李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第7章 二阶电路【圣才出品】
电路分析基础FundamentalsofElectricCircuits
第三章
叠加方法 与
网络函数
第四章
分解方法 及
单口网络
2019/11/27
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第二篇 动态电路的时域分析
第五章 电容元件
与 电感元件
第六章 一阶电路
第七章 二阶电路
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第三篇 动态电路的相量分析法和s域分析法
第八章
阻抗和导纳
引言
第九章
正弦稳态功率和能量 三相电路
第十章
频率响应 多频正弦稳态电路
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• 教学方式:讲课、作业、答疑 • 答疑时间:每周三上午 • 答疑地点:信息工程学院楼428 • 教学要求: 认真听讲、积极思考、及时复习 • 学时: 72 学分: 4 • 学习方法: • 重点掌握基本概念、基本定律、基本分析方法 • 抓住知识点之间的内在联系,进行阶段小结 • 多做练习、举一反三、熟能生巧
• 通过本课程的学习,学生不但能获得电路分析的基本知
识,而且可以在抽象思维能力,分析计算能力,总结归 纳能力和实验动手能力诸方面得到提高。
• 本课程的先修课程是《高等数学》和《大学物理》。
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数字电路 基础与应用
半导体基础和基本放大电路
电路分析基本理论 和基本分析方法
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(1) 课程任务
• 学习电路分析所需要的基本原理
叠加、分解、变换域三大基Leabharlann 方法KCL、KVL 和 VCR
两类约束
集总电路
一个假设
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(2) 课程地位
先修课程
高等数学 物理
后续课程
信号与系统 电子电路
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李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第五章至第八章【圣才出品】
解:
(1)
,u
和 i 波形相同,但最大值、最小值并不同时发生。
5-2 考虑漏电现象,电容器可以用一个电容 C 与漏电阻 R 并联的电路作为模型。若某 电容器的模型中 C=0.1μF,R=150kΩ,外施电压如图 5-1 所示,试绘出电容器电流的波形。
图 5-1
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解: (1)
当 0<t<1s 时,
图 5-9
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(3)如 t 单位改为 ms 则
5-9 2mH 电感的电压如图 5-10 示,已知:i=0、t<-5ms。 (1)试绘出-5ms<t<20ms 期间电感电流波形(设电流、电压为关联参考方向); (2)在什么时刻电感中的储能为最大?储能的最大值是多少? (3)绘 t≥0 时该电感的等效电路。
解:
图 5-2
波形如图 5-2 所示。
5-3 0.1F 电容的电流如图 5-2 所示,若 u(0)=0,试绘出电容电压的波形。 解:
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波形如图 5-3 所示。
图 5-3 §5-3 电容电压的连续性质和记忆性质 5-4 流过 1.25μF 电容的电流波形(对所有 t)如图 5-4 所示,求 t>-1s,t>0 和 t >2s 时电容的等效电路。又,t=0+时等效电路如何?
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电压均为零。
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(4)t=0+时,等效电路为 16V 电压源。
李瀚荪《电路分析基础》笔记和典型题(含考研真题)详解(分解方法及单口网络)
第4章分解方法及单口网络4.1 复习笔记一、分解的基本步骤1.划分原则一个元件的电压电流关系是由这个元件本身所确定的,与外接的电路无关。
从全面求解网络的角度来看,何处划分是随意的,视方便而定。
2.分解步骤分解的基本步骤为:(1)把给定网络划分为两个单口网络N1和N2;(2)分别求出N1和N2的VCR(计算或测量);(3)联立两者的VCR或由它们伏安特性曲线的交点,求得N1和N2的端口电压、电流;(4)分别求解N1和N2内部各支路电压、电流。
二、单口网络的电压电流关系1.单口网络的伏安关系VCR单口网络的伏安关系可用以下方式来描述:(1)具体的电路模型;(2)方程或曲线的形式;(3)等效电路。
2.单口网络VCR的求解方法(1)在单口网络两端外施电流源i求单口网络两端电压u;(2)在单口网络两端外施电压源u求单口网络两端电流i。
3.注意事项(1)单口网络的VCR与外接电路无关;(2)可以在最简单的外接电路情况下,求得单口网络的VCR;(3)外施电流源求电压法和外施电压源求电流法是求解VCR常用的方法.三、单口网络的置换-置换定理1.置换定理内容置换定理可表述为:若网络N由两个单口网络N1和N2连接组成,且已知端口电压和电流值分别为α和β,则N1(或N2)可以用一个电压为α的电压源或用一个电流为β的电流源置换,不影响N1(或N2)内各支路电压、电流原有数值。
2.置换过程的图示置换过程如图4-1所示。
(a)(b)N2为电压源所置换(c)N2为电流源所置换图4-1 置换定理四、单口网络的等效电路两单口网络等效是指一个单口网络N和另一个单口网络N'的电压、电流关系完全相同,即它们在u-i平面上的伏安特性曲线完全重叠。
1.等效串联电路(1)典型电路图串联等效电路的典型电路图如图4-2所示。
图4-2 串联等效电阻(2)串联等效的公式串联等效的公式为(3)串联等效的表述串联等效电路的电阻为各电阻之和。
2.等效并联电路(1)并列等效的公式等效并联电阻公式为(2)并联等效的表述并联等效电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
李瀚荪编《电路分析基础》(第4版)第一章课件精品名师资料
时变电流:大小、方向随时间变化。用小写字 母 i 表示
交流电:大小和方向作周期性变化的时变电流
电流的参考方向 P6
★参考方向:任意选定的一个方向
参考方向的两种表示方法:
1 在图上标箭头; 2 用双下标表示iab
iab a b
★在参考方向下,若计算值为正,表明
电流真实方向与参考方向一致;若计算 值为负,表明电流真实方向与参考方向 相反。
(2)若电压的参考方向如图,则该电压u为多少?
+
a
u
b
解:(1)相当于正电荷从b到a失去能量, 故电压的真实极性为:b—“+”, a—“-”。 (2)单位负电荷移动时,失去4J能量,说 明电压大小为4伏,由于电压的参考极性与 真实方向相反,因而,u = - 4伏。
★关联参考方向 P8
关联:电流与电压降的参考方向选为一致。
例1 在图示参考方向下,已知
i (0.5) 的真实方向; 求:(1) i ( 0) , ( 2 )若参考方向与图中相反, 则其表达式? i (0) ,i (0.5) 的真实方 向有无变化?
a
i
b
§1-2 电路变量 电流、电压、功率
a
解:(1) i (0) 4 cos( / 4) 2 2 0 表明此时真实方向与参考方向一致, 从a->b;
电压的分类
恒定电压(直流电压):大小、方向恒定。 用大写字母 U表示。
时变电压:大小、极性随时间变化。用小写字 母 u表示
交流电压:大小和极性作周期性变化的时变电压
§1-2 电路变量
电流、电压、功率
参考方向:也称参考极性。
两种表示方法:
在图上标正负号; 用双下标表示 uab a
李瀚荪《电路分析基础》笔记和典型题(含考研真题)详解(集总参数电路中电压、电流的约束关系)
第1章1.1 复习笔记一、电路及集总电路模型1.基础元件图形实际电路是由电阻器、电容器、线圈、电源等部件和晶体管等器件相互连接组成的,各种部、器件可以用图形符号表示,如表1-1所示。
表1-1 部分电气图用图形符号2.集总电路(1)定义集总电路是指由集总参数元件组成的电路。
(2)应用条件当电路的尺寸远小于最高频率所对应的波长时,可以当做集总电路来处理。
二、电路变量电流、电压及功率1.电流(1)定义电流是指每单位时间内通过导体横截面的电荷量。
(2)表达式电流的表达式为(3)分类①恒定电流恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流,简称直流。
②交变电流交变电流是指大小和方向都随时间作周期性变化的电流,简称交流。
2.电压(1)定义电路中a、b两点间的电压是指单位正电荷由a点转移到b点时所获得或失去的能量。
(2)表达式电压的表达式为(3)分类①恒定电压恒定电压是指大小和极性都不随时间而变动的电压,也叫直流电压。
②时变电压时变电压是指大小和极性都随时间变化的电压,也叫交流电压。
(4)关联参考方向:关联参考方向是指电流参考方向与电压参考方向一致,如图1-1所示。
图1-1 关联的参考方向3.功率(1)定义功率是指能量流动的速率。
(2)表达式功率的表达式为p(t)=u(t)i(t)(3)功率的正负功率的正负表示能力的吸收与产生,电压电流取关联参考方向时:①当功率为正,电路吸收能量,p值即为吸收能量的速率;②当功率为负,电路提供能量,p值为产生能量的速率。
三、基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律(1)定律内容基尔霍夫电流定律可表述为:对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻,流出(或流进)该节点的所有支路电流的代数和为零。
(2)表达式基尔霍夫电流定律的数学表示式为(3)理论基础基尔霍夫电流定律的理论基础是电荷守恒法。
2.基尔霍夫电压定律(1)定律内容基尔霍夫电压定律可表述为:对于任一集总电路中的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。
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绪论
• 课程性质 电类专业必修的技术基础课
• 适用专业
电子信息类各专业
• 课程的地位和任务
• 《电路分析基础》是电路理论的入门课程,是电类各业 的技术基础课。它将着重阐述线性非时变电路的 基本
概念,基本理论和基本分析方法,为后续课程打下牢固 的基础,是电类各专业本科生的核心课程之一。
单位。
3. 每周三交作业。准备两个本 4. 点 名
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• 课程内容介绍(第十二章不要求)
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章 • 第七章 • 第八章 • 第九章 • 第十章 • 第十一章
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集总电路中电压 电流的约束关系 Nhomakorabea网孔分析和节点分析 叠加方法与网络函数
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• 教学方式:讲课、作业、答疑 • 答疑时间:每周三上午 • 答疑地点:信息工程学院楼428 • 教学要求: 认真听讲、积极思考、及时复习 • 学时: 72 学分: 4 • 学习方法: • 重点掌握基本概念、基本定律、基本分析方法 • 抓住知识点之间的内在联系,进行阶段小结 • 多做练习、举一反三、熟能生巧
单口网络
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第二篇 动态电路的时域分析
第五章 电容元件
与 电感元件
第六章 一阶电路
第七章 二阶电路
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第三篇 动态电路的相量分析法和s域分析法
第八章
阻抗和导纳
引言
第九章
正弦稳态功率和能量 三相电路
第十章
频率响应 多频正弦稳态电路
第十一章
电路分析基础(四版)课后答案
I1 3 / /6 12 / /6 1 3A
再应用电阻并联分流公式, 得
I2
6 3
6
I1
2 3
3
2A
24
第1章 电路基本概念
I3
6 12
6
I1
13 3
1A
对节点a应用KCL, I=I2-I3=2-1=1 A
解答 题解1.7(c)图所示电路时, 不要设很多支路电流 建立很多的KCL、 KVL方程组, 然后联立求解。 这样求解 的思路能求解正确, 但费时费力, 不如应用串并联等效求 解简便。
所以
I 6 2 4A 2
20
第1章 电路基本概念
题解1.7图
21
第1章 电路基本概念 图(b)电路中, 设电流I1节点a及回路A, 如题解1.7图
(b)所示。 对节点a列写KCL方程, I1=1+I
对回路A列写KVL方程, -1+1×I+1×(I+1)=0
I=0
22
第1章 电路基本概念 当然, 本问亦可先将1 Ω电阻与1 V电压源的串联互换等
24
24 10 A
[8 / /8 2] / /[4 / /4 2] 2.4
再应用电阻并联分流公式, 得电流
因I与Us参考方向非关联, 所以电压源Us Ps=UsI=15×3=45 W
32
第1章 电路基本概念 1.10 求图示各电路中的电流I。
题解1.10图
33
第1章 电路基本概念 解 图(a):
I
100
2A
[50 / /50 6 / /30] / /60 / /20 40
李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第3章 叠加方法与网络函数【圣才出品】
时,uX 是多少?(2)若所示网
络 N 含有一个电源,当
时,uX=-40V;所有(1)年的数据仍有效。求:当
Байду номын сангаас
时,uX 是多少?
图 3-14 解: (1)设 iS1=1 A 能产生 uX 为 a,而 iS2=1A 能产生 uX 为 b,则可列出方程
解得
则
(2)设当 N 内含电源
能产生 uX 为 c,则可列出方程
3-5 电路如图 3-6 所示,试求转移电阻
已知 g=2S。
图 3-6 解:为找到 U0 和 is 的关系,只要列出节点方程
整理得
所以
§3-2 叠加原理 3-6 电路如图 3-7 所示,用叠加原理求 iX。
图 3-7
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所以 (2)应用线性电路的比例性
3-3 (1)求图 3-4(a)所示网络的转移电压比
,设所有电阻均为 1Ω。
(2)某同学认为图 3-4(a)所示网络可看成是网络级联而成,若以
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分别表示
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台
第 k 节网络的输入和输出,则
解得
网络函数 H 反映出 i 与 is 的比例性。当
时
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当
时
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3-2 电路如图 3-3 所示,(1)若
u2。
10V,求 u2。
,求 i1 及 us;(2)若 10V,求
图 3-3 解: (1)应从输出端向输人端计算,标出节点编号,应用分压、分流关系可得
完整版电路分析基础课后习题第一章答案第四版李瀚荪
I 1接住图1 -34所示电路中电流表A的读数随时间变化的况如图中所示.试确定th、2s及35时的电流i・图1-34【分析】当电流由•・+”*«入电流表时•指针正向《转・电淺为正值;当电沆从“一”靖耳入电a表时・指针反向«转,电流为仓值•同时ffl中所求电流°的参考方向如®中箭头所示a表的接法所反映的电流*考方向与图中箭头参考方向相尺9锣因图中以箭头所示电流i的参考方向是从电流表负端到正端•所以t = 15 时.1 =— 1A:/ = 2s 时U = 0八;t = 3s 时u = 1A»⑴若元件A 吸收功杓譽::⑵若元件“吸收功率[阿求;⑶若元件C 吸收功率T°W,柑C, ⑷试求元件D 吸收的功率'W 叶 ⑸若无件E 提供的功率为RW •求丁⑹若元件F 提供的功率为TOW ,* “F.⑺若元件G 捷供的功率为lOmW •求心 就求云件H 提供的功率•赞由功率的定义知准取关联参考方向呗吸收功率曲提供如顾取轶 参考方向时,相反•(l)pA = «AM = inW. (3)A' = =一 lOWi⑷fc = »简=(10 X 1()7X 2 X lOT)W = (20 X 10 ")w砒⑴删卿义若钳艸梯处 -电何而訐也 論况如图',一,— ⑵⑶以上沟系指正 ,-3各元件'♦ “ - (I) 图皿,卄i 若参为方向假定为f ,切“\•娜汎动加必i M 皿Lb,两者不吻合M 电流应记为 “阳电谎实际豊b :血⑴⑵的答案均狈改变符号• -:动的删电亦则⑴、I 1-36所辰 lOV ⑵_ E --気♦(5)F幼(6图 1-36MA =( IO/1)V = lOVT 晋)AiAic =— lA (2)他==_ low.H 黑峡⑵缈岬 囂黑爲案阿郵 • 20羊考万I2mAD*10inV* (4)/cc♦ lOV - ⑶i oG♦ lOV* ⑺2mAH+ 2V - (8)It 关联參易方向•功率为正友发出功率・«吸收功率为伽=-处=-2Oxui*W ・(5)元件縄供功*为low •取关联参考方向,W 吸收功率为/> - W — low 所 W rE=-lA (6>元件为关联参考方向,P N W 为元件吸收功率,P — « **— WW所以圳=(-1O/1)V 1OV(7)元件为关联參考方向"=«为元件ft 牧功率"h W 所以 1/, N (— 10/l0)rnA = _ ImA⑻P H --““5 N (-2X2X lCr*)W —4mWI 4某兀件电” £«和电讯J 的波形如图1-37所不,Kfth 为关联♦号方向・试赫出值尤件 吸收功率洌门的披形,幷计算该无件从f - 0至『=25MM 所吸收的(feH.ffl 1 37❻ 111 f 尤件地关联•号方向・11为吸收功*・所以^^门-所议吸收能»Wfp ⑺击0・,5时图I 39⑺所示俗点•已知W 和心的渡够如图5山2所眉求⑷ 的渡形图■ lOmW・以流人节点的电潦为正•按黑所标示的电潦方向删KW 伽T 旧肿 go 翊创■如图卜39((0所示•冉与为渡形相加•得訂液形如图1-393所不.注教电路中•对任何电淹、电压都満足KgKg<4(f) •曲人廉形如图I :怡所爪.图 1-41> jA > h + 2 — 3 = 0 ii = lA b 点, i — h 亠 5 = 0 I* = 4A c A :i, + 7 — 5 二 0 1:二一2A dA< n + 4 — h =0 fi — — 6A t Aln — h — 2 L 0n —— 4A(3) W 据KVI.计算《八“一和s •ui - 6 = 2 u - 8Vu> — 6 — 12 八 0“ 1«V图 172;<1)由方程①町知.元件1、2、3所庄支路为回路•出左正右负t 正F 负•山力程 :町知•兀件仏2・6、5姐成冋路•址左正右负•段左负右正宀上正尸负・⑺由尸支路必涉及任何方程中•所以其参苇极件•并不能由已知的两个方删岀•呃 文支路4的參号ft 性为左正右负・血+ “9 •⑷ 0 I 7图丨42!蝕賂屮电丿农"的鬱芍极性已选定・£A 电賂的W 卜KVI.力用为U, U : — U K 0U 、“ 心 0< 1)I X N I 迄f(i.« »«收《*的・号极性》 (2>|6金艸遇 4确疋⑷的參写极性? ⑶人朮址“ lov.u. -.V.w - W ・试備疋W 余备咆压.0 --------“・ u> lit loV10V«u.I ----- LLJ ----•-CLHr-EP'd/b〜人h◊.“ * 上;RMHMKM- ZrW4〜■(>* U I Ut1 i\卜中t^ffH i 就町Hid 宜M 全电”"1I • 咯為岔也< «M♦弓〃剛.KCR 卜列箝}略电A H .2A.h■ V. '门野 3A2»电■•定MM 对編宦并木知电■銅《・疋"命电A 々V A 思■我电* ■电JI 書•第疋几卜电AlttM 定«^>^电就0—2 “林 —I -o.^W , 3AM ・9U0.WK( I 丿祐• *门八 .\. - »- ?A.i : - - ■, -^ - SA.浚电»右 >B AWR^KCL 方S皿",二■"HHUMUP•所以不足必帕必须全少M«bUI 电・»第任忆♦■!£・ICV.M :八“.m 史冒沽电廿"宦其“压'"■“a#• N11 - 6'・ .-V.u. 3V* - :、••♦ -~3\l@ 试«出电压g4««lu -"I ':V.U Mr W Ml<dl< VL I w^«MIIRVL 方W■斗 % ♦6I♦ ■~电略如图1・44所示•已知ii =2A ・U =3A 心=lOV.g 吸收的功拿•+由KCL 得由KVL 得h + h 十 i ,H ° 12 = (—2+ 3)A j lA/— U1 + “2 十卿=°n J 均=5V I HI +U , =0 \ui =均一旳=5V元件1是非关联参考方向,Pl — «> • i] = <-l0X2)W=-20W. 元件2是关联参考方向=血.*1 =(-5X2)W = 10W.元件3是非关联参考方向,R =—呛・八=[-5X(-3)]W= 15W. 元件4是失联参考方向宀=-W* 5 W(-5XnW =-5W ・J.n 电路如图1-45所示・(1)H(a)中已知« = 7cos(2r)V,求n(2) ffl(b)中已知 « = (5 + 4e~*)Vu = (lb + 12e-**)A.?)t R»<3) ffl(c)中已知 M = 3cofi(2CV,求 5£1 电阻的功 粉⑷图(a)中已知电压《的波形图1-7中的如•求《的波形•O-o-4门CZZ3 ----- 0 O-U +(«)(b)图P45(c)锣(l )i =背=⑵〉A… M 5+4严=±n ⑵尺=厂3(5 + 4严) 3^*3+ “I ■+M 60― 巧』 ■■方向卜效•则在聊时老3 \加"r;寫:%F'电2;績妙“"诃 1-型,'I SA, 7A 丄.叮:丫爲宀乳>十屮用W 叫yS I IhL|・}絡电!<・马〃向・剧丫; K 「lvr? n '-M7A4 -24 -们V「 ■ 2V■ r ・• HVJ • J(P CVfg 畑3毗利柚靳20gpflftJ * / * li t r 1■* r I6V\nI)•1 ;“・ bI ar(4UbrM4Xh= 5X6=livft4. 2A ・+ uw 36. 2\6X f, =25. 2V剛功亨/>s - “5152. 04 Wu^h ♦ uur 4 “b “ ++ (—十 M)r.时RN*购协电点电说K 「L 方.A bII Jr — ||*»电"电》1»,"按4出KVT 方K152. (MW(WU3ii + 切一“ 0~1 0 (> 1 -,二>0 0 1 10 10 2・J 1A ・*电■析1(的功♦之10为 电 UH 功“*"4 =(4 + 4+16》W ,24W呦电M 住功平:「;;;;;;⑴.2>W = 24W图1・49侈叭旳和⑹中标出节点编号和电流参考方飢 财0")猗示电路:N 土 = 1A ・= 3X6S+ I2V030Ally=2V=2 X is -293(«2 0 d1 n40d (b)c + 3 I<! - 2A-1AB1-50 ® y'先定文电路中各支魔电踣mu 将中闾柿支路祀为一 z 点•利用3 "5 ♦ f —6 K 0I - 1A —I — 15 —— 14 A俗点处 1» — 3A侨以4 3 X 18 12 Z II - <54 4 36W 9OV1 17 I 汕件{电ft 中•代爭作用便13.6 ■ Wf 电于由淡冷转移判悴壳•"转棒中 衣3•⑸的化林点求懺电催的电*堆事少?S 毎电了帯价肌他•4 转移的总电荷»Q rx N - 1.6OX 10 '• X 15.6X 10** - 2. 496(' W 昱型。
李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第一章至第四章【圣才出品】
第2部分课后习题详解说明:本部分对李瀚荪编写的《电路分析基础》(第4版)教材每一章的课后习题进行了详细的分析和解答,并对个别知识点进行了扩展。
课后习题答案经过多次修改,质量上乘,非常标准,特别适合应试作答和临考冲刺。
第1章集总参数电路中电压、电流的约束关系§1-2电路变量电流、电压及功率1-1接在图1-1所示电路中电流表A的读数随时间变化的情况如图中所示。
试确定t =1s、2s及3s时的电流i。
图1-1解:因图中以箭头所示电流i的参考方向是从电流表负端到正端,所以t=1s,i=-1At=2s,i=0At=3s,i=1A1-2设在图1-2所示元件中,正电荷以5C/s的速率由a流向b。
(1)如电流的参考方向假定为由a至b,求电流。
(2)如电流的参考方向假定为由b至a,求电流。
(3)如流动的电荷为负电荷,(1)、(2)答案有何改变?图1-2解:(1)根据电流的定义,5C/s=5A,实际流动方向为a→b,若参考方向假定为a→b,两者吻合,该电流应记为i=5A(2)若参考方向假定为b→a,而电流实际流向为a→b,两者不吻合,该电流应记为i=-5A(3)以上均系指正电荷而言,若流动的是负电荷,则(1)、(2)的答案均须改变符号。
1-3各元件的情况如图1-3所示。
(1)若元件A吸收功率10W,求(2)若元件B吸收功率10W,求(3)若元件C吸收功率-10W,求(4)试求元件D吸收的功率;(5)若元件E提供的功率为10W,求(6)若元件F提供的功率为-10W,求(7)若元件G提供的功率为10mW,求(8)试求元件H提供的功率。
图1-3解:元件A、C、E、G的u和i为关联参考方向,在取关联参考方向前提下,可以使用P=ui,功率为正表示这段电路吸收功率,功率为负表示该段电路提供功率。
而元件B、D、F、H的u和i为非关联参考方向,应注意在使用的公式中加负号,即使用P=-ui。
(该元件吸收功率为-20μw,即提供功率20μw);(该元件提供功率为4mW)。
2023大学_电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)课后答案下载
2023电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)课后答案下载电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)内容简介下册第三篇动态电路的相量分析法和s域分析法第八章阻抗和导纳8—1 变换方法的概念8—2 复数8—3 振幅相量8—4 相量的线性性质和基尔霍夫定律的相量形式8—5 三种基本电路元件VCR的相量形式8—6 VCR相量形式的统一——阻抗和导纳的引入8—7 弦稳态电路与电阻电路分析方法的类比——相量模型的引入8—8 正弦稳态混联电路的分析8—9 相量模型的网孔分析和节点分析8—10 相量模型的等效8—11 有效值有效值相量8—12 两类特殊问题相量图法习题第九章正弦稳态功率和能量三相电路 9—1 基本概念9—2 电阻的平均功率9—3 电感、电容的平均储能9—4 单口网络的`平均功率9—5 单口网络的无功功率9—6 复功率复功率守恒9—7 弦稳态最大功率传递定理9—8 三相电路习题第十章频率响应多频正弦稳态电路 10一1 基本概念10—2 再论阻抗和导纳10—3 正弦稳态网络函数10—4 正弦稳态的叠加10—5 平均功率的叠加10—6 R1C电路的谐振习题第十一章耦合电感和理想变压器11—1 基本概念11—2 耦合电感的VCR耦合系数11—3 空心变压器电路的分析反映阻抗11—4 耦合电感的去耦等效电路11—5 理想变压器的VCR11—6 理想变压器的阻抗变换性质11—7 理想变压器的实现11—8 铁心变压器的模型习题第十二章拉普拉斯变换在电路分析中的应用 12一1 拉普拉斯变换及其几个基本性质12—2 反拉普拉斯变换——赫维赛德展开定理 12—3 零状态分析12—4 网络函数和冲激响应12—5 线性时不变电路的叠加公式习题附录A 复习、检查用题附录B 复习大纲部分习题答案(下册)索引结束语电路分析基础第四版下册(李瀚荪著)目录《电路分析基础》(下高等学校教材)第4版下册讲授动态电路的相量分析法和s域分析法。
具体内容有:阻抗和导纳、正弦稳态功率和能量/三相电路、频率响应/多频正弦稳态电路、耦合电感和理想变压器、拉普拉斯变换在电路分析中的应用。
李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第4章 分解方法及单口网络【圣才出品】
第4章 分解方法及单口网络§4-2 单口网络的电压电流关系4-1 求图4-1所示单口网络的VCR。
图4-1解:标出端口u和i,电压u可认为是外施电压源电压,i流出网络,指向外施电源正极。
用网孔法列出电路方程。
设网孔电流和i均为顺时针方向。
找出i和u的关系得u=-12.5i+11.25 (1)如i指向网络内部,则u=12.5i+11.25 (2)u、i的单位分别为V、A。
列网孔方程就是如此规定的。
4-2 试用外施电源法求图4-2所示含源单口网络的VCR,并绘出伏安特性曲线。
图4-2解:图中u可认为是外施电压源的电压。
根据图中所示i的参考方向,可列出u=(3 Ω)i+(6 Ω)(i+5 A)+20 V=(3 Ω+6 Ω)i+(6 Ω)(5 A)+20 V=(9 Ω)i+50 V伏安特性曲线是条直线。
i=0时u=50 V,即u轴截距为50;u=0时,即i轴截距为4-3 试求图4-3所示电路的VCR。
图4-3解:施加电压源u于a、b两端,由KVL和KCL,可得§4-3 单口网络的置换——置换定理4-4 在图4-4所示电路中已知N的VCR为5u=4i+5,试求电路中各支路电流。
图4-4解:分割出图4-4所示虚线框内电路,设外施电压为u,为求其VCR,可列出节点方程整理得VCRu=2-1.2i以之与N的VCR联立可解出i,即5(2-1.2i)=4i+5解得i=0.5 A,u=1.4 V以1.4 V电压源置换N,可简便地估计到N存在的影响,由此可得4-5 试设法利用置换定理求解图4-5所示电路中的电压何处划分为好?置换时用电压源还是电流源为好?图4-5图4-6解:试从图4-6的虚线处将电路划分成两部分,对网络有整理得15u=117-14i(1)对网络有 联立(1)、(2)两式解得i=3 A。
用3 A电流源置换较为方便,置换后利用分流关系,可得4-6 电路如图4-7(a)所示,网络N的VCR如图4-7(b)所示,求u和i,并求流过两线性电阻的电流。
李瀚荪《电路分析基础》(第4版)课后习题详解-第2章 网孔分析和节点分析【圣才出品】
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台
解:由图 2-15 可知,该电路有 3 个独立节点,计有 3 个节点电压
和 ,但
故得
解得
U1=2 V
2-15 若节点方程为
试绘出最简单的电路。 解:由方程可知电路有 3 个节点和 1 个参考点,先画互电阻,再考虑自电阻,最后添 上电流源,画得电路如图 2-16 所示。
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解得
未求解,对计算受控源功率无关。 受控源电压:
受控源功率: (24 V)(28 A)=672 W
由于功率是按电压、电流的关联参考方向计算的,答案为正值,表明吸收功率,即受 控源吸收的功率 672 W。
§2-2 互易定理
解得
u=2 V
2-12 电路如图 2-12 所示,试用节点分析求各支路电流。
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图 2-12 解:标出节点编号,列出节点方程 整理得 解得 求得 后,各电阻的电流即可用欧姆定律求得。例如 2-13 电路如图 2-13 所示,试用节点分析求
求该电路的一种可能的形式。 解:题中 的表达式是用克莱姆法则求解联立方程未知量的算式,其分母为联立方程 组的系数,分子行列式第一列即联立方程等式右端数值,由此可列出方程
可知该电路应有三个网孔,由方程互电阻项可确定网孔 1 和 3、网孔 2 和 3 之间有 1 Ω 电阻,网孔和 2 之间没有公共电阻,但由等式右端可判定网孔 1 和 2 之间有 1 V 电 压源,一种可能的电路如图 2-3 所示。
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李瀚荪编《电路分析基础》(第4版)第二章
§2-1 网孔分析法
网孔电流
若将电压源和电阻串联作为一条支路时,该电路共有6 条支路和4个节点。对①、②、③节点写出KCL方程。
i1 i3i1i4i30i4 0 i4 i1 i3
i1
i2i1i5i20i5
0i5
i1
i2
i2 i3i2i6i30i6 0 i6 i2 i3
电流i4、i5和i6是非独立电流,它们由独立电流i1、i2和i3 的线性组合确定。这种线性组合的关系,可以设想为电流i1、 i2和i3沿每个网孔边界闭合流动而形成,如图中箭头所示。 这种在网孔内闭合流动的电流,称为网孔电流。它是一组能
确定全部支路电流的独立电流变量。
§2-1 网孔分析法
思想: 以网孔电流为求解对象,列写KVL方程。
im1
R1 im2 R2
- US2+
im3
R3
R4im1 R4im2 U S U S 2 R4im1 (R1 R2 R4 )im2 R2im3 0 R2im2 (R2 R3 )im3 U S 2
iR2 im2 im3
含有电流源电路的网孔方程
本网孔中沿网孔电流方向所含电压源 电压升的代数和
§2-1 网孔分析法
网孔电流法的一般步骤:
(1) 选定m=b-(n-1)个网孔,确定其绕行方向; (2) 对m个网孔,以网孔电流为变量,列写
其KVL方程; (3) 求解上述方程,得到m个网孔电流; (4) 求各支路电流(用网孔电流表示); (5) 求解其它参数。
图2-2
+ 10V -
(R1 R3 )im1 R3im2 20
(续)例2-1
电路分析基础章后习题答案及解析(第四版)
第1章习题解析一.填空题:1.电路通常由电源、负载和中间环节三个部分组成。
2.电力系统中,电路的功能是对发电厂发出的电能进行传输、分配和转换。
3. 电阻元件只具有单一耗能的电特性,电感元件只具有建立磁场储存磁能的电特性,电容元件只具有建立电场储存电能的电特性,它们都是理想电路元件。
4. 电路理论中,由理想电路元件构成的电路图称为与其相对应的实际电路的电路模型。
5. 电位的高低正负与参考点有关,是相对的量;电压是电路中产生电流的根本原因,其大小仅取决于电路中两点电位的差值,与参考点无关,是绝对的量6.串联电阻越多,串联等效电阻的数值越大,并联电阻越多,并联等效电阻的数值越小。
7.反映元件本身电压、电流约束关系的是欧姆定律;反映电路中任一结点上各电流之间约束关系的是KCL定律;反映电路中任一回路中各电压之间约束关系的是KVL定律。
8.负载上获得最大功率的条件是:负载电阻等于电源内阻。
9.电桥的平衡条件是:对臂电阻的乘积相等。
10.在没有独立源作用的电路中,受控源是无源元件;在受独立源产生的电量控制下,受控源是有源元件。
二.判断说法的正确与错误:1.电力系统的特点是高电压、大电流,电子技术电路的特点是低电压,小电流。
(错)2.理想电阻、理想电感和理想电容是电阻器、电感线圈和电容器的理想化和近似。
(对)3. 当实际电压源的内阻能视为零时,可按理想电压源处理。
(对)4.电压和电流都是既有大小又有方向的电量,因此它们都是矢量。
(错)5.压源模型处于开路状态时,其开路电压数值与它内部理想电压源的数值相等。
(对)6.电功率大的用电器,其消耗的电功也一定比电功率小的用电器多。
(错)7.两个电路等效,说明它们对其内部作用效果完全相同。
(错)8.对电路中的任意结点而言,流入结点的电流与流出该结点的电流必定相同。
(对)9.基尔霍夫电压定律仅适用于闭合回路中各电压之间的约束关系。
(错)10.当电桥电路中对臂电阻的乘积相等时,则该电桥电路的桥支路上电流必为零。
李瀚荪《电路分析基础》笔记和典型题(含考研真题)详解(网孔分析和节点分析)
第2章网孔分析和节点分析2.1 复习笔记一、网孔分析法1.网孔分析(1)概念①定义网孔分析法是以网孔电流作为求解的对象来分析电路的一种方法,又叫网孔电流法。
②网孔电流网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流,如图2-1中的所示。
图2-1 网孔电流③网孔电流方程具有m个网孔的电路,网孔方程的形式应为(2)求解步骤①选定网孔电流,为每一个网孔列写一个KVL方程;②通过欧姆定律解出方程中的支路电压;③写出以网孔电流为变量的方程组,就可解出网孔电流。
(3)难点分析①含有电流源的情况a.含有电流源和电阻的并联组合,可经等效变换成为电压源和电阻的串联组合再列回路方程;b.存在无伴电流源,且无伴电流源仅处于一个回路时,该回路的电流就是电流源电流;把无伴电流源的电压作为未知量,同时增加一个回路电流的附加方程。
②含有受控电压源的情况a.将受控电压源作为独立电压源列出回路电流方程;b.再把受控电压源的控制量用回路电流表示;c.将用回路电流表示的受控源电压移至方程的左边。
2.互易定理互易定理:在只含一个电压源,不含受控源的线性电阻电路中,若在支路x中的电压源u z,在支路y中产生的电流为i y,,则当电压源由支路x移至支路y时将在支路x中产生电流i y。
二、节点分析1.概念(1)定义节点分析是以节点电压作为求解对象的分析方法,又叫节点电压法。
(2)节点电压节点的节点电压是指该节点到参考节点的电压降。
如图2-2所示。
图2-2 节点分析法用图(3)节点方程对具有(n-1)个独立节点的电路,节点方程的形式为2.难点分析(1)电路中含有无伴电压源的情况①电压源的一端连接点作为参考点,另一端的结点电压已知,无需再列方程;②把无伴电压源的电流作为附加变量列入KCL方程,增加结点电压与无伴电压源电压之间的关系。
(2)电路中含有受控电源的情况①含有受控电流源时,先把它当作独立电流源,再把控制量用结点电压表示;②含有有伴受控电压源时,把控制量用有关结点电压表示并变换为等效受控电流源;③含有无伴受控电压源,参照无伴独立电压源的处理方法。
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最大值,其值为 于初始时刻的储能,见教材(7-8)式,即
,而任一瞬间的储能 。
,必等
故得电路中电流的最大值 储能全部转入电场的瞬间,由此求得
,类似地可知,电压的最大值出现在 。
7-2 电路如图 7-1 所示,开关在 t=0 时打开,打开前电路已处于稳态。求 。
解:
图 7-1
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第 7 章 二阶电路
§7-1 RLC 电路中的正弦振荡
7-1 无电源的 LC 电路中,电感的初始储能
,电容的初始储能
。试根据能量守恒表明该电路中电流的最大值
,
电压的最大值 解:电路中任一瞬间储能总是
。 。当储能全部转入磁场的瞬间,磁场储能达到
台
=2A。求 uC(t)的零输入响应。
解:
(1)列电路方程,以 uC 为求解量。注意到 uC 即并联电路端电压,由两类约束
可得 对 t 微分,得 代入数据 (2)特征方程为
特征根(固有频率)为
固有响应为欠阻尼,可表示为
(3)确定 K1 和 K2 初始条件为 uC(0)=1V,尚需知
当 t≥0 时,电路如图 7-6 所示。
(无阻尼响应)
所以
得
所以
uC(t)和 i(t)均属正弦振荡。
图 7-6
§7-4 GLC 并联电路的分析
7-8 GCL 并联电路中 C=1/2F,1=1/50H、G=1s,uC(0)=1V、i1(0)
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开关打开后 i1、UC 的方向如图 7-1 所示。
由 所以
均属无阻尼正弦振荡。LC 电路内没有损耗元件,依靠初始储能,可产生无阻尼振荡, 理论上永不消失。
7-3 电路如图 7-2 所示,若 u(0)以及 α 值。
试确定 i(0)、
解:iC(t)取关联参考方向,则有 将 i(t)=5sin(3t)代入上式得
微分方程①式,由于常数的导数为零,且由题意可知 us=1v(外施电压为阶跃电压),
得
故得全响应(通解)
uCp=1 ④
UC=uCh+uCp
其中 uCh 和 uCp 分别如③、④两式所示。
(4)由初始条件确定 K1、K2。根据阶跃响应的定义,可知 uC(0)=0、i(0)
=il(0)=0,而
之值。由已知的
i1(0)=2A 确定该值,可利用如图 7-7 所示 t=0+时的等效电路。
由图可知
所以 故得
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图 7-7
10 / 10ຫໍສະໝຸດ 。 由 uC(0)=0,得 K1+1=0,K1=-1
由 所以
,得
波形如图 7-4 所示。
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图 7-4 (5)求上冲,即求 uC(t)的最大值。可令 uC 对 t 的导数为零,得
故知最大值发生时
第一上冲发生时 上冲值为
得方程式 (2)特征方程为特征根
代入数据
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(欠阻尼响应)
所以固有响应(齐次方程解答、瞬态解)的形式为
(3)阶跃电压作用下强制响应(特解、稳态解),可设为常数 UCp,以 uC=uCp 代入
=π 即
7-7 电路如图 7-5 所示,当 t<0 时,us(t)=-1V。在 t=0 时,us(t)突然增至 1V,以后即一直保持为此值。试求电路中各元件的电压和电流,并绘波形图。
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图 7-5
解:
t<0 时,电容相当于开路,得
所以
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§7-3 RLC 串联电路的全响应
7-6 图 7-3 所示电路中 1=1H,C=1F,R=1 ,求电容电压的阶跃响应 s(t)。第 一个上冲发生在什么时刻,此时 uC 是多少?
图 7-3 解: (1)列电路方程,以 ur 为求解量,由两类约束
7-5 已知 R1C 串联电路中
,1=1H,C=0.04F,i(0)=4A 和 uC(0)
=-4V(UC 与 i 关联参考方向)。试求 i(t)、uC(t),t≥0。
解:RLC 串联电路方程为
特征方程为
则 (为欠阻尼响应)
K1、K2 可由给定的初始条件确定如下:以 t=0 代入 uC(t),得 uC(0)=K1,又已 知 uC(0)=-4V,所以 K1=-4。 因系串联电路,
解:RLC 串联电路方程为
特征方程为 固有频率
(a)当
时,
,电路为欠阻尼响应。
(b)C=1F 时,
,仍为欠阻尼响应。
(c)C=2F 时,
为临界阻尼响应。
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三种情形的常数 K1、K2 由初始条件确定。
图 7-2
因
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台
(1)、(2)两式相等,则
§7-2 RLC 串联电路的零输入响应
7-4 已知 R1C 串联电路中
。L=2H,试求下列三种情况响应的形式: