电路分析基础第4章习题答案
《电路分析基础》习题参考答案
《电路分析基础》各章习题参考答案第1章习题参考答案1-1 (1) SOW; (2) 300 V、25V,200V、75V; (3) R=12.50, R3=1000, R4=37.5021-2 V =8.S V, V =8.S V, V =0.S V, V =-12V, V =-19V, V =21.S V U =8V, U =12.5,A mB D 'AB B CU =-27.S VDA1-3 Li=204 V, E=205 V1-4 (1) V A=lOO V ,V=99V ,V c=97V ,V0=7V ,V E=S V ,V F=l V ,U A F=99V ,U c E=92V ,U8E=94V,8U BF=98V, u cA=-3 V; (2) V c=90V, V B=92V, V A=93V, V E=-2V, V F=-6V, V G=-7V, U A F=99V, u c E=92V, U B E=94V, U BF=98V, U C A =-3 V1-5 R=806.70, 1=0.27A1-6 1=4A ,11 =llA ,l2=19A1-7 (a) U=6V, (b) U=24 V, (c) R=SO, (d) 1=23.SA1-8 (1) i6=-1A; (2) u4=10V ,u6=3 V; (3) Pl =-2W发出，P2=6W吸收，P3=16W吸收，P4=-lOW发出，PS=-7W发出，PG=-3W发出1-9 l=lA, U5=134V, R=7.801-10 S断开：UAB=-4.SV, UA0=-12V, UB0=-7.2V; S闭合：12 V, 12 V, 0 V1-12 UAB=llV / 12=0.SA / 13=4.SA / R3=2.401-13 R1 =19.88k0, R2=20 kO1-14 RPl=11.110, RP2=1000第2章习题参考答案2-1 2.40, SA2-2 (1) 4V ,2V ,1 V; (2) 40mA ,20mA ,lOmA 2-3 1.50 ,2A ,1/3A2-4 60 I 3602-5 2A, lA2-6 lA2-7 2A2-8 lOA2-9 l1=1.4A, l2=1.6A, l3=0.2A2-10 11=OA I l2=-3A I p l =OW I P2=-l8W2-11 11 =-lA, l2=-2A I E3=10V2-12 11=6A, l2=-3A I l3=3A2-13 11 =2A, l2=1A ,l3=1A ,14 =2A, l5=1A2-14 URL =30V I 11=2.SA I l2=-35A I I L =7.SA2-15 U ab=6V, 11=1.SA, 12=-lA, 13=0.SA2-16 11 =6A, l2=-3A I l3=3A2-17 1=4/SA, l2=-3/4A ,l3=2A ,14=31/20A ,l5=-11/4A12-18 1=0.SA I l2=-0.25A12-19 l=1A32-20 1=-lA52-21 (1) l=0A, U ab=O V; (2) l5=1A, U ab=llV。
电路分析第4章习题答案
2）求入端阻抗
Ri = (10 // j10) + ( − j10 // − j10) 10 × j10 = + ( − j 5) 10 + j10 = 5 + j 5 − j 5 = 5Ω
a
b
2）画出戴维南模型
+
- j5
i
5Ω
− j5 − j5 ɺ I= = − j 0 .5 A 5+5 10
4-21 解：
+ ɺ U −
A
*
W
*
ɺ I1
Z1
ɺ I2
Z2 R
ɺ (1) 设U = 100∠0° V
ɺ ɺ 则I 1 = 10∠ 36.87° A , I 2 = 20∠ − 60° A , ɺ ɺ ɺ ∴ I = I 1 + I 2 = 8 + j 6 + 10 − j17.32 = 18 − j11.32 = 21.26∠ − 32.17° A λ = cos 32.17° = 0.846 P = U ⋅ I cos 32.17° = 100 × 18 = 1800 W;
V1
+ ɺ U −
V1 V2
+ ɺ U −
V1
+ ɺ U −
V2
R L
C L
R
L C
V3
V2
(a)
(b)
(c)
V1
+ ɺ U −
V1 V2
+ ɺ U −
V1
+ ɺ U −
V2
R L
C L
R
L C
V3
V2
解： (1)
(a)
电路分析基础(第二版) 曾令琴 人民邮电出版社 课后答案 指导与解答4 课后答案【khdaw_lxywyl】
1、学习指导 （1）复功率
上等于电路中的有功功率 P，复功率的虚部在数值等于电路的无功功率 Q，复功率的模值等于 正弦交流电路中的视在功率 S。要注意的是，电路中各个元件上的有功功率可以相加，无功功 率可以相加减，但电路各部分的视在功率一般不能直接相加减，其中原因由读者自己考虑。 （2）功率因数的提高 由对功率的讨论我们引入了提高功率因数的问题。提高功率因数是指提高线路总电压与
初相， 任何一个正弦量都可以对应这样的一个复数， 而我们就把这个与正弦量相对应的复数称 为正弦量的相量，简称相量。换句话说，正弦量的相量就是特指用复数来表示的、与正弦量具 有一一对应关系的复数。 为区别与一般复数的不同， 相量头顶要带上标记 “· ” 。 值得注意的是， 一个相量可以充分表达正弦量的三要素， 只是由于电路中各量频率相同而省掉了频率而已 （如 上面 1.所述） 。相量仅为正弦量的一种表示方法，相量并不等于正弦量。 （3）复阻抗 复数形式的电阻和电抗称为复阻抗。相量分析法中的复阻抗的模对应正弦交流电路中的 电阻和电抗，例如单一电阻元件电路的复阻抗为R，是一个只有实部没有虚部的复数；单一电 感元件电路的复阻抗是jX L ，是没有实部，只有正值虚部的复数；单一电容元件电路的复阻抗
51
aw
案
（2）式中解析式不等于相量式，应改为
网
u 220 2 sin(t
)
U m 220 2e j 45 V
.c o
m
作好相量图是分析解决问题的关键环节， 也是一种基本的技能训练。 在正弦稳态电路的分析中， 利用相量图的帮助来分析和解决实际问题的例子很多， 相量图不仅能形象地表征出电路中各量 间的数量和相位关系， 有时通过对相量图能把隐含的问题浅显化， 藉助相量图往往可以方便地 定性分析电路中的某些特性， 使复杂问题从相量图的分析中显示的一目了然， 甚至能够起着四 两拨千斤的效果。 （2）RLC 串联电路的相量模型分析 相量分析法中，借助相量图分析电路很关键。相量图的画法，可根据具体问题的不同， 选择合适的一个电路变量作为参考相量， 串联电路的参考相量一般选用电流相量， 再根据各元 元件电压之间的相位关系和数量关系、 各电压与电流之间的相位关系一目了然。 注意相量图分 析中只有电压三角形是相量图，阻抗三角形不是相量图，它只反映了各元件参数的数量关系。 正弦并联电路采用相量分析法解题时，一般选取电压为电路的参考相量。然后根据 R、L、 后运用矢量图遵循的平行四边形法则或多角形法则， 定性地画出电路的相量图， 根据相量图分 2、学习检验结果解析 （1）一个 110V、60W 的白炽灯接到 50Hz、220V 正弦电源上，可以用一个电阻、或一个 电感、或一个电容和它串联。试分别求所需的 R、L、C 的值。如果换接到 220V 直流电源上， 这三种情况的后果分别如何？ （3）RLC 并联电路的相量模型分析 件上电压与电流的相位关系定性地画出各电压， 各电压比例尺应相同， 由这样的相量图可把各
电路分析基础章后习题答案及解析(第四版)
第1章习题解析一．填空题：1.电路通常由电源、负载和中间环节三个部分组成。
2.电力系统中，电路的功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换。
3. 电阻元件只具有单一耗能的电特性，电感元件只具有建立磁场储存磁能的电特性，电容元件只具有建立电场储存电能的电特性，它们都是理想电路元件。
4. 电路理论中，由理想电路元件构成的电路图称为与其相对应的实际电路的电路模型。
5. 电位的高低正负与参考点有关，是相对的量；电压是电路中产生电流的根本原因，其大小仅取决于电路中两点电位的差值，与参考点无关，是绝对的量6.串联电阻越多，串联等效电阻的数值越大，并联电阻越多，并联等效电阻的数值越小。
7.反映元件本身电压、电流约束关系的是欧姆定律；反映电路中任一结点上各电流之间约束关系的是KCL定律；反映电路中任一回路中各电压之间约束关系的是KVL定律。
8.负载上获得最大功率的条件是：负载电阻等于电源内阻。
9.电桥的平衡条件是：对臂电阻的乘积相等。
10.在没有独立源作用的电路中，受控源是无源元件；在受独立源产生的电量控制下，受控源是有源元件。
二．判断说法的正确与错误：1.电力系统的特点是高电压、大电流，电子技术电路的特点是低电压，小电流。
（错）2.理想电阻、理想电感和理想电容是电阻器、电感线圈和电容器的理想化和近似。
（对）3. 当实际电压源的内阻能视为零时，可按理想电压源处理。
（对）4.电压和电流都是既有大小又有方向的电量，因此它们都是矢量。
（错）5.压源模型处于开路状态时，其开路电压数值与它内部理想电压源的数值相等。
（对）6.电功率大的用电器，其消耗的电功也一定比电功率小的用电器多。
（错）7.两个电路等效，说明它们对其内部作用效果完全相同。
（错）8.对电路中的任意结点而言，流入结点的电流与流出该结点的电流必定相同。
（对）9．基尔霍夫电压定律仅适用于闭合回路中各电压之间的约束关系。
（错）10．当电桥电路中对臂电阻的乘积相等时，则该电桥电路的桥支路上电流必为零。
电路分析基础第四版课后习题答案
i
i1
+ 1V −
2Ω
i3
i2
1Ω
2i
+ 2V −
解：在图中标出各支路电流，可得
(1 − 2)V (1 − 2)V = −0.5A, i2 = = −1A 2Ω 1Ω 受控源提供电流 = 2i = −1A i=
p2 Ω = i 2 × 2 = 0.5W
为确定 R，需计算 i4 ，
uce = ucd + ude = 0 ⇒ ude = −ucd = −10u1 = −10V
故
i3 =
udc = −2.5A, i4 = is − i3 = (−3.5 + 2.5)A = −1A 4 R = 0Ω 由此判定
1-33
试用支路电流法求解图题所示电路中的支路电流 i1 , i2 , i3 。
又受控源控制量 i 与网孔电流的关系为 i = i1 − i2
⎧25i1 − 20i2 − 5i3 = 50 ⎪ 代入并整理得： ⎨−5i1 + 9i2 − 4i3 = 0 解得 ⎪−5i − 4i + 10i = 0 2 3 ⎩ 1
受控源电压 受控源功率
⎧i1 = 29.6A ⎨ ⎩i2 = 28A
i2
3Ω
i3
gu
2−5
解
设网孔电流为 i1 , i2 , i3 ,则 i3 = − gu A = −0.1u A ,所以只要列出两个网孔方程
27i1 − 18i2 = 42 −18i1 + 21i2 − 3(−0.1u A ) = 20
因 u A = 9i1 ,代入上式整理得
−15.3i1 + 21i2 = 20
电路分析基础答案周围版第四章
设电并绘出电路分析基础答案周围版 4-2 . 5 uF 电容的端电压如图示。
(1) 绘出电流波形图。
(2) 确定t 2 □和t 10u 时电容的储能。
解：(1)由电压波形图写出电容端电压的表达式：10t0 us t 1 us上式中时间的单位为微秒；电压的单位为毫伏；电容的单位为微法拉；电流的单位为毫安。
电容电流的波形如右图所 示。
1(2)电容的储能 w(t) 2Cu 2(t)，即电容储能与电容端电压的平方成正比。
当t 2 u 时，电容端电压为 10毫伏，故：1 2 1 6 3 2 10 w(t)t10us ? Cu 2 ?5 10 610 10 32.5 10 10J当t 10u 时，电容的端电压为 0，故当t 10u 时电容的储能为 0。
4-3 .定值电流4A 从t=0开始对2F 电容充电，问：(1) 10秒后电容的储能是多少？ 100秒后电容的储能是多少? 容初始电压为0。
解：电容端电压：1 1U Ct U C 0-i d4d2t；c 。
20U C10 2 10 20V ；U C100 2 100 200Vw 10 ^Cu C10400J ；w 100 1 2—Cu C 10040000J224-6 •通过3mH 电感的电流波形如图示。
(1 )试求电感端电压 山⑴，并绘出波形图；(2)试求电感功率 P L (t),波形图；(3)试求电感储能 W L (t)，并绘出波形图。
u(t)10 1 us t 3 u s 10t 40 3 ust 4 u s0 4ust 式中时间t 的单位为微秒； 电压的单位为毫伏。
电容伏安关系的微 50 O^s t 1 us i(t) C du(t)dt0 1^s t 3 us 50 3^s t 4 us4^s ts)4-14 •电路如左图所示。
换路前电路处于稳态。
t 0时电路换路，求换路后瞬间 u 0、i 010t 「30 3 s t 33s 解: (1)由电流波形图写出电流表达式：i(t)10t 403 3 s t4 3 s式中时间t 的单位用微秒；电流的单位为毫安。
电路分析基础第四章答案
4-2．5μF 电容的端电压如图示。
（1）绘出电流波形图。
（2）确定2μs t =和10μs t =时电容的储能。
解：（1）由电压波形图写出电容端电压的表达式：10 0μs 1μs10 1μs 3μs ()1040 3μs 4μs 0 4μs t t t u t t t t≤≤⎧⎪≤≤⎪=⎨-+≤≤⎪⎪≤⎩ 式中时间t 的单位为微秒；电压的单位为毫伏。
电容伏安关系的微分形式：50 0μs 1μs 0 1μs 3μs()()50 3μs 4μs 0 4μs t t du t i t C t dt t<<⎧⎪<<⎪==⎨-<<⎪⎪<⎩上式中时间的单位为微秒；电压的单位为毫伏；电容的单位为微法拉；电流的单位为毫安。
电容电流的波形如右图所示。
（2）电容的储能21()()2w t Cu t =，即电容储能与电容端电压的平方成正比。
当2μs t =时，电容端电压为10毫伏，故：()()22631010μs 11()5101010 2.510J 22t w t Cu ---===⨯⨯⨯⨯=⨯当10μs t =时，电容的端电压为0，故当10μs t =时电容的储能为0。
4-3．定值电流4A 从t=0开始对2F 电容充电，问：（1）10秒后电容的储能是多少？100秒后电容的储能是多少？设电容初始电压为0。
解：电容端电压：()()()00110422t tC C u t u i d d t C τττ+++=+==⎰⎰；()1021020V C u =⨯=； ()1002100200V C u =⨯=()()211010400J 2C w Cu ==； ()()2110010040000J 2C w Cu ==4-6．通过3mH 电感的电流波形如图示。
（1）试求电感端电压()L u t ，并绘出波形图；（2）试求电感功率()L p t ，并绘出波形图；（3）试求电感储能()L w t ，并绘出波形图。
电路分析 第4章 习题与解答
1
4V
4
2
2
4V
故 i '' 4 1A 4
由叠加定理得 i i ' i '' 0.5 1 1.5A
2
4－2 试用叠加定理求题 4－2 图所示电路中的电流 Ix 。
2
6
1A
1
3
1 3
3V Ix
题 4－2 图
解：(1)先让电流源单独作用，如图
2
6
第 4 章 习题与解答
4－1 试用叠加定理求题 4－1 图(a)、(b)所示电路中的电压 u 和电流 i 。
2A 1 2
1 u 2 10V
i
1
4
2
2
2
2 8V 2A
(a)
(b)
题 4－1 图
解：(1)对图（a）先让电流源单独作用，如图
I
2A 1 2
1 u ' 2
Ix
I
' x
I
'' x
0 1 1A
4－3 如题 4－3 图所示电路，已知 uS 9V ,iS 3A ，试用叠加定理求电流 i 。
i 6 iS
4
uS
3
7
题 4－3 图
解：(1)先让电流源单独作用，如图
i'
6 iS
4
3
7
根据两个并联电阻的分流公式可得
i'
3 36
i'
1
4
2 2
2 2
2A
1
电路变为
i'
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(b)假设u=1V
u i 1 u 1 i
i (1 ) A
u1
Ri
i
1
i 1
＋
－
u
u 2
＋
－ (b)
4-8 对于含有一个受控源的单口电阻网络，有时用下述方法去求输入电阻Ri是很简便的。其 方法为：（1）先设x=1，x为受控源的控制量；（2）运用KCL及KVL设法算得u及i；（3） 根据u=Rii算得Ri。试用这一方法求解练习题4-6。
mA
44 i2 R 2k 2 mA
4-7 试用习题4-1、4-2、4-3所得结果，绘出图题4-1、4-2、4-3 所示三个单口网络的等效电路。 试对上述三种情况的等效电路做出结论。
4-1
u 12.5i 11.25
4-2
u 9i 50
4-3
u (1 )RLi
12.5
＋ 11.25V
i i1
u RL(i1 i1 ) (1 )RLi1 (1 )RLi
i ＋
i1 u －
i1 Ro
RL
4-4 在图题4-4 电路中已知N的VCR为5u = 4i + 5。试求电路中各支路电流。
求方框内的电路与N的接口处的 VCR。
列节点方程
i
3
＋
＋
5V
1
2
u
N
－
－
5 (1 1)u i 3 32
I1
U
25I1 100I2
25I1
11000 1101
I1
38525 1101
I1
Ri
U I1
38525 1101
35
4-10 对图题4-8(a)所含无伴电压源电路，试证明图题4-8(b)所含有伴电压源电路与它是等效的。
1 4(i 1) r 2
i 2r4 6r A
4
4
u 24 8 Ri i 6 r 6 r
i
＋
i1
4
u
2
＋
ri1
－
－
(c)
4-9 求图题4-7所示电路的输入电阻Ri 。已知=0.99。
I1
在图上标出参考方向
4-1 求图题4-1所示单口网络的VCR 。
25
列节点方程求解
u1
u2
i
10
20
＋
＋
u1 15 V
15V
10
u
－
－
1 10
u1
(1 10
1 20
1 10 )u2
1 20
u
0
5 20
u2
1 20
u
30 20
u2 0.2u 6
i u u1 u u2 u 15 u 0.2u 6 8u 90
25 20
25
20
100
则得 u 100 i 90 12.5i 11.25 88
4-2 试用外施电源法求图题4-2所示含源单口网络的VCR，并绘出伏安特性曲线。
u 3i 6(i 5) 20 得 u 9i 50
i/A
O
50 u/V
－50/9
6 ＋ 20V －
i
3
＋
5A u
－
4-3 试求图题4-3所示电路的VCR。 设端口电压和端口电流如图所示
把N1网络用电流为3A的理想电 流源替代
6 U1 1
i 1
1
9A
＋
＋
7
1
u
1 1 uO
－
－
N1
N2
uO
1
1 (1 1)
31
1V
1
1
3A
＋
1 1 uO
－
N1
N2
4-6 电路如图题4-6(a)所示， uS=12V，R=2k，网络N的VCR如图题4-6(b)所示，求u和i，并 求流过两线性电阻的电流。
1.4 2
0.7
A
i4
5
1.4 3
1.2
A
i1 i2 i4 5 1.2 6.2 A
4-5 试设法利用置换定理求解图题4-5所示电路中的电压uO 。何处划分为好？置换时用电压 源还是电流源为好?
对N1网络
6 U1 1
i 1
1
(
6
1
7
1)U1
u
9
7
9A 1
＋
＋
u
1 1 uO
U1 (1 1)u i
－ －
14 13
U1
u
9
N1
得 15u 14i 117
N2
U1 2u i
对N2网络 u [1 1//(1 1)]i 5 i 3
15u 14i 117
i 3A
u 5i 3
得
u5V
4-5 试设法利用置换定理求解图题4-5所示电路中的电压uO 。何处划分为好？置换时用电压 源还是电流源为好?
R
i
＋ uS R －
＋
u
N
－
(a)
左边网络端口的伏安关系为：
i/mA
6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
u/V
(b)
i uS u u uS 2u 12 2u
RR R
2000
可画出其伏安特性曲线，如图(b)所示
则端口的电压和电流为:
u 4 V i 2 mA
得 u 1.2i 2
解方程组
5u 4i 5 u 1.2i 2
u 1.4 V
得
i 0.5 A
4-4 在图题4-4 电路中已知N的VCR为5u = 4i + 5。试求电路中各支路电流。
u 1.4 V i 0.5 A
则可得：
i4
i
i1
3
＋
＋
5V
1
2
u
N
－ i2
i3 －
i2
5 1
5
A
i3
4-6 电路如图题4-6(a)所示， uS=12V，R=2k，网络N的VCR如图题4-6(b)所示，求u和i，并 求流过两线性电阻的电流。
R
i
R i1
i
＋ uS R －
(a)
＋
u
N
－
＋ uS R －
(c)
把右边的网络N用一个理想电压源替换，如图(c)所示
i2
＋
4V
－
i1
uS R
4
12 2k
4
4
(a)假设u=1V
u i 1 u 1 i
i (1 ) A
u1
Ri
i
1
i 1 ＋
u
－ (a)
－ u
＋
4-8 对于含有一个受控源的单口电阻网络，有时用下述方法去求输入电阻Ri是很简便的。其 方法为：（1）先设x=1，x为受控源的控制量；（2）运用KCL及KVL设法算得u及i；（3） 根据u=Rii算得Ri。试用这一方法求解练习题4-6。
－
i＋ u －
9
＋ 50V
－
i＋ u －
(1+)RL
i＋ u
－
对伏安关系
u ki m ，里面的k表示与电压源串联的电阻值，m表示电压源的大小，如果
m=0，则电路只等效成一个电阻元件。
4-8 对于含有一个受控源的单口电阻网络，有时用下述方法去求输入电阻Ri是很简便的。其 方法为：（1）先设x=1，x为受控源的控制量；（2）运用KCL及KVL设法算得u及i；（3） 根据u=Rii算得Ri。试用这一方法求解练习题4-6。
I1 25 ＋ U Ri 100 －
100k
10k I2
100I2 100 103(I1 I2 0.99I1) 10 103(I1 I2 )
100I2 103 I1 105 I2 104 I1 104 I2 110100I2 11000I1
I2
11000 110100
I1
110 1101