电路与模拟电子技术习题解答(高玉良版)

作业习题解答

在题图中，各元件电压为 U 1=-5V ，U 2=2V ，U 3=U 4=-3V ，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载

解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI ；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI 。P>0时元件吸收功率是负载，P<0时，元件释放功率，是电源。

本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向，元件3上电压和电流为关联参考方向，因此

P 1=-U 1×3= -（-5）×3=15W ； P 2=-U 2×3=-2×3=-6W ； P 3=U 3×（-1）=-3×（-1）=3W ； P 4=-U 4×（-4）=-（-3）×（-4）=-12W 。 元件2、4是电源，元件1、3是负载。

在题图中，已知 I S =2A ，U S =4V ，求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压U 及它们的功率，验证电路的功率平衡。

解：I=I S =2A ，

U=IR+U S =2×1+4=6V P I =I 2

R=22

×1=4W ，

U S 与I 为关联参考方向，电压源功率：P U =IU S =2×4=8W ， U 与I 为非关联参考方向，电流源功率：P I =-I S U=-2×6=-12W ，

验算：P U +P I +P R =8-12+4=0

求题图中的U 1、U 2和U 3。

解：此题由KVL 求解。

对回路Ⅰ，有： U 1-10-6=0，U 1=16V 对回路Ⅱ，有：

U 1+U 2+3=0，U 2=-U 1-3=-16-3=-19V 对回路Ⅲ，有：

U 2+U 3+10=0，U 3=-U 2-10=19-10=9V

验算：对大回路，取顺时针绕行方向，有：-3+U 3-6=-3+9-6=0 ，KVL 成立

+U 4

-题1.1

图

题1.4

图

+U 3-

-3V

+

+6V -

题1.6图

求题图中a 点的电位V a 。

解：重画电路如（b ）所示，设a 点电位为V a ，则 20

1a V I =，5502

+=a V I ，

10503-=a V I 由KCL 得： I 1+I 2+I 3=0 即

010

5055020=-+++a a a V V V 解得 V V a 7

100

-=

求题图所示电路端口的伏安关系。

解，a 点电位V a =-U s +RI+U ，对a 点应用KCL ，得

I R U RI U I R V R V I I s a a s s +++-=++=

+12

2121 (其中R 12=R 1||R 2) 解得

U=U S +R 12（I S1+I S2）-（R 12+R ）I 求题图所示电路的等效电阻。

20Ω

1

a

题1.8图

(a)

(b)

题1.10图

解：标出电路中的各结点，电路可重画如下：

（a ）图 R ab =8+3||[3+4||（7+5）]=8+3||（3+3）=8+2=10Ω （b ）图 R ab =7||(4||4+10||10)=7||7=Ω

（c ）图 R ab =5||[4||4+6||(6||6+5)]=5||(2+6||8)=5||(2+=Ω

（d ）图 R ab =3||(4||4+4)=3||6=2Ω（串联的3Ω与6Ω电阻被导线短路）

将题图所示电路化成等效电压源电路。

解：（a ）与10V 电压源并联的8Ω电阻除去（断开），将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，再变换成电流源，最后变换成电压源，等效电路如下：

（b ）图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去（断开），与2A 恒流源串联的4Ω亦可除去（短接），等效电路如下：

b

(a)(b)

(a)

(b)

题2.4图

b

b

b

a

b

a

b

a

b

a

用结点电压法求题图中各支路电流。 解：以结点C 为参考点，结点方程为

534

1

)4111(+=-+b a U U ， 25)41

21(41+-=++-b a U U 解方程得

U a =6V, U b =-2V

A U I a 611==

, A U

I b 12

2-== A U U I b a 24

)

2(643=--=-= 验算：I 1、I 2、I 3满足结点a 、b 的KCL 方程

用弥尔曼定理求题图所示电路中开关S 断开和闭合时的各支路电流。 解：以0点为参考点，S 断开时，

V R R U U i i i N 340050

150150150100

50100502001=+++

+=∑∑

= A U I N 34502001=-=

，A U I N 32501002-=-=， A U I N 3

2501003-=-=，I N =0，

S 合上时

V U N 8025

150150150150100

5010050200=+++++=

题2.10图

题2.12图

A U I N

4.250

2001=-=

， A U I N 4.0501002=-=

， 利用叠加定理求题图所示电路中电流源上的电压U 。 解：12V 电压源单独作用时电路如图a 所示 V U U U bc

ac 2128

8812363-=⨯+-⨯+=-=' 2A 电流源单独作用时电路如图b 、c 所示 V U 12)42(2)8||83||6(2=+⨯=+⨯='' V U U U 10122=+-=''+'=

在题图所示电路中，两电源U S 和U S2对负载R L 供电，已知当U S2=0 时，I =20mA ，当 U S2=-6V 时，I =-40mA ，求

(1)若此时令 U S1=0，I 为多少 (2)若将U S2改为8V ，I 又为多少

解：此题用叠加定理和齐性原理求解

（1）U S1单独作用即U S2=0时，I ′=20mA 。

设U S2单独作用即U S1=0时，负载电流为I ″，两电源共同作用时，I=-40mA 。 由叠加定理得 I ′+I ″=-40，

I ″=-40-I ′=-40-20=-60mA

（2）由齐性原理，U S2改为8V 单独作用时的负载电流为

mA I 8086

60=⨯--=''

I=I ′+I ″=20+80=100mA

在题图所示电路中，当2A 电流源没接入时，3A 电流源对无源电阻网络N 提供54W 功率，

U 1=12V ；当3A 电流源没接入时，2A 电流源对网络提供28W 功率，U 2为8V ，求两个电流源同时接入时，各电源的功率。

解：由题意知，3A 电流源单独作用时，

V U 121='，V U 183542=='， 2A 电流源单独作用时，

V U 142

281

==''，V U 82

=''， 题2.14图

c

R L

I 题2.15图

题2.16图

c

c

(a)

(b)

6Ω

+

U -(c)