电路理论课后答案,带步骤
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由(1)可得 V即: ---------------------------------(2)
又 --------------------------------------------------------------(3)
联立(2)(3)得 V
所以:N网络的戴维南等效电路如图b所示:
图2-14(b)
则由KVL有: A。
对节点1,由KCL有: ,
A。
V
题图1-5
1-6求题图1-6所示电路中的电流i。
解:由题意设各支路中的电流如图所示,并标识节点A。
对节点A由KCL有: 。
对网孔I由KVL有: 。
对右边回路由KVL有:
,
得: A
题图1-6
1-7求题图1-7所示电路中的电流I和受控源发出的功率P。
解:对回路由KVL, ,
(2)设5A电流源上的电压为U,方向如图3-5(b)所示。
(3)该电路有三个网孔,网孔电流分别设为 、 , ,
参考方向如图3-5(b)所示。
(4)列写网孔方程:
辅助方程为:
联立求解得: A, A
所以: A
V
3-6电路如题图3-6所示,试用节点分析法求 。
题图3-6
解:(1)该电路有4个节点,以节点4为参考点,节点电压分别设为: 、 、 ,如图3-6所示。
则:有 ,解得:
又 ,代入 ,可求得: A
2-18在题图2-18(a)所示电路中, 。在图(b)电路中, ,试用互易定理求电阻R1。
(a)(b)
题图2-18
解:由互易定理形式二知:
,即: 。
由图(a)知: ,
由图(b)知:
,得: 。
2-19题图2-19所示为一互易网络,已知图(b)中5 电阻吸收的功率为125W,求IS2。
(a)(b)
题图2-16
解:由题知, V, V, A
图中电压、电流方向由互易定理形式三,所要求的方向一致,则有:
,得: A。
2-17题图2-17中,N为仅由电阻构成的无源线性网络,当 ,外加电压 时,测得 , 。现将R2改为 ,U1改为24V,且测得I1=6A,试求此时I2为多少?
题图2-17
解:由题意设响应表达式为:
题图2-12
解:设毫安表的响应为 , 是在 和 (X=2、3)共同激励下的响应,所以可以根据叠加原理来求解,令 ,依题意有:
,可解得: ------------(1)
由当开关位置“3”时,有 -------------------------(2),
将(1)代入(2)可求得:
2-13题图2-13所示电路,求ab端的戴维南等效电路和诺顿等效电路。
2-1求题图2-1所示电路各端口的(a)解:设电路中电流如图所示,对节点A、B,由KCL:
,
解得:
对回路由KVL:
(b)解:对回路由KVL: ,
整理得:
2-2求题图2-2所示电路的输入电阻Ri。
(a)(b)
题图2-2
(a)解:设端口电压为U,
对回路 ,由KVL有: ,
第一章电路的基本概念和基本定律
1-1电路如题图1-1所示,若已知A吸收功率20W,求元件B、C、D吸收的功率。
题图1-1
解:
1-2电路如题图1-2所示,分别求开关S打开时及闭合时的Ua、Ub和Uab。
解:如图,做节点标识,A、B、c、d:
S打开时,Ua=10V,Ub=0V,Uab=10V;
S闭合时,3I+2I=10 I=2A
对左边网孔由KVL, ,
联立解得: V, A,
W。
受控源上的电压、电流为关联参考方向,
所以发出的功率为 W。题图1-7
1-8题图1-8所示电路,若要使Uab=0,求电源电压Us。
题图1-8
解:设电路中各支路电流如图所示,
对节点A、B由KCL:
, 。
对网孔 、 、 由KVL:
,
,
,
联立解得: A, A, A, A, V。
又 可变换成 ------------------------------(3)
将(1)和(3)代入(2),并假设 ,整理得:
方程两边同乘 ,左边化简得:
左边=右边,故假设成立,所以得证。
(2)依题意:
化简并整理得:
2-7题图2-7所示电路,试求电流I。
题图2-7题图2-7(a)
解:将原图中的 、 、 ,构成的 型网络等效变换为图(a)中的 , ,
构成的Y型网络。
则: ,
由分流公式有:
2-8求题图2-8所示各电路的等效电路。
(a)(b)
(c)(d)
题图2-8
(a)解:5V的电压源与 电阻并联可以等效为5V的电压源;2A的电流源与 电阻并联可以等效为2A的电流源;又5V的电流源与1A的电流源串联可以等效为1A的电流源;1A与2A的电流源并联,又可以等效为1A的电流源,如图(c)所示。
题图2-14图2-14(a)
解:设N网络的戴维南等效电路中,电压源电压为 等效电阻为 ,则对于ab的右半部分:
V
则其戴维南等效电路为图(b)所示,
开关K闭合时, A----------------------------------------------------(1)
开关K断开时,由KVL得: V所以: A
又由KVL知道: -------------------------------(2)
由(1)、(2)解得: -----------------------------------------------------------(3)
又由KVL知道: --------------------------------------------------(4)
(b)解:3V的电压源与3A的电流源并联,可以等效为3V的电压源;3V电压源与2A电流源串联,可以等效为2A电流源;又1A电流源,2A电流源,2V电压源并联,可以等效为2V电压源,如图(d)所示。
2-9题图2-9所示电路,试通过电源等效变换求电压U。
题图2-.9题图2-9(a)
解:对原电路进行等效,可得到图(a),由图可得:
(2)列写节点方程:
整理得:
求解得: V
V
所以: V
3-7电路如题图3-7所示,①试用节点分析法列写电路的节点方程;②该电路能否用网孔分析法分析?为什么?
题图3-7题图3-7(b)
①解:
(1)将原图中的 电压源与 串联部分等效为 电流源与 并联。
且 。如图3-7(b)所示。
(2)该电路有5个节点,以节点5为参考点,节点电压分别设为: 、 、 ,
(c)解:原图可以等效为( )
,
,
(d)解:原图可以等效为( )
对( )图中由1、2、3点构成的T型网络进行 变换后得到( )图,
,
,
。
对( )图中由1、2、3点构成的 型网络进行T变换后得到( )图,
,
,
。
对图( ):
,
,
,
,
2-4题图2-4电流表电路中,已知表头内阻Rg=1kΩ,满度电流 若要求该电流表能测量1mA、10mA、100mA的电流,求分流电阻的数值。
1-4题图1-4所示电路,求4个电阻吸收的总功率和电阻R1和R2的阻值。
解:
回路1由KVL有, , V
A。
对节点1,由KCL有: ,
A
对节点2,由KCL有: , A。题图1-4
。
又 , V。
。
W, W, W,
W。
W。
1-5求题图1-5所示电路a点的电位Ua和图示电流i。
解:
标识节点1,设回路的电流为 ,方向如图所示。
联立(3)、(4)可解得
2-11题图2-11所示电路,用叠加定理求图示电流I和电压U。
(a)(b)
题图2-11
解:当4V电压源单独作用时,将2A的电流源开路,如图a所示,
则有:
得: V, A
当2A电流源单独作用时,将4V电压源短路,如图(b)所示,
则有:
得 V, A
V
2-12电路如题图2-12所示,当开关分别在位置“1”、“2”时,毫安表的读数分别为40mA,-60mA;当开关在位置“3”时,求毫安表的读数。设 。
由KCL:
由KVL:
2-10如题图2-10所示电路,求电流I。
题图2-10题图2-10(b)
解:如图(b)设经过ab端的电流为 ,流过ac端的电流为 ,
对于c点,由KCL知:
对于a点,由KCL知: ,整理得:
---------------------------------------------------------------------------------(1)
题图3-4
解:(1)该电路有三个网孔。设网孔电流分别为 、 ,
参考方向如图3-4所示。并设受控源两端电压为U。
(2)列写网孔方程:
辅助方程为:
联立求解得:
U= V
所以: mW
3-5电路如题图3-5所示,试用网孔分析法求电流 和电压 。
题图3-5题图3-5(b)
解:(1)将原图中20A电流源与2 电阻并联部分等效为40V电压源与2 电阻串联,如图3-5(b)所示。
同理可求出:
,
原电路可变换成图(a)
2-6题图2-6所示电路,试证明当 时, ,并求此时的电压比 。
题图2-6题图2-6(b)
(1)证明:将 型电路变换为Y型网络,其等效电路如图b所示。
则: , ----------------------------(1)
------------------------------(2)
Ua=10-3I=4V
Ub=2I=4V
Uab=Ua–Ub=0V
题图1-2
1-3试计算题图1-3所示电路中I、Us、R和电源Us产生的功率。
解:做节点标识,A、B、C:
I1=6+12=18A
I2=I1-15=3A
I2+I3=12+5 I3=14A
I=15- I3=1A
US=3I1+12I2=90V
题图1-3
解:由题图知,
开关S接1时,能测量1mA电流,故:
mA,
开关S接2时,能测量10 mA电流,故:
mA,
开关S接3时,能测量100 mA电流,故:题图2-4
mA,
解得: , ,
2-5对题图2-5所示电桥电路,应用Y- 等效变换求Uab。
题图2-5题图2-5(a)
解:对由1,2,3构成的T型网络进行 型变换有:
题图2-13
(a)(b)
(c)(d)
(e)
解:ab端开路:4A电流源和30V电压源分别单独作用时电路如图(a)、(b),所以有
得: A, A
得 A
A
V
将电路中的电流源开路,电压源短路,得电路如图(c)
等效电阻
则短路电流
所以:ab端的戴维南等效电路和诺顿等效如上图(d)、(e)所示。
2-14题图2-14中,N为含源电阻网络,开关K断开时,测得 ;开关K闭合时,测得电流 。求N网络的戴维南等效电路。
整理得:
应用克莱姆法则求解可得: =46
, ,
所以:
3-2试用网孔分析法列出题图3-2(a)、(b)所示两个电路的网孔方程。
(a)(b)
(a)解:该电路有三个网孔。设网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-2(a)所示。
列写网孔方程:
整理得:
(b)解:设3A电流源上的电压为U,方向如图3-2(b)所示。
对回路 ,由KVL有: 。
则:
(b)解:设端口电压为U,产生的电流为I,输入电阻为 ,各电流如图所示,并由图中可列出方程:
解得:
2-3求题图2-3所示电阻电路的等效电阻Rab。
(a)(b)
(c)(d)
题图2-3
图( )
图( )
图( )
图( )图( )
图( )
(a)解:原图可以等效为( )
,
(b)解:原图可以等效为( )
该电路有三个网孔,网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-2(b)所示。
列写网孔方程:
辅助方程为:
3-3电路如题图3-3所示,试求流经30 电阻的电流 。
题图3-3
解:(1)该电路有三个网孔,设网孔电流分别为 、 ,
参考方向如图3-3所示。
(2)列写网孔方程:
求解得: A, A
所以: A
3-4电路如题图3-4所示,试用网孔分析法求 ,并求受控源提供的功率。
1-9题图1-9所示电路,已知I= 0,求电阻R。
题图1-9
解: ,
对回路 ,由KVL有: ,
A
对回路 ,由KVL有: ,
1-10求题图1.10电路中的电压U。
解:对各节点利用KCL列方程:
节点1: ,
节点2: ,
联立可得: ,
由KVL有: ,题图1-10
联立方程可解得: V。
第二章电路的等效变换与电路定理
(a)(b)
题图2-19
解:由 电阻吸收功率为125W知:
V
A, A
由特勒根定理二知:
联立求解得: A。
第三章线性电路的一般分析方法
3-1电路如题图3-1所示,试用网孔分析法求解电路中各电压源对电路提供的功率。
解:
(1)该电路有三个网孔。
设网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-1所示。
(2)列写网孔方程:
2-15题图2-15所示电路,试问当电阻R等于何值时,可获得最大功率,最大功率等于多少?
题图2-15图2-15(b)
解:先将a,b与R断开,则
得:
所以:共戴维南等效电路为图(a)所示
所以:当 时,获得最大功率
2-16线性无源网络N仅由电阻组成,在题图2-16 (a)中,当 时, ,求当电路改为2-16 (b)图时的电流I。
又 --------------------------------------------------------------(3)
联立(2)(3)得 V
所以:N网络的戴维南等效电路如图b所示:
图2-14(b)
则由KVL有: A。
对节点1,由KCL有: ,
A。
V
题图1-5
1-6求题图1-6所示电路中的电流i。
解:由题意设各支路中的电流如图所示,并标识节点A。
对节点A由KCL有: 。
对网孔I由KVL有: 。
对右边回路由KVL有:
,
得: A
题图1-6
1-7求题图1-7所示电路中的电流I和受控源发出的功率P。
解:对回路由KVL, ,
(2)设5A电流源上的电压为U,方向如图3-5(b)所示。
(3)该电路有三个网孔,网孔电流分别设为 、 , ,
参考方向如图3-5(b)所示。
(4)列写网孔方程:
辅助方程为:
联立求解得: A, A
所以: A
V
3-6电路如题图3-6所示,试用节点分析法求 。
题图3-6
解:(1)该电路有4个节点,以节点4为参考点,节点电压分别设为: 、 、 ,如图3-6所示。
则:有 ,解得:
又 ,代入 ,可求得: A
2-18在题图2-18(a)所示电路中, 。在图(b)电路中, ,试用互易定理求电阻R1。
(a)(b)
题图2-18
解:由互易定理形式二知:
,即: 。
由图(a)知: ,
由图(b)知:
,得: 。
2-19题图2-19所示为一互易网络,已知图(b)中5 电阻吸收的功率为125W,求IS2。
(a)(b)
题图2-16
解:由题知, V, V, A
图中电压、电流方向由互易定理形式三,所要求的方向一致,则有:
,得: A。
2-17题图2-17中,N为仅由电阻构成的无源线性网络,当 ,外加电压 时,测得 , 。现将R2改为 ,U1改为24V,且测得I1=6A,试求此时I2为多少?
题图2-17
解:由题意设响应表达式为:
题图2-12
解:设毫安表的响应为 , 是在 和 (X=2、3)共同激励下的响应,所以可以根据叠加原理来求解,令 ,依题意有:
,可解得: ------------(1)
由当开关位置“3”时,有 -------------------------(2),
将(1)代入(2)可求得:
2-13题图2-13所示电路,求ab端的戴维南等效电路和诺顿等效电路。
2-1求题图2-1所示电路各端口的(a)解:设电路中电流如图所示,对节点A、B,由KCL:
,
解得:
对回路由KVL:
(b)解:对回路由KVL: ,
整理得:
2-2求题图2-2所示电路的输入电阻Ri。
(a)(b)
题图2-2
(a)解:设端口电压为U,
对回路 ,由KVL有: ,
第一章电路的基本概念和基本定律
1-1电路如题图1-1所示,若已知A吸收功率20W,求元件B、C、D吸收的功率。
题图1-1
解:
1-2电路如题图1-2所示,分别求开关S打开时及闭合时的Ua、Ub和Uab。
解:如图,做节点标识,A、B、c、d:
S打开时,Ua=10V,Ub=0V,Uab=10V;
S闭合时,3I+2I=10 I=2A
对左边网孔由KVL, ,
联立解得: V, A,
W。
受控源上的电压、电流为关联参考方向,
所以发出的功率为 W。题图1-7
1-8题图1-8所示电路,若要使Uab=0,求电源电压Us。
题图1-8
解:设电路中各支路电流如图所示,
对节点A、B由KCL:
, 。
对网孔 、 、 由KVL:
,
,
,
联立解得: A, A, A, A, V。
又 可变换成 ------------------------------(3)
将(1)和(3)代入(2),并假设 ,整理得:
方程两边同乘 ,左边化简得:
左边=右边,故假设成立,所以得证。
(2)依题意:
化简并整理得:
2-7题图2-7所示电路,试求电流I。
题图2-7题图2-7(a)
解:将原图中的 、 、 ,构成的 型网络等效变换为图(a)中的 , ,
构成的Y型网络。
则: ,
由分流公式有:
2-8求题图2-8所示各电路的等效电路。
(a)(b)
(c)(d)
题图2-8
(a)解:5V的电压源与 电阻并联可以等效为5V的电压源;2A的电流源与 电阻并联可以等效为2A的电流源;又5V的电流源与1A的电流源串联可以等效为1A的电流源;1A与2A的电流源并联,又可以等效为1A的电流源,如图(c)所示。
题图2-14图2-14(a)
解:设N网络的戴维南等效电路中,电压源电压为 等效电阻为 ,则对于ab的右半部分:
V
则其戴维南等效电路为图(b)所示,
开关K闭合时, A----------------------------------------------------(1)
开关K断开时,由KVL得: V所以: A
又由KVL知道: -------------------------------(2)
由(1)、(2)解得: -----------------------------------------------------------(3)
又由KVL知道: --------------------------------------------------(4)
(b)解:3V的电压源与3A的电流源并联,可以等效为3V的电压源;3V电压源与2A电流源串联,可以等效为2A电流源;又1A电流源,2A电流源,2V电压源并联,可以等效为2V电压源,如图(d)所示。
2-9题图2-9所示电路,试通过电源等效变换求电压U。
题图2-.9题图2-9(a)
解:对原电路进行等效,可得到图(a),由图可得:
(2)列写节点方程:
整理得:
求解得: V
V
所以: V
3-7电路如题图3-7所示,①试用节点分析法列写电路的节点方程;②该电路能否用网孔分析法分析?为什么?
题图3-7题图3-7(b)
①解:
(1)将原图中的 电压源与 串联部分等效为 电流源与 并联。
且 。如图3-7(b)所示。
(2)该电路有5个节点,以节点5为参考点,节点电压分别设为: 、 、 ,
(c)解:原图可以等效为( )
,
,
(d)解:原图可以等效为( )
对( )图中由1、2、3点构成的T型网络进行 变换后得到( )图,
,
,
。
对( )图中由1、2、3点构成的 型网络进行T变换后得到( )图,
,
,
。
对图( ):
,
,
,
,
2-4题图2-4电流表电路中,已知表头内阻Rg=1kΩ,满度电流 若要求该电流表能测量1mA、10mA、100mA的电流,求分流电阻的数值。
1-4题图1-4所示电路,求4个电阻吸收的总功率和电阻R1和R2的阻值。
解:
回路1由KVL有, , V
A。
对节点1,由KCL有: ,
A
对节点2,由KCL有: , A。题图1-4
。
又 , V。
。
W, W, W,
W。
W。
1-5求题图1-5所示电路a点的电位Ua和图示电流i。
解:
标识节点1,设回路的电流为 ,方向如图所示。
联立(3)、(4)可解得
2-11题图2-11所示电路,用叠加定理求图示电流I和电压U。
(a)(b)
题图2-11
解:当4V电压源单独作用时,将2A的电流源开路,如图a所示,
则有:
得: V, A
当2A电流源单独作用时,将4V电压源短路,如图(b)所示,
则有:
得 V, A
V
2-12电路如题图2-12所示,当开关分别在位置“1”、“2”时,毫安表的读数分别为40mA,-60mA;当开关在位置“3”时,求毫安表的读数。设 。
由KCL:
由KVL:
2-10如题图2-10所示电路,求电流I。
题图2-10题图2-10(b)
解:如图(b)设经过ab端的电流为 ,流过ac端的电流为 ,
对于c点,由KCL知:
对于a点,由KCL知: ,整理得:
---------------------------------------------------------------------------------(1)
题图3-4
解:(1)该电路有三个网孔。设网孔电流分别为 、 ,
参考方向如图3-4所示。并设受控源两端电压为U。
(2)列写网孔方程:
辅助方程为:
联立求解得:
U= V
所以: mW
3-5电路如题图3-5所示,试用网孔分析法求电流 和电压 。
题图3-5题图3-5(b)
解:(1)将原图中20A电流源与2 电阻并联部分等效为40V电压源与2 电阻串联,如图3-5(b)所示。
同理可求出:
,
原电路可变换成图(a)
2-6题图2-6所示电路,试证明当 时, ,并求此时的电压比 。
题图2-6题图2-6(b)
(1)证明:将 型电路变换为Y型网络,其等效电路如图b所示。
则: , ----------------------------(1)
------------------------------(2)
Ua=10-3I=4V
Ub=2I=4V
Uab=Ua–Ub=0V
题图1-2
1-3试计算题图1-3所示电路中I、Us、R和电源Us产生的功率。
解:做节点标识,A、B、C:
I1=6+12=18A
I2=I1-15=3A
I2+I3=12+5 I3=14A
I=15- I3=1A
US=3I1+12I2=90V
题图1-3
解:由题图知,
开关S接1时,能测量1mA电流,故:
mA,
开关S接2时,能测量10 mA电流,故:
mA,
开关S接3时,能测量100 mA电流,故:题图2-4
mA,
解得: , ,
2-5对题图2-5所示电桥电路,应用Y- 等效变换求Uab。
题图2-5题图2-5(a)
解:对由1,2,3构成的T型网络进行 型变换有:
题图2-13
(a)(b)
(c)(d)
(e)
解:ab端开路:4A电流源和30V电压源分别单独作用时电路如图(a)、(b),所以有
得: A, A
得 A
A
V
将电路中的电流源开路,电压源短路,得电路如图(c)
等效电阻
则短路电流
所以:ab端的戴维南等效电路和诺顿等效如上图(d)、(e)所示。
2-14题图2-14中,N为含源电阻网络,开关K断开时,测得 ;开关K闭合时,测得电流 。求N网络的戴维南等效电路。
整理得:
应用克莱姆法则求解可得: =46
, ,
所以:
3-2试用网孔分析法列出题图3-2(a)、(b)所示两个电路的网孔方程。
(a)(b)
(a)解:该电路有三个网孔。设网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-2(a)所示。
列写网孔方程:
整理得:
(b)解:设3A电流源上的电压为U,方向如图3-2(b)所示。
对回路 ,由KVL有: 。
则:
(b)解:设端口电压为U,产生的电流为I,输入电阻为 ,各电流如图所示,并由图中可列出方程:
解得:
2-3求题图2-3所示电阻电路的等效电阻Rab。
(a)(b)
(c)(d)
题图2-3
图( )
图( )
图( )
图( )图( )
图( )
(a)解:原图可以等效为( )
,
(b)解:原图可以等效为( )
该电路有三个网孔,网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-2(b)所示。
列写网孔方程:
辅助方程为:
3-3电路如题图3-3所示,试求流经30 电阻的电流 。
题图3-3
解:(1)该电路有三个网孔,设网孔电流分别为 、 ,
参考方向如图3-3所示。
(2)列写网孔方程:
求解得: A, A
所以: A
3-4电路如题图3-4所示,试用网孔分析法求 ,并求受控源提供的功率。
1-9题图1-9所示电路,已知I= 0,求电阻R。
题图1-9
解: ,
对回路 ,由KVL有: ,
A
对回路 ,由KVL有: ,
1-10求题图1.10电路中的电压U。
解:对各节点利用KCL列方程:
节点1: ,
节点2: ,
联立可得: ,
由KVL有: ,题图1-10
联立方程可解得: V。
第二章电路的等效变换与电路定理
(a)(b)
题图2-19
解:由 电阻吸收功率为125W知:
V
A, A
由特勒根定理二知:
联立求解得: A。
第三章线性电路的一般分析方法
3-1电路如题图3-1所示,试用网孔分析法求解电路中各电压源对电路提供的功率。
解:
(1)该电路有三个网孔。
设网孔电流分别为 、 、 ,
参考方向如图3-1所示。
(2)列写网孔方程:
2-15题图2-15所示电路,试问当电阻R等于何值时,可获得最大功率,最大功率等于多少?
题图2-15图2-15(b)
解:先将a,b与R断开,则
得:
所以:共戴维南等效电路为图(a)所示
所以:当 时,获得最大功率
2-16线性无源网络N仅由电阻组成,在题图2-16 (a)中,当 时, ,求当电路改为2-16 (b)图时的电流I。