《電路分析基礎(chǔ)》第二版 習(xí)題及解析 第1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)?，所以A、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=-1