电路第五版邱关源电阻电路的一般分析
《电路》邱关源第五版课后习题解答
电路习题解答第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U A B =5V 可得：I AC .=-25A ：U D B =0：U S .=125V 。
【题2】：D 。
【题3】：300；-100。
【题4】：D 。
【题5】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】：3；-5；-8。
【题7】：D 。
【题8】：P US1=50 W ；P U S 26=- W ；P U S 3=0；P I S 115=- W ；P I S 2 W =-14；P I S 315=- W 。
【题9】：C 。
【题10】：3；-3。
【题11】：-5；-13。
【题12】：4（吸收）；25。
【题13】：0.4。
【题14】：3123I +⨯=；I =13A 。
【题15】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。
【题16】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】：由图可得U E B =4V ；流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23；又由节点D 列KCL 得I I C D =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上 式，得U A C =-7V 。
【题18】：P P I I 12122222==；故I I 1222=；I I 12=； ⑴ KCL ：43211-=I I ；I 185=A ；U I I S =-⨯=218511V 或16.V ；或I I 12=-。
⑵ KCL ：43211-=-I I ；I 18=-A ；U S =-24V 。
第二章电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I=-+9473A=0.5A；U Ia b.=+=9485V；IU162125=-=a b.A；P=⨯6125.W=7.5W；吸收功率7.5W。
邱关源《电路》第五版 第三章 电阻电路的一般分析
§3-3 支路电流法
6 ① 2 ② 4 3 ④ ③ i2 i6 R2 R6 i3 R3 us1 i1 R4
i4
i5 is5 R5
1
5
R1
+
支路方程: -
u1 us1 R1i1
u2 R2i2
u5 R5 (i5 is 5 )
u3 R3i3
u6 R6i6
u4 R4i4
§3-3 支路电流法
+ uS2 -
im2
用网孔电流来代替
支路电流：
i1 = im1 i2 = im1 - im2
R1im1 R2 (im1 im 2 ) us1 us2 R2 (im1 im 2 ) R3im 2 us2 us3
i3 = im2
§3-4 网孔电流法
i1 +
R1 R3
u6 R6i6
u1 u2 u3 0 u3 u4 u5 0 u 2 u 4 u6 0
KVL 方程 :
R1i1 R2i2 R3i3 us1 R3i3 R4i4 R5i5 R5is 5 R2i2 R4i4 R6i6 0
按网孔列写KVL方程是
一组独立的KVL方程。
§3-2 KCL和KVL的独立方程数
基本回路是一组独立的回路，按基本回路列
写KVL方程，是一组独立的KVL方程。
u1 u3 u4 0(1) u1 u2 u4 u5 0(2) u4 u5 u6 0(3)
1) 子图G1 （sub graph ）
若图G1的每个结点和支路是图G的结点和支 路，则图G1是图G的一个子图。
§3-1 电路的图
电路.邱关源-第五版-学习笔记
绪论 ..................................................................................................................................................1 第一章 电路模型和电路定律.......................................................................................................1
§1－1 电路和电路模型.........................................................................................................1 §1－2 电流和电压和参考方向.............................................................................................1 §1－3 电功率和能量.............................................................................................................1 §1－4 电路元件.....................................................................................................................2 §1－5 电阻元件.............................................
《电路》邱关源第五版课后习题答案
《电路》邱关源 第五版课后题答案第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U A B =5V 可得：I AC .=-25A ：U D B =0：U S .=125V 。
【题2】：D 。
【题3】：300；-100。
【题4】：D 。
【题5】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】：3；-5；-8。
【题7】：D 。
【题8】：P US1=50 W ；P U S 26=- W ；P U S 3=0；P I S 115=- W ；P I S 2 W =-14；P I S 315=- W 。
【题9】：C 。
【题10】：3；-3。
【题11】：-5；-13。
【题12】：4（吸收）；25。
【题13】：0.4。
【题14】：3123I +⨯=；I =13A 。
【题15】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。
【题16】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】：由图可得U E B =4V ；流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23；又由节点D 列KCL 得I I C D =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上 式，得U A C =-7V 。
【题18】：P P I I 12122222==；故I I 1222=；I I 12=； ⑴ KCL ：43211-=I I ；I 185=A ；U I I S =-⨯=218511V 或16.V ；或I I 12=-。
⑵ KCL ：43211-=-I I ；I 18=-A ；U S =-24V 。
第二章 电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I =-+9473A =0.5 A ；U I a b .=+=9485V ； I U 162125=-=a b .A ；P =⨯6125. W =7.5 W；吸收功率7.5W 。
邱关源《电路》笔记及课后习题(电阻电路的一般分析)【圣才出品】
第3章电阻电路的一般分析3.1 复习笔记一、电路图论的基本概念1．图（G）图（G）是具有给定连接关系的结点和支路的集合，其中每条支路的两端都连到相应的结点上，允许孤立结点的存在，没有结点的支路不能称为图。
路径：从G的一个结点出发，依次通过图的支路和结点（每一支路和结点只通过一次），到达另一个结点（或回到原出发点），这种子图称为路径。
连通图：当G的任意两结点都是连通的，称G为连通图。
有向图：赋予支路方向的图称为有向图。
2．树（T）满足下列三个条件的子图，称为G的一棵树：①连通的；②包含G的全部结点；③本身没有回路。
树支与连支：属于树的支路称为树支；不属于树的支路称为连支。
基本回路：对于G的任意一个树，有且只有一条连支回路，这种回路称为单连支回路或基本回路。
树支数：对于有n个结点，b条支路的连通图，树支数＝n－1。
推论：连枝数＝b－n＋1；基本回路数＝连支数＝b－n＋1。
二、KCL和KVL的独立方程数KCL的独立方程数：对一个具有n个结点的电路而言，其中任意的（n－1）个结点的KCL方程是独立的。
KVL的独立方程数：对一个具有n个结点和b条支路的电路而言，其KVL的独立方程数为（b－n＋1）。
三、电路的分析方法1．支路电流法（1）支路电流法是以b个支路电流为变量列写b个方程，并直接求解。
其方程的一般形式为（2）支路电流法解题步骤①标出各支路电流的方向；②依据KCL列写（n－1）个独立的结点方程；③选取（b－n＋1）个独立回路，标出回路绕行方向，列写KVL方程。
注：①独立结点选择方法：n个结点中去掉一个，其余结点都是独立的；②独立回路选择方法：先确定一个树，再确定单连支回路（基本回路），仅含唯一的连支，其余为树支。
2．网孔电流法（1）网孔是最简单的回路，即不含任何支路的回路。
网孔数＝独立回路数＝b－n＋1。
网孔电流法是以网孔电流为未知量，根据KVL对全部网孔列出方程求解。
（2）网孔电流法解题步骤①局部调整电路，当电路中含有电流源和电阻的并联组合时，可转化为电压源和电阻的串联组合；②选取网孔电流，指定网孔电流的参考方向；③依据KVL列写网孔电流方程，自阻总为正，互阻视流过的网孔电流方向而定，两电路同向取“＋”，异向取“－”。
电路分析基础第五版邱关源通用课件
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词
求解微分方程
详细描述
根据微分方程的特性和初始条件，求 解微分方程以获得电路元件的状态变 量随时间变化的规律。常用的求解方 法包括分离变量法、常数变易法、线 性化法等。
一阶动态电路的微分方程及其响应
总结词：分析响应
详细描述：根据求解出的状态变量，分析电路元件的响应特性。响应特性包括稳 态响应和暂态响应，其中暂态响应指的是电路从初始状态达到稳态的过程。
电路分析基础第五版邱关源 通用课件
目录
• 绪论 • 电路的基本定律和定理 • 电阻电路的分析 • 一阶动态电路的分析 • 二阶动态电路的分析 • 正弦稳态电路的分析 • 三相电路的分析 • 非正弦周期电流电路的分析
01
绪论
电路分析的目的和任务
目的
电路分析是电子工程和电气工程学科中的基础课程，其目的是理解和掌握电路的基本原理、基本概念 和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下基础。
）
三相电源或三相负载的端点相互 连接，每相负载承受的电压为电 源线电压。
混合连接
在某些情况下，电路中可能同时 存在星形和三角形连接的负载， 这称为混合连接。
三相电路的电压和电流分析
1 2
相电压与线电压
在星形连接中，相电压等于电源电压；在三角形 连接中，线电压等于电源电压。
对称三相电路
当三相电源和三相负载对称时，各相的电压和电 流大小相等，相位互差120°。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
总结词：阶跃响应
详细描述：阶跃响应是指当输入信号为一个阶跃函数时，电路的输出响应。阶跃响应的特点是初始时刻电路输出突然跳变到 某一值，然后逐渐趋近于稳态值。
一阶电路的阶跃响应和冲激响应
邱关源《电路》第五版第3章电阻电路的一般分析
第 1 步 选定各支路电流参考方向，如图 3-1 所示。 第 2 步 对（n－1）个独立节点列 KCL 方程 如果选图 3-1 所示电路中的节点 4 为参考节点，则节点 1、2、3 为独 立节点，其对应的 KCL 方程必将独立，即： 1 I1 I3 I4 0 2 I1 I 2 I5 0 3 I 2 I3 I6 0 第 3 步．对 b (n 1) 个独立回路列关于支路电流的 KVL 方程 Ⅰ： R1 I 1 R5 I 5 U s 4 R4 I 4 U s1 0 Ⅱ： R2 I 2 U s 2 R6 I 6 R5 I 5 0 Ⅲ： R4 I 4 U s 4 R6 I 6 U s3 R3 I 3 0 第 4 步．求解
第三步，网孔电流方程的一般形式
R11im1 R12im 2 R13im3 us11 R21im1 R22im 2 R23im3 us 22 R31im1 R32im 2 R33im3 us 33
式中，Rij（i=j）称为自电阻，为第 i 个网孔中各支路的电阻之和，值恒为 正。Rij（i≠j）称为互电阻，为第 i 个与第 j 个网孔之间公共支路的电阻之 和，值可正可负；当相邻网孔电流在公共支路上流向一致时为正，不一 致时为负。 usii 为第 i 个网孔中的等效电压源。其值为该网孔中各支路电
G5 1 + US
—
2 G1 G3 G2 G4
3
4
图 3-8
ｂ.对不含有电压源支路的节点利用直接观察法列方程： G1U n1 (G1 G2 G3 )U n 2 G3U n3 0
G5U n1 G3U n (G3 G4 G5 )U n3 0
ｃ.求解 ② 含多条不具有公共端点的理想电压源支路，如图 3-9。 ａ.适当选取参考点：令 U n4 0 ，则 U n1 U s 。 ｂ. 虚设电压源电流为 I，利用直接观察法形成方程
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注意 如果表征元件端子特性的数学关系式
是线性关系，该元件称为线性元件，否则称 为非线性元件。
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集总参数电路 2. 2.集总参数电路
由集总元件构成的电路 集总元件 集总条件 假定发生的电磁过程都集中在元 件内部进行。
d << λ
注意 集总参数电路中u、i 可以是时间的函
数，但与空间坐标无关。因此，任何时刻，流 入两端元件一个端子的电流等于从另一端子流 出的电流；端子间的电压为单值量。
结论
U bc = ϕb − ϕc = 3 − 0 = 3 V
电路中电位参考点可任意选择；参考点 一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当 选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将 改变，但任意两点间电压保持不变。
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问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。 (降)的参考方向 电压( � 电压 参考方向 U 实际方向 假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – +
任何时刻端电压与电流成正比的电阻元件。 R � 电路符号
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� u～i 关系
满足欧姆定律
u = Ri R=u i i = u R = Gu
u、i 取关联 参考方向
u
0
伏安特 性为一 i 条过原 点的直 线
i
R
+
� 单位
u
－
R 称为电阻，单位：Ω (Ohm) G 称为电导，单位：S (Siemens)
电阻元件 电压源和电流源 受控电源 基尔霍夫定律
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： � 重点 重点 重点： ： � 重点： 1. 电压、电流的参考方向 2. 电阻元件和电源元件的特性 3. 基尔霍夫定律
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3.1 电路的图
1.网络图论 图论是拓扑学的一个分支，是富有 趣味和应用极为广泛的一门学科。
A A
B
D
C
哥尼斯堡七桥难题
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B
D
C
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2.电路的图
i
R1 R2
R3 R5
R4
+ uS _ R6
元件的串联及并联 组合作为一条支路
n4 b6
抛开元 件性质
重点 熟练掌握电路方程的列写方法： 支路电流法 回路电流法 结点电压法
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线性电路的一般分析方法 • 普遍性：对任何线性电路都适用。 • 系统性：计算方法有规律可循。
方法的基础
• 电路的连接关系—KCL，KVL定律。 • 元件的电压、电流关系特性。 复杂电路的一般分析法就是根据KCL、KVL及元 件电压和电流关系列方程、解方程。根据列方程时所 选变量的不同可分为支路电流法、回路电流法和结点 电压法。
l bl b (n 1)
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基本回路(单连支回路) 基本回路具有独占的一条连支
6
5
6
45
2
1
3
2
1
3
2
1
3
结论
支路数＝树支数＋连支数 ＝结点数－1＋基本回路数
b n l 1 结点、支路和
基本回路关系
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例 图示为电路的图，画出三种可能的树及其对
接的全部支路同时移去。
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(2)路径 (3)连通图
从图G的一个结点出发沿着一些支 路连续移动到达另一结点所经过的 支路构成路径。
图G的任意两结点间至少有一条路 径时称为连通图，非连通图至少存 在两个分离部分。
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(4)子图
若图G1中所有支路和结点都是图 G中的支路和结点，则称G1是G 的子图。
③选择基本回路列写b-(n-1)个KVL方程。
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例
2
有6个支路电流，需列写6个方
R2 i2
i3
R4 程。KCL方程:
i4
1 i1 i2 i6 0
1
1
R3 2
3
2 i2 i3 i4 0
R1 i1 34
R5 i5
3 i4 i5 i6 0
取网孔为独立回路，沿顺时
①树(Tree)
T是连通图的一个子图且满足下
列条件：
a. 连通 b.包含所有结点 c. 不含闭合路径
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树
不 是 树 树支：构成树的支路 连支：属于G而不属于T的支路
明确 ①对应一个图有很多的树
②树支的数目是一定的 bt n 1
连支数： bl b bt b (n 1)
i6 针方向绕行列KVL写方程:
R6
+
uS
– 回路1
u2 u3 u1 0
回路2 u4 u5 u3 0
回路3 u1 u5 u6 0
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这一步可 以省去
回路1 回路2
u2 u3 u1 0 u4 u5 u3 0
2
回路3 u1 u5 u6 0
b8
1
8 3
5
2
4
1
3
5
2
4
6
7
6
一个元件作 为一条支路
有向图
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结电论路的图是用以表示电路几何结构的图形，
图中的支路和结点与电路的支路和结点一一对应。
⑴图的定义(Graph)
G={支路，结点}
①图中的结点和支路各自是一个整体。 ②移去图中的支路，与它所联接的结点依然
存在，因此允许有孤立结点存在。 ③如把结点移去，则应把与它联
列写方便、直观，但方程数较多，宜于在支路数不 多的情况下使用。
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4
1 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 4 ＝0
结论
n个结点的电路, 独立的KCL方程为n-1个。
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2.KVL的独立方程数
2
1
2
1 43
6
5
4
对网孔列KVL方程：
1 u1 u3 u4 0 3 2 u2 u3 u5 0
3 u4 u5 u6 0
1 - 2 u1 u2 u4 u5 0
R2 i2
i3
11
R1 i1
R4 应用欧姆定律消去支路电压得：
i4
R3 2
3
R5 i5
R2i2 R3i3 R1i1 0 R4i4 R5i5 R3i3 0 R1i1 R5i5 R6i6 uS
34
i6
R6 + uS –
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小结 （1）支路电流法的一般步骤：
应的基本回路。
1 45
86 3 72
5
86 7
4 86
3
4
8 2
3
注意
网孔为基本回路。
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3.2 KCL和KVL的独立方程数
1.KCL的独立方程数 1 i1 i4 i6 0
2
1
2
2 i1 i2 i3 0
1
3 4
3
6
3 i2 i5 i6 0
4 i3 i4 i5 0
3.3 支路电流法
1. 支路电流法
以各支路电流为未知量列写 电路方程分析电路的方法。
对于有n个结点、b条支路的电路，要求解支路 电流,未知量共有b个。只要列出b个独立的电路方程， 便可以求解这b个变量。
2. 独立方程的列写
①选定支路电流的参考方向
②从电路的n个结点中任意选择n-1个结点列写
KCL方程
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②回路(Loop)
L是连通图的一个子图，构成一条 闭合路径，并满足：(1)连通，(2)
1 23 75
6 84
每个结点关联2条支路。
回路 23
12 75
5
84
不 是 回 路
1）对应一个图有很多的回路；
明 2）基本回路的数目是一定的，为连支数； 确 3）对于平面电路，网孔数等于基本回路数。
①标定各支路电流（电压）的参考方向； ②选定(n–1)个结点，列写其KCL方程； ③选定b–(n–1)个独立回路，指定回路绕行方
结合KVL和支路方程列写；
向，
Rkik uSk
④求解上述方程，得到b个支路电流；
⑤进一步计算支路电压和进行其它分析。
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（2）支路电流法的特点： 支路法列写的是 KCL和KVL方程， 所以方程
注意 可以证明通过对以上三个网孔方程进
行加、减运算可以得到其他回路的KVL方程：
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结论 ①KVL的独立方程数=基本回路数=b－(n－1)
②n个结点、b条支路的电路, 独立的KCL和KVL方 程数为：
(n 1) b (n 1) b
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