第三章 电阻电路的一般分析习题
《电路》邱关源第五版课后习题解答
电路习题解答第一章 电路模型和电路定律【题1】:由U A B =5V 可得:I AC .=-25A :U D B =0:U S .=125V 。
【题2】:D 。
【题3】:300;-100。
【题4】:D 。
【题5】:()a i i i =-12;()b u u u =-12;()c ()u u i i R =--S S S ;()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D 。
【题8】:P US1=50 W ;P U S 26=- W ;P U S 3=0;P I S 115=- W ;P I S 2 W =-14;P I S 315=- W 。
【题9】:C 。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
【题14】:3123I +⨯=;I =13A 。
【题15】:I 43=A ;I 23=-A ;I 31=-A ;I 54=-A 。
【题16】:I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】:由图可得U E B =4V ;流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ;由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23;又由节点D 列KCL 得I I C D =-4;由回路CDEC 列KVL 解得;I =3;代入上 式,得U A C =-7V 。
【题18】:P P I I 12122222==;故I I 1222=;I I 12=; ⑴ KCL :43211-=I I ;I 185=A ;U I I S =-⨯=218511V 或16.V ;或I I 12=-。
⑵ KCL :43211-=-I I ;I 18=-A ;U S =-24V 。
第二章电阻电路的等效变换【题1】:[解答]I=-+9473A=0.5A;U Ia b.=+=9485V;IU162125=-=a b.A;P=⨯6125.W=7.5W;吸收功率7.5W。
(完整版)电路原理课后习题答案
因此, 时,电路的初始条件为
t〉0后,电路的方程为
设 的解为
式中 为方程的特解,满足
根据特征方程的根
可知,电路处于衰减震荡过程,,因此,对应齐次方程的通解为
式中 。由初始条件可得
解得
故电容电压
电流
7-29RC电路中电容C原未充电,所加 的波形如题7—29图所示,其中 , 。求电容电压 ,并把 :(1)用分段形式写出;(2)用一个表达式写出。
或为
第六章“储能元件”练习题
6—8求题6-8图所示电路中a、b端的等效电容与等效电感.
(a) (b)
题6—8图
6—9题6—9图中 , ; 。现已知 ,求:(1)等效电容C及 表达式;(2)分别求 与 ,并核对KVL。
题6-9图
解(1)等效电容
uC(0)=uC1(0)+uC2(0)=-10V
(2)
6—10题6-10图中 , ; , , ,求:(1)等效电感L及 的表达式;(2)分别求 与 ,并核对KCL。
应用规则2,有 ,代入以上方程中,整理得
故
又因为
当 时,
即电流 与负载电阻 无关,而知与电压 有关.
5—7求题5-7图所示电路的 和输入电压 、 之间的关系。
题5-7图
解:采用结点电压法分析。独立结点 和 的选取如图所示,列出结点电压方程,并注意到规则1,得(为分析方便,用电导表示电阻元件参数)
应用规则2 ,有 ,代入上式,解得 为
(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 (吸收20W)
《电路第五版课后习题答案
答案及解析115答案第一章电路模型和电路定律【题1】:由U A B 5 V 可得:IA C 2.5 A:U DB 0 :U S 125. V。
【题2】:D。
【题3】:300;-100。
【题4】:D。
【题5】: a i i 1 i 2 ; b u u1 u2 ; c u u S i i S R S ; d i iS1RSu u S 。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D。
【题8】:PU S 1 50 W ;P U S 2 6 W ;P U S3 0 ;P I S 1 15 W ;P I S2 14 W ;P I S 3 15 W 。
【题9】:C。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
1【题14】:3 I 1 2 3 ;IA 。
3【题15】:I 4 3 A;I 2 3 A;I 3 1A;I 5 4 A。
【题16】:I 7 A;U 35 V;X 元件吸收的功率为P U I 245 W。
【题17】:由图可得U E B 4 V;流过 2 电阻的电流I E B 2 A;由回路ADEBCA 列KVL 得U A C 2 3I ;又由节点 D 列KCL 得I C D 4 I ;由回路CDEC 列KVL 解得;I 3 ;代入上式,得U A C 7 V。
【题18】:P1 P2 2 II212222 ;故I I122;I 1 I 2 ;⑴KCL:43I I ;I 11 12858A;U I 1 I 1 V 或 1.6 V;或I 1 I2 。
S 2 15⑵KCL:43I I ;I1 121 8 A;U S 24V。
第二章电阻电路的等效变换【题1】:[解答]I9 47 3ab 9 4 8.5 V;A =0 .5 A ;U II 1 U 6ab . A ;P 6 1.2 5 W = 7 .5 W ;吸1 252收功率7.5W。
【题2】:[解答]【题3】:[解答] C。
第03章电阻电路的一般分析
例3 列支路电流法方程。
a
解:
I1 7
+ 70V
–
I2
1+
5U
_
7 I3 11 +
U 2-
节点a: –I1–I2+I3=0 回路1: 7I1–11I2 - 70 +5U =0 回路2: 11I2+7I3 - 5U =0 增补方程:
b
U=7I3
(1-18)
§3.4 网孔电流法
网孔电流——假想每个网孔中有一个网孔电流。方向可 任意假设。
(1-22)
理想电流源(恒流源)支路的处理
①若恒流源支路仅有一个网孔电流穿过,则该网孔电 流= ± 该恒流源电流(同方向取+,否则取-)。 ②非上述情况时:设恒流源两端电压,当作恒压源列方 程。然后增补恒流源电流与网孔电流的关系方程。
例2 列网孔电流方程。
R1
R2 im2 I3s
+ im1 I5s
第三章
电阻电路的一般分析
重点: 1.支路电流法; 2. 网孔电流法; 3.回路电流法; 4.节点电压法。
对于简单电路,通过电阻串、并联关系或 Y—△等效变换关系即可求解。如:
i总 R
R
R i=?
+
-u
2R
2R
2R 2R
i总
i总
u 2R
+
- u 2R
111 u i i总 2 2 2 16R
例4 列网孔电流方程。
解:网孔电流方向如图所示。 (R1 + R3)i1-R3i3=-U2
+
U1 _
R1
iS
R3 i1
+
《电路》邱关源第五版课后习题答案
《电路》邱关源 第五版课后题答案第一章 电路模型和电路定律【题1】:由U A B =5V 可得:I AC .=-25A :U D B =0:U S .=125V 。
【题2】:D 。
【题3】:300;-100。
【题4】:D 。
【题5】:()a i i i =-12;()b u u u =-12;()c ()u u i i R =--S S S ;()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D 。
【题8】:P US1=50 W ;P U S 26=- W ;P U S 3=0;P I S 115=- W ;P I S 2 W =-14;P I S 315=- W 。
【题9】:C 。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
【题14】:3123I +⨯=;I =13A 。
【题15】:I 43=A ;I 23=-A ;I 31=-A ;I 54=-A 。
【题16】:I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】:由图可得U E B =4V ;流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ;由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23;又由节点D 列KCL 得I I C D =-4;由回路CDEC 列KVL 解得;I =3;代入上 式,得U A C =-7V 。
【题18】:P P I I 12122222==;故I I 1222=;I I 12=; ⑴ KCL :43211-=I I ;I 185=A ;U I I S =-⨯=218511V 或16.V ;或I I 12=-。
⑵ KCL :43211-=-I I ;I 18=-A ;U S =-24V 。
第二章 电阻电路的等效变换【题1】:[解答]I =-+9473A =0.5 A ;U I a b .=+=9485V ; I U 162125=-=a b .A ;P =⨯6125. W =7.5 W;吸收功率7.5W 。
邱关源《电路》笔记及课后习题(电阻电路的一般分析)【圣才出品】
第3章电阻电路的一般分析3.1 复习笔记一、电路图论的基本概念1.图(G)图(G)是具有给定连接关系的结点和支路的集合,其中每条支路的两端都连到相应的结点上,允许孤立结点的存在,没有结点的支路不能称为图。
路径:从G的一个结点出发,依次通过图的支路和结点(每一支路和结点只通过一次),到达另一个结点(或回到原出发点),这种子图称为路径。
连通图:当G的任意两结点都是连通的,称G为连通图。
有向图:赋予支路方向的图称为有向图。
2.树(T)满足下列三个条件的子图,称为G的一棵树:①连通的;②包含G的全部结点;③本身没有回路。
树支与连支:属于树的支路称为树支;不属于树的支路称为连支。
基本回路:对于G的任意一个树,有且只有一条连支回路,这种回路称为单连支回路或基本回路。
树支数:对于有n个结点,b条支路的连通图,树支数=n-1。
推论:连枝数=b-n+1;基本回路数=连支数=b-n+1。
二、KCL和KVL的独立方程数KCL的独立方程数:对一个具有n个结点的电路而言,其中任意的(n-1)个结点的KCL方程是独立的。
KVL的独立方程数:对一个具有n个结点和b条支路的电路而言,其KVL的独立方程数为(b-n+1)。
三、电路的分析方法1.支路电流法(1)支路电流法是以b个支路电流为变量列写b个方程,并直接求解。
其方程的一般形式为(2)支路电流法解题步骤①标出各支路电流的方向;②依据KCL列写(n-1)个独立的结点方程;③选取(b-n+1)个独立回路,标出回路绕行方向,列写KVL方程。
注:①独立结点选择方法:n个结点中去掉一个,其余结点都是独立的;②独立回路选择方法:先确定一个树,再确定单连支回路(基本回路),仅含唯一的连支,其余为树支。
2.网孔电流法(1)网孔是最简单的回路,即不含任何支路的回路。
网孔数=独立回路数=b-n+1。
网孔电流法是以网孔电流为未知量,根据KVL对全部网孔列出方程求解。
(2)网孔电流法解题步骤①局部调整电路,当电路中含有电流源和电阻的并联组合时,可转化为电压源和电阻的串联组合;②选取网孔电流,指定网孔电流的参考方向;③依据KVL列写网孔电流方程,自阻总为正,互阻视流过的网孔电流方向而定,两电路同向取“+”,异向取“-”。
哈尔滨理工大学《电路》习题及答案
第一章(电路模型和定律)习题解答一、选择题1.KVL 和KCL 不适用于 D 。
A .集总参数线性电路;B .集总参数非线性电路;C .集总参数时变电路;D .分布参数电路2.图1—1所示电路中,外电路未知,则u 和i 分别为 D 。
A .0==i u u S ,;B .i u u S ,=未知;C .0=-=i u u S ,;D .i u u S ,-=未知3.图1—2所示电路中,外电路未知,则u 和i 分别为 D 。
A .S i i u=∞=, ; B .S i i u -=∞=, ;C .S i i u =未知, ;D .S i i u -=未知,4.在图1—3所示的电路中,按照“节点是三条或三条以上支路的联接点”的定义,该电路的总节点个数为 A 。
A .5个;B .8个;C .6个;D .7个5.在图1—4所示电路中,电流源发出的功率为 C 。
A .45W ;B .27W ;C .–27W ;D .–51W二、填空题1.答:在图1—5所示各段电路中,图A 中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向;图B 中的电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向;图C 中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向;图D 中电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向。
2.答:图1—6所示电路中的u 和i 对元件A 而言是 非关联 参考方向;对元件B 而言是 关联 参考方向。
3.答:在图1—7所示的四段电路中,A 、B 中的电压和电流为关联参考方向,C 、D 中的电压和电流为非关联参考方向。
4.答:电路如图1—8所示。
如果10=R Ω,则10=U V ,9-=I A ;如果1=R Ω,则10=U V ,0=I A 。
5.答:在图1—9 (a)所示的电路中,当10=R Ω时,=2u 50V ,=2i 5A ;当5=R Ω时,=2u50V, =2i 10A 。
在图1—9 (b)所示的电路中,当R =10Ω时,2002=u V, 202=i A ;当5=R Ω时,1002=u V, 202=i A 。
电阻电路的一般分析例题-精选
i3 150/4
2 3 2
解得:
+
-2
I(i1i2)12 A0 110V
U 2 i3 1 0 1 0 2 0 1V 95
③用结点电压表示控制量。 u3 un3 i un2 R2
100V
例14 求电压U和电流I
解1 应用结点法
1 I 1
-
-
-
+
un110V 0
90V
U
un2 10 101 201 V0 + 20A +
0 .5 u n 10 .5 u n 2u n 320 2 2 3 2
+
U1
_
R1
R3 1
iS
3
R5 R4
2
R2 gU1
4+_ U1i gU1增补方程:U 1R 1(i1i2)
例9 求电路中电压U,电流I和电压源产生的功率
2A
i2
解 i1 2A i2 2A
2A i1
1 3A + 3 i4 U
i3 3A
2 +
6 i4 3 i1 i2 4 i3 4
1
解得:
+
-
u n3 2 0 5 0 10 15 V 75110V
Uun3 12 019 V5
I (u n2 9)/0 1 1A 20
100V
解2 应用回路法
i1 20A
i2 i1 120
1 -
I 1
1 -
90V
U
-
+
2i1 4i3 110
+ 20A +
R 1 5u n 1 R 1 4u n 2 (R 1 4 R 1 3 R 1 5)u n 3 g3 u u R S 5
电阻电路一般分析习题
第三章电阻电路的一般分析习题一、填空题。
1、对于n个节点b条支路的连通图,其树支数为.二、计算题。
1.求图1所示电路的电压U和受控源发出的功率。
解:独立回路的选择以及回路绕行方向如图2所示,列回路电流方程为:/“=4A,/2=2A(6+3+3)∕11+3×∕zi+3×∕z2=3,单连支回路数为解:用结点法求出U=32V,1=1.6ΛEA"人心一、+、,50-15/U—151 ..受控源的电流为-------- + -------- =4A10 4受控源发出的功率为-151X4=96W2.用回路法求图2所示电路的电流I。
6QI1 ----- 1—即有I=I 13=-1.25A(2+2+2)/—2×5—2x4=—u ∣ M 1=2×(5-7)1 1 1∖l , 11. 11. , ti. ------- +一÷—)v.—v>—匕=/<——-R i +R2 R. ---------- R 1l R.2R 13 5 R 1V+(—+—+—)⅛-—½=0R3叫&-R5 --v 1--v,+(—+—+—)½=e+以RJ1.&&R 凡K求得:I 13—=-1.25A123.图3所示电路,用回路法求I 。
图3ς-=i∩ςτ+z n-'n-'m=i n-z rκ+l nι-【=力-力-力£⅛+oι=⅛t+z∕-7-⅛-ι=f∕-z∕ε+7-o=t z-1+7-=力z z-,zε5Ω图9I l=lΛ-2∕,+10∕2-∕3=5(∕X-2∕1-∕2+3∕3=-10U x=I(I3-I2)z1 1 1、〃1rr w s∙1(R+R+y+0)U川—v U“2=⅛+-7-_/u ZH+(,+,)U〃2=仇KI KAκ5补充方程,=-上」R∖+R?14 .列出图14所示电路的结点电压方程(其中④为参考结点)(RR+丁+B)Unl-KU la=i si+ι∖∣+0Kyι∖∣∕∖4^⅛^+⅛+⅛^2=^R∣+R215 .电路如图15所示,求:(1)以4为参考结点,列写结点1、2、3的结点方程。
《电路》邱关源第五版课后习题答案全集
答案第一章【1】:由U A B =5V 可得:I AC .=-25A :U D B =0:U S .=125V 。
【2】:D 。
【3】:300;-100。
【4】:D 。
【题5】:()a i i i =-12;()b u u u =-12;()c ()u u i i R =--S S S ;()d ()i i R u u =--S SS 1。
【题6】:3;-5;-8。
【题7】:D 。
【题8】:P US1=50 W ;P U S 26=- W ;P U S 3=0;P I S 115=- W ;P I S 2 W =-14;P I S 315=- W 。
【题9】:C 。
【题10】:3;-3。
【题11】:-5;-13。
【题12】:4(吸收);25。
【题13】:0.4。
【题14】:3123I +⨯=;I =13A 。
【题15】:I 43=A ;I 23=-A ;I 31=-A ;I 54=-A 。
【题16】:I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为P U I =-=-245W 。
【题17】:由图可得U E B =4V ;流过2 Ω电阻的电流I E B =2A ;由回路ADEBCA 列KVL 得 U I A C =-23;又由节点D 列KCL 得I I C D =-4;由回路CDEC 列KVL 解得;I =3;代入上 式,得U A C =-7V 。
【题18】:P P I I 12122222==;故I I 1222=;I I 12=; ⑴ KCL :43211-=I I ;I 185=A ;U I I S =-⨯=218511V 或16.V ;或I I 12=-。
⑵ KCL :43211-=-I I ;I 18=-A ;U S =-24V 。
第二章【题1】:[解答]I=-+94 73A=0.5A;U Ia b.=+=9485V;I U162125=-=a b.A;P=⨯6125.W=7.5W;吸收功率7.5W。
电路原理第五版邱关源罗先觉第五版最全包括所有章节及习题解答-资料
进一步计算支路电压和进行其它分析。
支路电流法的特点:
支路法列写的是 KCL和KVL方程,所以方程列 写方便、直观,但方程数较多,宜于在支路数不多 的情况下使用。
例1. 求各支路电流及电压源各自发出的功率。
I1 7
+ 70V
–
a
I2
1 11
+
6V
2
–
b
解:(1) n–1=1个KCL方程:
I3
节点a:–I1–I2+I3=0
7
(2) b–( n–1)=2个KVL方程:
7I1–11I2=70-6=64
11I2+7I3= 6
I112182036A I24062032A
P 70670420W
I3I1I2624A
P62612W
例2.
I1 7
+ 70V
–
解2.
结论:
n个结点、b条支路的电路, 独 立的KCL和KVL方程数为:
(n1 )b(n1 )b
三、支路电流法 (branch current
method )
以各支路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法
对于有n个节点、b条支路的电路,要求解 支路电流,未知量共有b个。只要列出b个独立 的电路方程,便可以求解这b个变量。
(1) 先将受控源看作独立源列方程;
(2) 将控制量用未知量表示,并代入(1)中所列的方程,消去 中间变量。
四、网孔电流法(mesh current method)
以网孔电流为未知量列写电路方程分析电路的方法
基本思想
为减少未知量(方程)的个数,假想每个网孔中
《电路》邱关源第五版课后习题答案解析
题 10】: 3;-3。
题 11】: -5;-13。
题 12】: 4(吸收);25。
题 13】: 0.4。
题 14】: 3I +12=3; I = A 。
3题 15】: I =3A ; I = -3A ; I = -1A ; I = -4A 。
题 16】: I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为 P =-IU =-245W 。
题 17】:由图可得U =4V ;流过 2电阻的电流I =2A ;由回路 ADEBCA 列 KVL 得=2-3I ;又由节点 D 列 KCL 得 I =4-I ;由回路 CDEC 列 KVL 解得; I =3;代入上式,得 U =-7V 。
P 1 = 2I 12 = 2 ;故I 12 =I 22;I 1=I 2;P2 I23 8 8⑴ KCL : 4- I = I ; I = A ; U =2I -1I = V 或 1.6 V ;或 I =-I 。
3⑵ KCL :4-I =- I ;I = -8 A ;U =-24 V 。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241 内部专用)第一章 电路模型和电路定律题 1 】: 题 2 】:题 3 】:题 4 】:题 5 】:题 6 】:题 7 】:题 8 】: 题 9 】:由U =5V 可得: I = -2.5 A :U =0:U =12.5V 。
D 。
300;-100。
D 。
(a ) i =i -i ;(b ) u =u -u ;(c ) u =u S -(i -i S )R S; ( d ) i =i S- 1(u -u S)。
1 2 1 2R S3;-5;-8。
D 。
P US1 =50 W ; P US 2=-6 W ; P US3 =0; P IS1=-15 W ; P IS2=-14 W ;P IS3=-15 W 。
C 。
题 18】:第二章电阻电路的等效变换题 1 】:[解答]I= A=0.5 A;U ab =9I+4=8.5V;I1=U ab -6=1.25 A;P =6 1.25 W=7.5 W;吸收12功率7.5W。
第3章 电阻电路的一般分析方法
(2) 列KCL方程: iR出= iS入
结点 1 i1+i6=iS3 代入支路特性(用结点电压表示):
结点 2
un 2 un 2 un3 un 2 un3 un1 un 2 is 2 (2) R2 R3 R4 R6
i2 + i3 + i4 – i6= -iS2
电路物理量的关系 (电流、电压)
本课程主要研究电路分析,其基本方法: 确定变量 根据约束关系列方程 求解
特点:不改变电路结构,由根据约束关系建立方程求解。
回路电流法(网孔法)和结点电压法。
根据列方程时所选变量的不同可分为支路电流法、
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3.1 支路电流法
一、支路电流法:以各支路电流为未知量列写电路, 方程分析电路的方法,称为支路电流法。 步骤:
方法2:选取独立回路时,使理想电流源支路仅仅属 于一个回路, 该回路电流即IS 。
R3 _ Ui + US1_ R1 I1=IS -R2I1+(R2+R4+R5)I2+R5I3=-US2 R1I1+R5I2+(R1+R3+R5)I3=US1
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+
I3
R4 I2 R5
IS R2 I1 _ US2 +
u2=R2(iL1-iL2)
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回路电流法的一般步骤: (1) 选定独立回路,并在图中标出。 (2) 对独立回路,以回路电流为未知量,列写其 KVL方程。
注意自电阻总是正,互电阻可正可负; 沿着回路绕行方向,电源压升为正,压降 为负; (3)当电路中有受控源或无伴电流源时需另行处理; (4) 求各支路电流(用回路电流表示);
第3章 电阻电路的一般分析答案
第三章 电阻电路的一般分析一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错).1. 利用节点KCL方程求解某一支路电流时,若改变接在同一节点所有其它已知支路电流的参考方向,将使求得的结果有符号的差别。
[×] .2. 列写KVL方程时,每次一定要包含一条新支路才能保证方程的独立性。
[√] .3. 若电路有n个节点,按不同节点列写的n-1个KCL方程必然相互独立。
[√] .4. 如图所示电路中,节点A的方程为: (1/R 1 +1/ R 2 +1/ R 3)U =I S +US /R 3 [×]解:关键点:先等效,后列方程。
图A 的等效电路如图B :节点A的方程应为: 332)11(R U I U R R S S A +=+ .5. 在如图所示电路中, 有 12232/1/1/S S A I U R U R R +=+ [√]解:图A 的等效电路如图B :.6. 如图所示电路,节点方程为:12311()S S G G G U GU I ++-=; 3231S G U G U I -=; 13110GU GU -=. [×]解:图A 的等效电路如图B :S S U G I U G G 1121)(+=+.7. 如图所示电路中,有四个独立回路。
各回路电流的取向如图示, 则可解得各回路 电流为: I1=1A;I2=2A; I3=3A;I4=4A。
[×] 解:;11A I = ;22A I =;33A I = ;7344A I =+=二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论).1.对如图所示电路,下列各式求支路电流正确的是 C_。
(A) 12112E E I R R -=+; (B) 222E I R =(C) AB L LUI R =.2. 若网络有b 条支路、n 个节点,其独立KCL方程有_C_个,独立KVL方程有_D__个,共计为_A_个方程。
西安交大版电路第3-5章习题课
is1
+
无源电路 uab
由题意:
0.5uab = -k1is1 - k2us1 + k3us 2 0.3uab = -k1is1 + k2us1 - k3us 2
- us2+
上三式相加可得:
1.8uab = -k1is1 + k2us1 + k3us 2
由互易定理可得: I1´=1A 由叠加定理可得:I1 = 3 - I1´= 2A
22
习题4-20 图中网络N仅由电阻组成。根据图a和图b的已知 情况求图c中电流I1和I2。 5Ω I2 I 4Ω I1 4Ω 习题4-192A 3A 4Ω 1A
+ 20V -
N
图a
5Ω
+ 20V -
N
图b
+ 20V -
1 1 1 ( )un1 un 2 is1 is 5 0 R2 R3 R4 R4 习题3-14b 1 1 1 3、对于电流源和电阻串联 un1 ( )un 2 i R4 R4 R6 的支路可以等效为一个电流 un1 源支路,列方程时此电阻不 i 补充方程: = R2 + R3 计入自电导和互电导中。 列结点电压方程注意:
+ U 1kΩ -
10V电压源单独作用:
2kΩ 1kΩ
+ + 10V '' 6U 2kΩ 2kΩ + 1kΩ -
+
-
6U' U''
2kΩ + 5V + U' 1kΩ 2 kΩ 3
+
电路第四版答案解析(第三章)
第三章电阻电路的一般分析电路的一般分析是指方程分析法,它是以电路元件的约束特性(VCR)和电路的拓扑约束特性(KCL,KVL)为依据,建立以支路电流或回路电流,或结点电压为变量的回路方程组,从中解出所要求的电流、电压、功率等。
方程分析法的特点是:(1)具有普遍适用性,即无论线性和非线性电路都适用;(2)具有系统性,表现在不改变电路结构,应用KCL,KVL,元件的VCR建立电路变量方程,方程的建立有一套固定不变的步骤和格式,便于编程和用计算机计算。
本章的重点是会用观察电路的方法,熟练运用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程,并加以求解。
3-1 在一下两种情况下,画出图示电路的图,并说明其节点数和支路数(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。
解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解3-1图(a1)和(b1)。
图(a1)中节点数6b==n,支路数11图(b1)中节点数7b==n,支路数12(2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。
图(a2)中节点数4b=n,支路数8=图(b2)中节点数15n,支路数9=b=3-2指出题3-1中两种情况下,KCL,KVL独立方程数各为多少?解:题3-1中的图(a)电路,在两种情况下,独立的KCL方程数分别为(1)51=-4-n1==61=-1-n(2)3独立的KVL方程数分别为(1)641=8-b1-n+=+1=111b(2)5+6+--n=图(b)电路在两种情况下,独立的KCL方程数为(1)651=-=1-n7-n(2)41=1-=独立的KVL方程数分别为(1)6+1=95b1-n+=-=12711=+-nb(2)5+-3-3对题图(a)和(b)所示G,各画出4个不同的树,树支数各为多少?解:一个连通图G的树T是这样定义的:(1) T包含G的全部结点和部分支路;(2) T本身是连通的且又不包含回路。
河海大学电路习题册_直流部分(答案)
G22 G32 G42
G23 G33 G43
G24 G34 G44
⎥ ⎥
⎢⎢U
⎥⎢U
⎥ ⎦
⎣⎢U
2 3 4
⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
=
⎢ ⎢
I
22
⎢ ⎢ ⎣
I I
33 44
⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
现将节点 1 与 2 短路,节点 3 与 4 间接电流源 IS 如图 (b) 所示,试列出变化后所得新网
络的节点方程。
解:上述方程对应的电路结构之一如下图所示: 1S
0.5S 2 0.1S
1
3
0.1S 10V
1S 2S
6、一个具有 5 个节点的电阻性网络 N 如图 (a) 所示,
°1
1
N
°2
N
°3
2 3
IS
°4
4
(a)
(b)
若已知其节点电压方程为
⎡G11 G12 G13 G14 ⎤⎡U1 ⎤ ⎡ I11 ⎤
⎢⎢G21 ⎣⎢⎢GG3411
A. 电阻吸收 1 W 功率, 电流源供出 1 W 功率; B. 电阻吸收 1 W 功率, 电压源供 1 W 出功率; C. 电阻与电压源共吸收 1 W 功率,电流源供出 1 W 功率; D. 电阻与电流源共吸收 1 W 功率, 电压源供出 1 W 功率;
1V 1Ω 1A
3、将一个 25kΩ、10W 的电阻接于直流电路,则该电阻所允许的最大电流与最大电压分别
°
图(a): i = is ;图(b): u = us ;图(c): u = u2 ;图(d): i = −i2 ;
5、已知图示电路中U AB = 5 V,求US 。
A
2Ω
5V
电路邱关源第三版
R1
① i2 R3 im2 im1 R2
i3
①
+ us1 _
+ us2 _
+ _ us3
1
im1
2 im2
3
§3-4网孔电流法
一、网孔电流: ① im1 im2
1、网孔电流:沿平面电路的网孔 流动的 假想的电流。 2、作为电路变量的完备性:每一 条支路的电流均是有关网孔电流的 代数和; 3 、网孔电流自动满足KCL:
⒏
⒛ ⒎ ⒍
⒐
⒑
⒋ ⒊ ⒉
⒌ ⒖ ⒈ ⒕
⒔ ⒘
⒗
⒒
⒙
⒓
①
⑤
三、平面图和非平面图的问题:
五个王子的故事。
② ③
④
4
四、四色定理:
1852年,英国哥斯尼提出用四种颜色对地图着色的问题。 1878年,英国数学家凯莱在伦敦的一次国际数学会议上提出四色问题是否 可以证明,才引起世人的关注。 化为图形问题就是国家为顶点,相邻则有边相连接,要证明只需四种颜 色,就可使相邻顶点具有不同的颜色。 1890年,赫伍德证到五种颜色。 1969年,有人在有40多个国家的地图上证明了四色问题。 1976年,美国数学家阿佩尔与哈肯在3台不同的电子计算机上,用了 1200小时(50昼夜),宣布证明了四色问题,从此,称之为四色定理。 上面我们讨论的是一个古老的、重要的、又是在近30年来发展十分活 跃的一个数学分支—————— 图论。
③若其中仅有两个顶点的相关边是奇数,则必须从一顶点出发, 经过所有的边以后而达到另一个顶点。 3
二、环球旅行:
1857年英国数学家哈密顿 发明了一种称之为 20 的环球旅 ⒚ 行的游戏。 哈密顿圈:寻求一个回路,必 须经过每个顶点且只经过一次, 而边的次数不限,也可以不经 过边。 欧拉路:寻求一条路径,必须经过 图中的每一条边且只经过一次,而 顶点经过的次数不限。
3第三章电阻电路的一般分析
b 1 a 2 3 5
树支
7 8 e
选树 连支
6 9 d
图G
2 3 4
5
8
4
2 8 5 4
独立回路 l=5 3
例题:
该图可写出多少个独立的KCL、 KVL方程;该图具有多少个独立 的电流变量和电压变量。 答:该图共有5个结点,10条支路。 独立结点数为5-1=4个;独立回路数为10-4=6个。 所以可写出4个独立KCL方程,6个独立KVL方程。 该图中数支数为4个,连支数为6个。
US2=6V
-
根据回路电流和支路电流的关系
I1=IⅠ=6A ;I2=IⅡ=-2A ; I3=IⅠ+IⅡ=4A
2.电路如图所示,应用网孔分析法求网孔电流 及支路电流I。 0.5I _
6Ω +
解:(1) 选定网孔电流I1、
I I1 I2 2Ω 5Ω
I2的参考方向如图所示。
(2) 列网孔方程:
49
+ _
三、支路电流法解题步骤: (1)确定支路(电流)数b和节点数n b=6,n=4 (2)列出独立的KCL方程(n-1)=3个 R1 a : I 1 + I5 = I2 b: I2 = I3+ I4 I1 c: I3 + I6 = I1 + U 1 (3)列出独立的KVL方程 b-(n-1)=3=(网孔数) R2 b R3 a
(6 2) I1 2I 2 49
(3) 解方程组, 得
补充方程
2I1 (2 5) I 2 0.5I
I I1 I 2
I1 6.5 A, I 2 1.5 A, I 5 A
3.E1=1V,E3=6V,IS=6A,R1=3,R2=2, R3=1,R4=4,求网孔电流。
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电压源的功率为 PUS =I3×US=Il2×US = -5×27= -135W (发出功率) 电流源两端的电压降为 UI = R6 × (Il1+ Il3) +R1 × (Il1- Il2+ Il3) +R5 × Il1 = 6 × (-1) +1 × 4+5 × 2=8V 电流源的功率为
R2 I2
2
R3 I3
解得 I1=1A,I2=0A,I3=1A
网孔法例1
例1. 图示电路,US1=10V,US3=13V,R1=1 ,R2=3 ,R3=2, 试用网孔电流法求各支路电流。
解:取网孔回路及参考方向如图,列写回路电压方程 (R1+R2)Im1 + R2×Im2 = US1 (R2+R3)Im2 + R2×Im1 =US3 代入数据得 4Im1+3Im2=10 5Im2+3Im1=13 支路电流 得 Im1=1A Im2=2A
R6 R3
R1Leabharlann I6Im1R2I3 Im2 Us I2 Im3 I4
R5 R4
I1
( R2+R3+R6 )Im1-R3×Im2-R2×Im3=-Us
( R1+R3+R4 )Im2-R3×Im1-R4×Im3=Us 网孔回路3的回路电流可直接写出 Im3=Is =2 A
IS
I5
代入数据得
R6 R3
R1
11Im1-3Im2-4=-27
8Im2-3Im1-8=27 解得 Im1=-1A, Im2=4A, Im3=2A 支路电流为 I1= Im2= 4A, I2=Im3-Im1= 3A,
R2
I6
Im1 I2 Im3 IS
I3 Im2 Us I4
R5 R4
I1
I5
I3=Im2-Im1= 3A
I4=Im3-Im2=-2A, I5=Im3= 2A, I6=Im1=-1A 注意: 电路的最外围支路存在电流源时,仍旧可用网孔电流 法求解支路电流。
① I6 U6 + R6 IS2
gU6
Il2
US6 - + R3 I3 ② I5
Il3 Il1
③ I4 R4
R1 US4 I1 ④
6 2 1
3 5 4
+
I6
U6 + R6 Il2
US6 - + R3 I3
Il1
①
IS2
gU6
② I5 Il3 R4 US4 -
③ I4
列回路电压方程如下 Il2 = IS2 = 1A Il3 = gU6
1 6 3 2 5 4
R1 I1 ④
(R1+R4+R6 )Il1 -R6×Il2 +R4×Il3= US6 - US4 2) 把受控源的控制变量用回路电流来表示(列补充方程) U6 = R6( Il1 - Il2)代入数据得 6×Il1 – 2×1 +2×0.5×2×( Il1 - 1 )= 0 Il1 = 0.5A, Il3 = gU6 = -0.5A
I3 U s3
2 R2 R3
I2
②
代入数据得: - I1 + I2 + I3 =0 I1 -10+3× I2 =0 - 3×I2 + 2× I3 + 13=0 解得: I1 =1A, I2 =3A, I3 = - 2A 电压源US1的功率:PUS1 = - US1× I1 = - 10×1= - 10W 电压源US3的功率:PUS3 = US3× I3 = 13× (- 2)= - 26W (发出) (发出)
R1 R4
Il1
Il3
IS5
Il2
R2 IS6
R3
解:电路包含两个电流源,选支路1、3、4为树支, 回路电流及方向如图,此时只需列一个回路方程 Il1= IS5, Il2 = IS6 (R1+R2+R3)Il3 - R1× Il1 + R3× Il2 = 0 代入数据解得 Il3 = -2A
各支路电流为 I1 = Il1 - Il3 = 8A I2 =Il3 = -2A I3 = - ( Il2 +Il3 )= - 4A
I5×R5+I1×R1-US1+I3×R3=0 代入数据得:
Us 1
①
I3 IS2
R3
②
- I1 -2+ I3 =0
- I3 -4+ I5 =0
5× I5 + I1 -1+3× I3 =0 解得 I1 =-3.89A I3 =-1.89A
I1 Us 2
R1
IS4
R4
R5
I5
I5 =2.11A
电流源IS2、 IS4两端的电压UIS2、 UIS4为
网孔法例3(包含受控源电路)
例3. 图示电路,US3=7V, R1=R2=1 ,R4=2, R5=4, =2,求各支路电流。
取网孔回路参考方向为顺时针方向,
R1
I1
①
R2
I2
U2
I6
R4
U2 Us 3
② ③
对于受控电源,在列网孔回路电压
方程时,先作为独立电源处理,然 后再把受控变量表示为网孔电流。
R1 US1 Im1 Im2 R2 I2 R3 I1 I3
US3
I1= Im1=1A, I2= Im1 + Im2=3A, I3= Im2=2A
网孔法例2
例2. 图示电路,US=27V, Is=2A,R1=1 ,R2=2 , R3=3, R4=4 ,R5=5 , R6=6, 求各支路电流。 解:电路中最外围支路存在一个电流源, 该网孔电流已知。取另外两个网孔回路 如图,对网孔1和2列网孔电压方程
Il2
I3
-
R3
US
+
R2
Il3
R6 IS R5 Il1 R1
Il2
R4
I3
根据选定的单连支回路,可列出回 路电压方程 Il1=IS
-
R3
US
+
(R1+R3+R4)Il2 - R1×Il1 -(R1+R4)Il3 = -US
(R1+R2+R4+R6 )Il3+(R1+R6 )Il1 - (R1+R4 )Il2=0
支路电流法例题1
例1. 图示电路,US1=10V, US3=13V,R1=1 ,R2=3 , R3=2,求各支路电流及电压 源的功率。 参考方向见图
-I1+I2 + I3=0 I1 ×R1-US1+ I2 ×R2=0 - I2 ×R2 + I3×R3 + US3=0
I1 U s1
1 R1
①
(吸收功率)
R3
I3
1
U s3
结点电流方程为 -I1-IS2+I3=0 IS2+I4+I5=0 -I3-I4+I6=0
U s1
3 R1 R5
IS2 I4 I5
R4 R6 2
I6
I1 由上面2个单连支回路电压方程和3个结点电流方程即可解出
5个支路电流变量。
支路电流法例题3
例3. 图示电路,US1=1V,
IS6
1 1 1 1 1 1 1 ( + + )U n1 -( + )U n2 = ( )U S1 - US3 - IS2 R11 + R12 R3 R4 R3 R4 R11 + R12 R3
1 项,尽管该支 R2 路有电阻R2,但电流源内阻为无穷大,该支路的总电导
注意:结点1 的自电导中没有包含
为零。电流源支路串联电阻在列结点方程时不起作用。
R5
I3
I4
I5
解: 1)列各回路电压方程 (R1+R2 )Im1-R2×Im2 = U2 -R2×Im1+(R2+R4 )Im2-R4×Im3 = Us3
-R4×Im2+(R4+R5 ) ×Im3 =-aU2
2)方程中受控源控制变量U2表 示为网孔电流
U2=R2(Im2-Im1) 代入数据得 2Im1-Im2=2U2
I1 I4
Il3
R1 R4 Il1
Il2
IS5
R2
I2
IS6
I3
I4 = Il1+Il2 = 12 A
R3
从该例题可看出,当电路包含较多的电流源 支路时,用回路电流法解题较方便。
(含受控源电路分析) 例3 已知R1=R2=R3=R4=R5=R6= 2,
US4=US6=2V,IS2=1A,g=0.5,用回路 电流法求各支路电流。 解:1) 对于包含受控源的电路,在 用回路电流法解题时,先把受控源当 作独立电源来列写回路电压方程。 该电路包含两个电流源支路(一 个独立源和一个受控源),因此选择 支路3、4、6为树支,三个回路电流及 参考方向见图所示。
UIS2=US1-R1×I1-US2=1-1×(-3.89)-5=-0.11V
UIS4=R5×I5+R4×IS4=5×2.11+4×4=26.55V Us 1 ①
R3
I3
②
U Is2
R1
IS2 U Is4
R4
IS4
R5
电流源IS2、 IS4的功率为 PIS4= -UIS4×IS4 =-106.2 W (发出功率)
I1
U1 R1 Us 1 1 R2 I2
U1
2
R3 I3
I1+I2 - I3=0 I1×R1-I2×R2-US1=0 I2×R2+ U1 + I3×R3=0
②补充受控源控制变量关系式(控制变 量表示为支路电流)
U1=-R1×I1
I1
U1 R1
U1
代入数据
Us 1 1
I1+I2 - I3=0 I1-2×I2-1=0 2×I2+3×U1 + 3×I3=0 U1=-I1
1 1 1 1 1 1 ( + + )U n2 -( + )U n1 = US3 + IS6 R3 R4 R5 R3 R4 R3