电路与模拟电子技术习题解答(全)
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作业习题解答
1.1 在题1.1图中,各元件电压为 U 1=-5V ,U 2=2V ,U 3=U 4=-3V ,指出哪些元件是电源,哪些元件是负载?
解:元件上电压和电流为关联参考方向时,P=UI ;电压和电流为非关联参考方向时,P=UI 。P>0时元件吸收功率是负载,P<0时,元件释放功率,是电源。
本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向,元件3上电压和电流为关联参考方向,因此
P 1=-U 1×3= -(-5)×3=15W ; P 2=-U 2×3=-2×3=-6W ; P 3=U 3×(-1)=-3×(-1)=3W ; P 4=-U 4×(-4)=-(-3)×(-4)=-12W 。 元件2、4是电源,元件1、3是负载。
1.4 在题1.4图中,已知 I S =2A ,U S =4V ,求流过
恒压源的电流I 、恒流源上的电压U 及它们的功率,验证电路的功率平衡。
解:I=I S =2A ,
U=IR+U S =2×1+4=6V P I =I 2
R=22
×1=4W ,
U S 与I 为关联参考方向,电压源功率:P U =IU S =2×4=8W ,
U 与I 为非关联参考方向,电流源功率:P I =-I S U=-2×6=-12W ,
验算:P U +P I +P R =8-12+4=0
1.6 求题1.6图中的U 1、U 2和U 3。
解:此题由KVL 求解。
对回路Ⅰ,有: U 1-10-6=0,U 1=16V 对回路Ⅱ,有:
U 1+U 2+3=0,U 2=-U 1-3=-16-3=-19V 对回路Ⅲ,有:
U 2+U 3+10=0,U 3=-U 2-10=19-10=9V
验算:对大回路,取顺时针绕行方向,有:-3+U 3-6=-3+9-6=0 ,KVL 成立
1.8 求题1.8图中a 点的电位V a 。
+U 4
-题1.1
图题1.4
图
+U 3-
-3V +
+6V -
题1.6
图
20Ω
1a
题1.8图
(a)
(b)
a
解:重画电路如(b )所示,设a 点电位为V a ,则
20
1a V I =
,5502
+=a V I ,
10503-=a V I 由KCL 得: I 1+I 2+I 3=0 即
010
50
55020=-+++a a a V V V 解得 V V a 7
100
-=
1.10 求题1.10图所示电路端口的伏安关系。
解,a 点电位V a =-U s +RI+U ,对a 点应用KCL ,得
I R U RI U I R V R V I I s a a s s +++-=++=
+12
2121 (其中R 12=R 1||R 2) 解得
U=U S +R 12(I S1+I S2)-(R 12+R )I
2.1 求题2.1图所示电路的等效电阻。
解:标出电路中的各结点,电路可重画如下:
(a )图 R ab =8+3||[3+4||(7+5)]=8+3||(3+3)=8+2=10Ω (b )图 R ab =7||(4||4+10||10)=7||7=3.5Ω
(c )图 R ab =5||[4||4+6||(6||6+5)]=5||(2+6||8)=5||(2+3.43)=2.6Ω (d )图 R ab =3||(4||4+4)=3||6=2Ω(串联的3Ω与6Ω电阻被导线短路)
题1.10图
b
b
(a)(d)
(c)
(b)b
Ω
b
4Ω
2.4 将题2.4图所示电路化成等效电压源电路。
解:(a )与10V 电压源并联的8Ω电阻除去(断开),将电流源变换成电压源,再将两串联的电压源变换成一个电压源,再变换成电流源,最后变换成电压源,等效电路如下:
(b )图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去(断开),与2A 恒流源串联的4Ω亦可除去(短接),等效电路如下:
2.10 用结点电压法求题2.10图中各支路电流。 解:以结点C 为参考点,结点方程为
5341
)4111(+=-+b a U U , 25)4
1
21(41+-=++-b a U U 解方程得
U a =6V, U b =-2V
A U I a 611==
, A U
I b 12
2-== A U U I b a 24
)
2(643=--=-=
验算:I 1、I 2、I 3满足结点a 、b 的KCL 方程
(a)
(b)
题2.4图
b
b b
b
b
a
b a
b a
b
a
题2.10图
2.12 用弥尔曼定理求题2.12图所示电路中开关S 断开和闭合时的各支路电流。
解:以0点为参考点,S 断开时,
V R R U U i i i N 340050
150150150100
50100502001=+++
+=∑∑
= A U I N 34502001=-=
,A U I N 32
501002-=-=, A U I N 3
2501003-=-=,I N =0,
S 合上时
V U N 8025
150150150150100
5010050200=+++++= A U I N
4.250
2001=-=
, A U I N 4.0501002=-=
, 2.14 利用叠加定理求题2.14图所示电路中电流源上的电压U 。 解:12V 电压源单独作用时电路如图a 所示 V U U U bc
ac 2128
88
12363-=⨯+-⨯+=-=' 2A 电流源单独作用时电路如图b 、c 所示
V U 12)42(2)8||83||6(2=+⨯=+⨯='' V U U U 10122=+-=''+'=
2.15 在题2.15图所示电路中,两电源U S 和U S2对负载R L 供电,已知当U S2=0 时,I =20mA ,
题2.12图
题2.14图
c
c
c
(a)
(b)
6Ω
+
U -(c)