电路分析基础 (金波 著) 西安电子技大学出版社 课后答案

图题解 3-4(c)
解
电路通过电源等效变换如图题解(a)、(b)、(c)、(d)所示。所以，电流为
3-6 求如图题 3-6 所示电路中的电压 U ab 。并作出可以求 U ab 的最简单的等效电路。
1Ω
+
a
ww w. kh
+
I=
2 = 0.2 A 10
案 网
5V
10A
da w
−
a
10A
−
+ −
5V
答
u1
−
m
图题解 3-4(d)
10A
1Ω
3Ω
0.9u1
图题 3-8
3-14 求图题 3-14 所示电路中电流表的读数。 (设电流表的内阻为零) 解 电路是一个平衡电桥，电流表的 读数为 0。
10V
3Ω
3Ω
6Ω
1Ω
2Ω
2Ω
A
图题 3-14
4-2 用网孔电流法求如图题 4-2 所示电路中的电流 I x 。 解 先将电流源模型变换成电压源模型，设网孔电流如图所示。列网孔方程
后
P20V = −20 × 10 = −200 W， P90V = −90 × 4 = −360 W，
⎧ 1 1⎞ 1 ⎛1 1 − × 40 + ⎜ + + ⎟U1 − U 2 = 0 ⎪ ⎪ 5 10 ⎝ 5 50 10 ⎠ ⎨ 1 1 1 1 1 ⎞ ⎪− × 40 − U 1 + ⎛ ⎜ + + ⎟ U 2 = 10 ⎪ 10 ⎝ 8 10 40 ⎠ ⎩ 8
图题 1-6
ww w. kh
+ − 10V
I1
2Ω
图题 1-7
+
−
4V
解
50 = 30 − 5 × 2 + U ，即有 U = 30 V
答
1-8 在图题 1-8 所示电路中，求各元件的功率。
案 网
后
解
电阻功率： P3Ω = 2 × 3 = 12 W，
2
3Ω
2A
+
P2Ω = 4 2 / 2 = 8 W 电流源功率： P2 A = 2(10 − 4 − 6) = 0 ， P1 A = −4 × 1 = −4 W 电压源功率： P 10V = −10 × 2 = −20 W， P4V = 4(1 + 2 − 2) = 4 W
5-10 求如图题 5-10 所示电路的戴维南等效电路。 解 用叠加定理求戴维南电压
课
后
答
案 网
ww w. kh
图题 5-4
A
4 6 U Th = 1 × 2 + × 2 × 3 + × 17 = 16 V 9 9
戴维南等效电阻为
1Ω 3Ω 17 V
B
RTh = 1 + 6 // 3 = 3Ω
2Ω
图题 5-10
1-5 在图题 1-5 所示电路中，求电流 I 和电压 UAB。 解
I = 4 − 1 − 2 = 1 A， U AB = 3 + 10 × 2 + 4 × 4 = 39 V
1-6 在图题 1-6 所示电路中，求电压 U。
30V
+ −
5Ω
+
U
−
+ − + −
da w
5V
.c o
1Ω
m
I2
3Ω
2A
50V
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R3 =
12 = 12Ω 1
US
Req
6Ω
图题 2-7
Req =
US 12 36 = = Ω I 0 13 / 3 13
2-9 电路如图题 2-9 所示。求电路中的电流 I 1 。 解 从图中可知，2Ω与 3Ω并联， 由分流公式，得
1Ω
+
2Ω
3 I 2 = × 5 I 1 = 3I 1 5 1 I3 = = 1A 1
1-1 在图题 1-1 所示电路中。元件 A 吸收功率 30W，元件 B 吸收功率 15W，元件 C 产生功率 30W，分别求出三个元件中的电流 I 1 、I 2 、I 3。
− + −
5V
+
A
I1
− 5V
−
B
I2
图题 1-1
5V
+
C
I3
解
I 1 = 6 A， I 2 = −3 A， I 3 = 6 A
ww w. kh
US
−
RL = R0 = 2
∴ R = 2Ω
R
3A
用叠加定理求开路电压： 由最大传输定理：
4Ω
答
U OC = 6 − 8 + 0.5U S
PL max =
RL
2Ω
图题 5-20
2 U OC = 4.5W, U OC = 6V 4 R0 U OC = 6 − 8 + 0.5U S = 6 ， 故有 US =16V
解得：
.c o
2
⎧8 I 1 + 4( I 1 − I 2 ) = 100 ⎪ ⎨2 I 2 + 3( I 2 − I 3 ) + 4( I 2 − I 1 ) = 0 ⎪80 + 15I + 3( I − I ) = 0 3 3 2 ⎩
8Ω
2Ω
80V
所以
4-3 用网孔电流法求如图题 4-3 所示电路中的功率损耗。 解 显然，有一个超网孔，应用 KVL 4Ω 即 电流源与网孔电流的关系 解得： 电路中各元件的功率为
课
2Ω
− 4V
1A
图题 1-8
2-7 电路如图题 2-7 所示。求电路中的未知量。 解
U S = 2 × 6 = 12 V
12 4 I2 = = A 9 3
I0
2A
I2
9Ω
I3 R3 P3 = 12 W
I 3 = P3 / U S = 12 / 12 = 1 A I 0 = 2 + 4 / 3 + 1 = 13 / 3 A
4Ω
+
U −
6Ω
+ − 10V
U ′′ = 5(4 // 8 + 6 // 2) = 5(
电压为
da w
U = U ′ + U ′′ =
25 125 + = 25V 6 6
5-8 图题 5-8 所示无源网络 N 外接 US=2V, IS=2A 时, 响应 I =10A。当 US=2V，IS=0A 时, 响应 I =5A。现若 US=4V，IS=2A 时，则响应 I 为多少? 解 根据叠加定理: I＝K1US＋K2IS 当 US=2A. IS =0A 时 + N US I =5A ∴K1=5/2 IS − 当 US=2V. IS =2A 时 I =10A ∴K2=5/2 当 US=4V. IS=2A 时 I 响应为 I =5/2×4+5/2×2=15A 图题 5-8
解得
8Ω 5Ω
1
10Ω 10A
2
40Ω
U 1 = 50 V， U 2 = 80 V
所以
+ 40V −
− U0 + 50Ω
U 0 = 50 − 40 = 10 V
图题 4-10
4-13 电路如图题 4-13 所示，求电路中开关 S 打开 和闭合时的电压 U 。 解 由弥尔曼定理求解 开关 S 打开时：
− 300V
图题解 4-13
5-4 用叠加定理求如图题 5-4 所示电路中的电压 U。 解 应用叠加定理可求得 10V 电压源单独作用时：
m
2Ω
2A
5A 电流源单独作用时：
5A
8Ω
.c o
4Ω
+ −
U ′ = U 6Ω − U 4Ω
15 10 25 = − = V 2 3 6 32 12 125 + )= V 12 8 6
3-4 用电源变换的方法求如图题 3-4 所示电路中的电流 I 。
2Ω
2Ω 4Ω
2Ω
5Ω
4Ω
2Ω
5Ω
I
4Ω
3Ω
−
4Ω
+
I
4Ω
3Ω
2Ω
6A 20V
+ − 图题 3-4
12V
+
20V
− 图题解 3-4(a)
2Ω 2A 2Ω 4Ω
5Ω
4Ω
5Ω
5Ω
I
3Ω
+ − 4V
I
4Ω
3Ω
1A 2Ω
3Ω
I
.c o
1Ω
图题解 3-4(b)
40
50 60
t / ms
0
10 20
30
40
50 60
t / ms
−5
− 100
图 6-1 所示。 dt (b) p = u L i L , p > 0 吸收功率，吸收功率达到最大时的时刻为 t = 40 − ms 。 (c) p < 0 提供功率，提供最大功率时的时刻为 t = 20 + ,40 + ms 。 (d) t = 40 ms 时电感贮存的能量： wL = 0.5 × 0.2 × 25 = 2.5 J