华南理工-2017电路原理平时作业答案

华南理工-2017电路原理平时作业

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？元件

元件

+ u

+ u

（a ） （b ）题 1-1 图

解：（1）题 1-1 图（a ），u 、i 在元件上为关联参考方向。题 1-1 图（b ）中，u 、i 在元件上为非关联参考方向。 （2） 题 1-1 图（a ）中，P=ui 表示元件吸收的功率。题 1-1 图（b ）中，P=ui 表示元件发出的功率。 （3）

题 1-1 图（a ）中，P=ui <0 表示元件吸收负功率，实际发出功率。题 1-1 图（b ）中，P=ui >0，

元件实际发出功率。

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 ）。

10V i 10k

i 10

+ u

+ u

+ u

（a ） （b ） （c ）

5V

+ u + u

+ u

（d ） （e ） （f ）题 1-4 图

解：（1）题 1-4 图（a ）中，u 、i 为非关联参考方向，u=10×103i 。

（2）题 1-4 图（b ）中 u 、i 为非关联参考方向，u=－10i 。 （3）题 1-4 图（c ）中 u 与电压源的激励电压方向相同 u= 10V 。

i

+

i

mA 10 i

mA

10 i i

i

（4）题 1-4 图（d ）中 u 与电压源的激励电压方向相反 u= －5V 。 （5）题 1-4 图（e ）中 i 与电流源的激励电流方向相同 i=10×10-3A 。 （6）题 1-4 图（f ）中 i 与电流源的激励电流方向相反 i=－10×10-3A 。

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：题 1-5 图（a ）中流过 15V 电压源的 2A 电流与激励电压 15V 为非关联参考方向，因此，电压源发出

功率 P U 发=15×2W=30W ；

2A 电流源的端电压为 U A =（－5×2+15）=5V , 此电压与激励电流为关联参考方向，因此，电流源吸收功率 P I 吸=5×2W=10W;

电阻消耗功率 P R =I 2R=22×5W=20W ，电路中 P U 发=P I 吸+P R 功率平衡。

题 1-5 图（b ）中电压源中的电流 I US =(2-5/15)A=－1A ，其方向与激励电压关联，15V 的电压源吸收功率 P US 吸=15×（－1A ）=－15W 电压源实际发出功率 15W 。 2A 电流源两端的电压为 15V ，与激励电流 2A 为非关联参考方向， 2A 电流源发出功率 P IS 发=2×15=30W

电阻消耗功率 P R =152/5=45W ，电路中 P US+P R =P IS 发功率平衡。

题 1-5 图（c ）中电压源折中的电流 I US =(2+15/5)A=5A 方向与 15V 激励电压非关联，电压源发出功率 P US 发=5×15=75W 。

电流源两端的电压为 15V ，与激励电流 2A 为关联参考方向，电流源吸收功率 P IS 吸=2×15=30W ，

电阻消耗功率 P R =152/5=45W ，电路中 P US 发=P IS 吸+P R 功率平衡。

1-16 电路如题 1-16

（a ） （b ）题 1-16 图

解：题 1-16 图（a ）中，应用 KVL 可得方程：

－U+2×0.5+2U=0 解

得：

U

2 V

I 1

1

V

5

V

5

V

5

U=－1V

电流源电压 U 与激励电流方向为非关联，因此电流源发出功率为：

P IS 发=－1×0.5=－0.5W （实际吸收功率）。

电阻功率为：

P R =0.52×2=0.5W

VCVS 两端的电压 2U 与流入电流方向关联，故吸收功率为

P US 吸=2U ×0.5=－1W （实际发出功率）。

显然，P IS 发=P US 吸+P R

题 1-16 图（b ）中，在结点 A 应用 KCL 可得：

I 2=I 1+2I 1-3I 1

再在左侧回路应用 KVL 可得：

2I 1+3I 1=2

解得：

I 1=0.4A

根据各电流、电压方向的关联关系，可知，电压源发出功率为：

P US 发=2I 1=0.8W

CCCS 发出功率为：

P CS 发=3I 1×2I 1=3×0.4×2×0.4=0.96W

2

电阻消耗功率：

P R1=I 12×2=0.32W

1

电阻消耗功率：

P R2=（3I 1）2×1=1.44W

显然，P US 发+P CS 发=P R1+P R2

1-20 试求题 1-20 图所示电路中控制量 u 1 及电压 u 。

解：先将电流 i 写为控制量 u 1 的表达式，即

i =（2 －u 1）/1×103

再在回路中列写 KVL 方程可得

u 1=10×103×（2 －u 1）/1×103+10 u

解得： u 1=20V

而

1 k

2 V

+ u 1

+

+

u

10 k

u 1

+

题 1-20

图