè)各回路繞行方向如圖所示：對(duì)節(jié)點(diǎn)a、b列寫KCL方程：對(duì)網(wǎng)孔列寫KVL方程：補(bǔ)充方程：聯(lián)立求解得：,,,,(2)網(wǎng)孔電流法設(shè)各網(wǎng)孔電流如圖所示，列寫KVL方程：補(bǔ)充方程：聯(lián)立求解得網(wǎng)孔電流：，，各支路電流為：,,,,3.3對(duì)題3.3圖所示的電路，分別列寫網(wǎng)孔電流方程（不必求解）。解：(a)網(wǎng)孔電流方程為：(b)網(wǎng)孔電流方程為：(c)網(wǎng)孔電流方程為：補(bǔ)充方程：(d)網(wǎng)孔電流方程為：補(bǔ)充方程：3.4題3.4圖所示電路，用網(wǎng)孔電流法求各支路電流。題3.4圖解：列寫網(wǎng)孔方程：解得：，各支路電流為：，，3.5求題3.5圖所示電路中的各支路電流。解：設(shè)網(wǎng)孔電流及電流源電壓如圖所示，列寫網(wǎng)孔方程：補(bǔ)充方程：解得：,3.6題3.6圖所示電路，已知R2=2，R3=3，R4=4，R5=5，==2，US4=4V，試用網(wǎng)孔電流法求和。解：設(shè)各網(wǎng)孔電流如圖所示，列寫網(wǎng)孔方程：補(bǔ)充方程：解得：,3.7題3.7圖所示電路，已知R1=1，R2=2，R3=3，R4=4，IS5=5A，IS6=6A。試用回路電流法求各支路電流。解：設(shè)回路電流如圖所示，列寫回路方程：代入?yún)?shù)求解可得：各支路電流為：，，，3.8電路如題3.8圖所示，用節(jié)點(diǎn)電壓法求各獨(dú)立源發(fā)出的功率。解：設(shè)參考點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)電壓V1及各電壓電流參考方向如圖所示由彌而曼定理可得：由KVL得：,,100V電壓源發(fā)出的功率P1=100×I1=86.67W20V電壓源發(fā)出的功率P2=2×I2=-14.67W1A電流源發(fā)出的功率P3=U1=58.67W3.9用節(jié)點(diǎn)電壓法求題3.9圖所示電路中的Uo。解：設(shè)參考點(diǎn)及各節(jié)點(diǎn)