第1章習(xí)題解答(DOC)

1、+U4題1.1圖元件2、4是電源，元件1、3是負(fù)載。解：電容上電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，故dUC1 dt3t_L3ti = -C3e -e e -e Adt 3 dt電阻、電感上電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向4Q+Lh -1/3F± uc1H . ulUr=Ri =4 e-eJ3t VUldid上33t= Ldt=1 dt e _e 3e V題1.2圖1.3在題1.3圖中，已知I=2A，求Uab和Pab。解：Uab=IR+2- 4=2 X 4+2- 4=6V電流I與Uab為關(guān)聯(lián)參考方向，因此O 2VRa4Q 1Pab=UabI=6X 2=12WO 4V+° b題1.3圖第一章電

2、路的基本定律和基本分析方法1.1在題1.1圖中，各元件電壓為 6=-5V , 6=2V, U3=U4=-3V ,計(jì)算各元件的功率, 指出哪些元件是電源，哪些元件是負(fù)載？解：元件上電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，P=UI ;電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時(shí)，P=-UI。 P>0時(shí)元件吸收功率是負(fù)載，P<0時(shí)，元件釋放功率，是電源。本題中元件1、2、4上電流和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，元件3上電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向，因此P1=-U/ I1= - (-5)X 3=15W ;P2=- U2X 11 =-2 X 3=- 6W;P3= U313=- 3X( -1) =3W ;P4=- U4X 14=-

3、(-3)X( - 4) =-12W。1.2在題1.2圖所示的RLC串聯(lián)電路中，已知uC =(3e，-eJ3t)V 求 i、ur和 w。1.4在題1.4圖中，已知Is=2A , Us=4V，求流過(guò)恒壓源的電流I、恒流源上的電壓 U 及它們的功率，驗(yàn)證電路的功率平衡。9Isa題1.4圖U=IR+Us=2 X1+4=6VPi=|2R=22X 1=4W,Us與I為關(guān)聯(lián)參考方向，電壓源功率：Pu=IUs=2 X4=8W,U與I為非關(guān)聯(lián)參考方向，電流源功率：Pi = -IsU=-2 X 6=-12W,驗(yàn)算：Pu+Pi+Pr=8- 12+4=01.5 求題 1.5 圖中的 R和 Uab、Uac。解：對(duì)d點(diǎn)應(yīng)

4、用KCL得：l=4A，故有RI=4R=4, R=1 QUab=Uad+Udb=3 X10+( -4) =26VU ac= Uad- Ucd=3 X10- (-7) X=44V10Q3AI<o aRId1I*& b-4V +2 Q“-7 A& c題1.5圖6V1.6 求題1.6圖中的 5、U2和u3。題1.6圖+U33V+解：此題由KVL求解。 對(duì)回路I,有：U1-10- 6=0, U1=16V對(duì)回路n,有：U1+U2+3=0U2=- U1-3=-16- 3=- 19V對(duì)回路川，有：U2+ U 3+10=0 , U3=- U 2-10=19- 10=9V驗(yàn)算：對(duì)大回路，取順

5、時(shí)針繞行方向, 有：-3+U3-6=-3+9-6=0 , KVL 成立1.7 求題1.7圖中的lx和Ux。-37V + Ux-kR2R13Q(b)解：(a)以c為電位參考點(diǎn)，貝U Va=2 x 50=100VI3X 100=Va=100 , I3=1A ,I2=l3+2=3A ,Ux=50I2=150VVb= Ux + Va=150+100=250VI1X 25=Vb=250, Ii=10A ,lx = l i+I2=10+3=13A(b)對(duì)大回路應(yīng)用 KVL，得：6X 2-37+Ux+3 x 15=0,Ux=-20V由 KCL 得：6+lx+8-15=0Ix=1A1.8 求題1.8圖中a點(diǎn)的

6、電位V1 T20Q1- 50V -f + 50 V10Q(a)(b)題1.8圖解：重畫電路如（b）所示，設(shè)a點(diǎn)電位為Va,則20I2Va 50,Va -50I 310由KCL得：1什|2+13=0即Va Va 50 Va -5020510解得Va1.9在題1.9圖中，設(shè)Us U m sin 3 ts = I °e '求uL、ic、i禾口 u。+Ul-v ici “二二 C ；sO題1.9圖解:Uldtic=C 字=C 羋=c Umsin ，t = CU mcos t dt dt dt 'fiRUsin tR R由KCL得:i =is r -ic =1 °e以

7、一U m sin 減-oCU m coscotR由KVL得:u = Ul +us = fLI oe" +U m sinat1.10 求圖1.10所示電路的等效電阻。 解：標(biāo)出電路中的各結(jié)點(diǎn)，電路可重畫如下:(a)圖 Rab=8+3 3+4 (7+5)=8+3(3+3)=8+2=10 Q(b )圖Rab=7/(4/4+10/10)=7/7=3.5 Q(c)圖Rab=5/4/4+6/(6/6+5)=5/(2+6/8)=5/(2+3.43)=2.6Q3 Q3Qa.7Q 4QIIII1(c)6Q4 Q(d)(d)圖Rab=3/(4/4+4)=3/6=2 Q (串聯(lián)的3Q與6 Q電阻被導(dǎo)線短路

8、)91.11用支路電流法求題1.11圖中的I和U。6Q I1 a 1 Q解：對(duì)結(jié)點(diǎn)a,由KCL得，11+2-1=0對(duì)左邊一個(gè)網(wǎng)孔，由 對(duì)右邊一個(gè)網(wǎng)孔，由KVL 得 611+31=12VKL 得 U+4-3I-2X 1=0解方程得 l=2.67A, U=6V+ J +丄Q12v r3q uG)2a丫6丫-4 V+題1.11圖1.12用支路電流法求題1.12圖中的電流I和U。解：與10V電壓源并聯(lián)的電阻可不考慮。設(shè)流過(guò)4 Q電阻的電流為h，則有1 + 11=10U=1 XI+10=4I1解得 I=6A , I1=4A , U=16V5Q10V1 Q1.13將題1.13圖所示電路化成等效電流源電路。

9、題1.12圖r-2A3 Q3A6 Q(b)(a)題1.13圖解：(a)兩電源相串聯(lián)，先將電流源變換成電壓源，再將兩串聯(lián)的電壓源變換成一個(gè) 電壓源，最后再變換成電流源；等效電路為-：a3QO6V6Q()18Vr 9QC)12V+- bT 41 A3o9 Q(b)兩電源相并聯(lián)，先將電壓源變換成電流源，再將兩并聯(lián)的電流源變換成一個(gè)電 流源，等效電路如下：L J6 QP-#2A LJ6芒31.14用電源等效變換的方法，求題1.14圖中的電流I。24V+19，與24V電6 6112 6 2解：求電流I時(shí)，與3A電流源串聯(lián)的最左邊一部分電路可除去（短接） 壓源并聯(lián)的6Q電阻可除去（斷開(kāi)），等效電路如下。1

10、.15在題1.15圖所示的加法電路中，A為集成運(yùn)算放大器，流入運(yùn)算放大器的電流I N = I P=0,且Un=Up，證明:R2 R3 )Rf解:由于Ip=0,所以Up=IpR=O, Un=Up=O,I1 二Ui1U I2R1I3字，If JU。Rf ，由于In=0，對(duì)結(jié)點(diǎn)N，應(yīng)用KCL 得：WI1 + I2+I3，即UoUliU12Ui3=十 I RfR1R2 R3一（Uli"RT)Rf1.16利用疊加定理求題1.16圖所示電路中電流源上的電壓解：12V電壓源單獨(dú)作用時(shí)電路如圖（a） 所示38U 二Uac -Ubc1212 2V6+38+82A電流源單獨(dú)作用時(shí)電路如圖（b）、（c）所

11、示+12V-3QU、2 (6/3 8/8)=2 (24) =12V+U8Q2A嚴(yán)U =U U - -2 12 =10V題1.16圖c(a)cab+U6QII3 Q 一2A8Q8Q(c)1.17在題1.17圖所示電路中，當(dāng)2A電流源沒(méi)接入時(shí),供54W功率，U1=12V ;當(dāng)3A電流源沒(méi)接入時(shí), 求兩個(gè)電流源同時(shí)接入時(shí)，各電源的功率。解：由題意知，3A電流源單獨(dú)作用時(shí)，*54U1 =12V，U2 =54 =18V，32A電流源單獨(dú)作用時(shí)，U2 -14V，U； =8V，2兩電源同時(shí)接入時(shí)，3A電流源對(duì)無(wú)源電阻網(wǎng)絡(luò) N提2A電流源對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供28W功率，U2為8V，題1.17圖UU； U；=26V，U2

12、=u2 U226V，故F2a =2U1 =52W，P3A =3U2 =78W1.18用戴維寧定理求題1.18圖所示電路中的I。 解：將8Q支路斷開(kāi)，如圖（a）所示6U OC= Uac+U Cb=6 亠 10 = 6V6+3Ro=3/6=2 Q戴維寧等效電路如圖（b）所示,2(b)62 8/88Q=0.5A1.19在題2.18圖所示電路中，N為含源二端電路，現(xiàn)測(cè)得 R短 路時(shí)，l=10A ; R=8 Q時(shí)，l=2A，求當(dāng)R=4Q時(shí)，I為多少？解：設(shè)有源二端電路 N的端口開(kāi)路電壓為 Uoc，端口等效電阻 為Ro,則等效電路如圖（a）所示，由已知條件可得：RUoc=10Ro, Uoc=2 (Ro+8

13、)解得Uoc=20V , Ro=2 Q ,因此，當(dāng)R=4 Q時(shí)，U OCFOR20 10A2 43題2.18圖1.20題1.20圖所示電路中D為二極管，當(dāng)Uab>0時(shí)，二極管導(dǎo)通，當(dāng)Uab<0時(shí)，二極管截止（相當(dāng)于開(kāi)路）。設(shè)二極管導(dǎo)通時(shí)的壓降為 0.6V，試?yán)?用戴維寧定理計(jì)算電流I。1 6 Q *2AJ ,LJ* ab2 Q16 Q2Qr2 Q6 Q6Q(a)題1.20圖2A LJ>b和解：將二極管斷開(kāi)，求端口2Q(b)a、b間的開(kāi)路電壓和等效電阻，電路如圖（a）所示,Uoc=U ac- Ubc=6- 2=4V ,Ro=(6+2)/(2+6)=4 Q ,等效電路如圖（b）所

14、示，二極管 D導(dǎo)通，導(dǎo)通后，Uab=0.6V40.6I0.85A41.21用戴維寧定理求題 1.21圖所示電路中的電流I。解：將待求支路1 Q電阻斷開(kāi)后，由彌爾曼定理可得:2481241 1 1124312-9-J-二 6V, Vb 63 1V1 1 1-+- +-23 6故Uoc=Va-Vb=7V,RO=Rab=2/3/6+12/4/3=2/2+3/3=2.5 Q ,畫出戴維寧等效電路?？汕蟮胷2Q+12V6 Q11Q3 Q-9V+24V12 QI+8V3Q題1.21圖二 U°c _7 Ro1 一2.5 -1=2A1.22題1.22圖所示各電路在換路前都處于穩(wěn)態(tài)，求換路后電流i的初

15、始值和穩(wěn)態(tài)值。12 Q2q(b)解：（a）6Il(0)=Il(03A2換路后瞬間1I(0 )Il(0 )=1.5A2穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感電壓為0,I=3A(b) uC(0 ) = uC(0_) =6V換路后瞬間 (0 ) = 6 -；(0)= 0穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容電流為0, =一6一=1 5A_2十2 _ '(c) li (0 .) =i L1 (0 ) =6A , iL2(0 ) = iL2 (0=0換路后瞬間i(0 ) =iL1(0 .) -iL2(0 .) =6 _0 =6A穩(wěn)態(tài)時(shí)電感相當(dāng)于短路，故i =0換路后瞬間(d) uC(0 ) = uC(0_)6 =3V2+26 -uC (0 ) 6

16、3C0.75A4i 6 1A2 2 2i(0' 2 2穩(wěn)態(tài)時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路，故1.23題1.23圖所示電路中,S閉合前電路處于穩(wěn)態(tài),解：換路后瞬間iL =6A，Uc 3 6 = 18Vic =iL -匹=6 -18 =033uL uC = RiR =0, uL =-uC = T8V3Q求 UL、ic和r的初始值。1.24求題1.24圖所示電路換路后 ul和ic的初始值。設(shè)換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)。解：換路后，l(0 )二l(0_) =0,4mA電流全部流過(guò)R2,即iC (0 ) =4mA對(duì)右邊一個(gè)網(wǎng)孔有：R 0 ul R2 ic uc由于 uc(0 ) =uc(0 )=0，故ul(0 )

17、=RJc(0 ) =3 4=12V1.25題1.25圖所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，求換路后的i、iL和Ul。解：對(duì)RL電路，先求iL (t)，再求其他物理量。iL(0 ) =iL(0)=1020=0.5A電路換路后的響應(yīng)為零輸入響應(yīng)_ L _2'_R _40 /(2020)=0.1S，故iL(t) Jl(0 )eJ =0.5eJ0tA換路后兩支路電阻相等，故題1.25圖iL題1.26圖1i(t) = iL(t0.25e10tA210tuL(t)二i(t)(2020) =10eV1.26題1.26圖所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，求換路后的uc和i。解：對(duì)RC電路，先求uc (t

18、)，再求其他物理量44uc (0 ) =uc (024 = 24V12824S合上后，S右邊部分電路的響應(yīng)為零輸入響應(yīng)1.二 RC=(8/2 4)= 2S3tUC(t)二Uc(0 )e±-24e1d u11_i(t) =C c 24 ( )e 2 二-4e 2Adt321.27題1.27圖所示電路中，已知開(kāi)關(guān)合上前電感中無(wú)電流，求t _0時(shí)的iL(t)和UL(t)。解：由題意知，這是零狀態(tài)響應(yīng)，先求62/323=2AL 11sR2 3/64iL(t) Rl(：)(1 e17 ) =2(1 e°)Adii_“ 卄_4t_4tuL(t)=Ldt=12 4e =8e ViL。t=0+()24V2Q1HiL+ 3QUl題1.27圖1.28題1.28圖所示電路中，t=0時(shí)，開(kāi)關(guān)S合上。已知電容電壓的初始值為零，求 uc (t)和 i (t)o解：這也是一個(gè)