《电路原理》作业答案
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第一章“电路模型和电路定律”练习题
1-1说明题1-1图(a )、(b )中:(1)u 、i 的参考方向是否关联?(2)ui 乘积表示什么功率?(3)如
果在图(a )中u >0、i <0;图(b )中u >0、i >0,元件实际发出还是吸收功率?
(a ) (b )
题1-1图
解:(1)图(a )中电压电流的参考方向是关联的,图(b )中电压电流的参考方向是非关联的。 (2)图(a )中由于 电压电流的参考方向是关联的,所以ui 乘积表示元件吸收的功率。图(b )中电
压电流的参考方向是非关联的,所以ui 乘积表示元件发出的功率。
(3)图(a )中u >0、i <0,所以ui <0。而图(a )中电压电流参考方向是关联 的,ui 乘积表示元件
吸收的功率,吸收的功率为负,所以元件实际是发出功率;图(b )中电压电流参考方向是非关联的,ui 乘积表示元件发出的功率,发出的功率为正,所以元件实际是发出功率。
1-4 在指定的电压u 和电流i 的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u 和i 的约束方程(即VCR )。
(a ) (b ) (c ) (d ) (e ) (f )
题1-4图
解:(a )电阻元件,u 、i 为关联参考方向。由欧姆定律u=Ri=104 i (b )电阻元件,u 、i
为非关联参考方向,由欧姆定律u = - R i = -10 i
(c )理想电压源与外部电路无关,故 u = 10V (d )理想电压源与外部电路无关,故 u = -5V
(e )理想电流源与外部电路无关,故 i=10×10-3A=10-2A (f )理想电流源与外部电路无关,故 i=-10×10-3A=-10-2A
1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。
(a ) (b ) (c )
题1-5图
解:(a )由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解1-5图(a )故 电
阻功率
10220W R P ui ==⨯=吸(吸收20W )
电流源功率 I 5210W P ui ==⨯=吸(吸收10W ) 电压源功率
U 15230W P ui ==⨯=发(发出30W )
(b )由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(b )
故 电阻功率 12345W R P =⨯=吸(吸收45W )
电流源功率 I 15230W P =⨯=发(发出30W ) 电压源功率
U 15115W P =⨯=发(发出15W )
(c )由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解1-5图(c )
故 电阻功率
15345W R P =⨯=吸(吸收45W ) 电流源功率
I 15230W P =⨯=吸(吸收30W )
电压源功率
U 15575W P =⨯=发(发出75W )
1-16 电路如题1-16图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。
(a ) (b )
题1-16图
解:(1)题1-16图(a )中,应用KVL 可得到方程
20.520U U -+⨯+= 解得 1U V =-
电流源电压U 与激励电流方向非关联,因此电流源发出功率为 (实际吸收0.5W )电阻功率为 2
=0.520.5R P W W ⨯=
VCVS 两端电压2U 与流入电流方向关联,故吸收功率为=20.51
S U P U W ⨯=-吸 (实际发出功率1W )显然,=+P S S I U R P P 发吸 (2)题1-16图(b )中,在结点A 应用KCL,可得 2
11123I
I I I =+=
再在左侧回路应用KVL ,可得到112+3=2I I 解得1=0.4A I
根据各电压,电流方向的关联关系,可知,电压源发出功率为120.8S U P I W ==发 CCCS 发出功率为113230.420.4=0.96S C P I I W W =⨯=⨯⨯⨯发
2Ω电阻消耗功率为12120.32R P I W =⨯=
1Ω电阻消耗功率为 221(3)1 1.44R P I W =⨯=显然 12S S U C R R P P P P +=+发发 。
1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u 1及电压u 。
题1-20图
解:设电流i ,列KVL 方程3
13
11
10001010102
101010i i u u i u ⎧+⨯+=⎪⎨=⨯+⎪⎩
得:
120200u V u V
==
第二章“电阻电路的等效变换”练习题
2-1电路如题2-1图所示,已知u S =100V ,R 1=2k ?,R 2=8k ?。试求以下3种情况下的电压u 2和电流i 2、i 3:
(1)R 3=8k ?;(2)R 3=?(R 3处开路);(3)R 3=0(R 3处短路)。
题2-1图
解:(1)2R 和3R 并联,其等效电阻8
4,2
R ==Ω则总电流1110050243s u i mA R R =
==++ 分流有123508.33326i i i mA ==
==; 22250
866.6676
u R i V ==⨯=
(2)当33,0R i =∞=有; 212100
1028
s u i mA R R =
==++
22281080u R i V ==⨯=
(3)3220,0,0R i u ===有; 31100502
s u i mA R =
== 2-5用△—Y 等效变换法求题2-5图中a 、b 端的等效电阻:(1)将结点①、②、③之间的三个9?电阻构
成的△形变换为Y 形;(2)将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9?电阻构成的Y 形变换为△形。
9Ω9Ω
9Ω
9Ω
9Ω
a
b
①
②③
④
题2-5图
解:(1)变换后的电路如解题2-5图(a )所示。
因为变换前,△中Ω===9312312R R R
所以变换后,Ω=⨯===393
1
321R R R
故123126
(9)//(3)3126
ab R R R R ⨯=+++=++ 7Ω=
(2)变换后的电路如图2-5图(b )所示。
因为变换前,Y 中1439R R R ===Ω 所以变换后,1443313927R R R ===⨯=Ω 故 144331//(//3//9)ab R R R R =+Ω=7
2-11 利用电源的等效变换,求题2-11图所示电路的电流i 。
题2-11图
解:由题意可将电路等效变,为解2-11图所示。
于是可得A i 25.0105.21==,A i
i 125.02
1==
2-13 题2-13图所示电路中431R R R ==,12
2R R =,CCVS 的电压11c 4i R u =,利用电源的等效变换
求电压10u 。
解解2-5图
2
R 3
R ③
① ②
①
③
④
31
R 43
R 14
R