电路(邱关源第五版)习题答案
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!!
第一章
电路模型和电路定律
学习要求
!"了解电路模型的概念和电路的基本变量!
#"理解电压"电流的参考方向与实际方向的关系#电压与电流的关联参考方向的概念!
$"掌握功率的计算"功率的吸收与发出!
%"掌握电阻"电容"电感"独立电源和受控源的定义及伏安关系!
&"掌握基尔霍夫定律$’()和’*)
!
!
知识网络图
电路模型和
电路定律
电路和电路模型
电流和电压的参考方向
关联
%非关联
电功率和能量
电路元件
电阻元件
电容元件
"
#
$电感元件
电压源和电流源
独立电源
%受控电源
基尔霍夫定律
’()
%
"
#
$’*)
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!!电路同步辅导及习题全解
!课后习题全解
%!!!!说明题!!!图’+("’,(中$
’!(""#的参考方向是否关联)
’#(""#乘积表示什么功率)
’$(如果在题!!!图’+(中"&-##’-*图’,(中"&-##&-#元件实际
发出还是吸收功率)
题!!!图
解!’!(当流过元件的电流的参考方向#从该元件的标示电压正极性的一端指向负极性的一端#即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致#称电压
和电流的参考方向关联#所以’+(图中""#的参考方向是关联的*’,(图中""#
的参考方向是非关联的!
’#(当取元件的""#参考方向为关联参考方向时#定义$%"#为元件吸收的功
率*当取元件的""#参考方向为非关联时#定义$%"#为元件发出的功率!所以
’+(图中的"#表示元件吸收的功率*’,(图中的"#表示元件发出的功率!
’$(在电压"电流参考方向关联的条件下#代入""#数值#经计算#若$%"#&-#
表示元件实际吸收了功率*若$’-#表示元件吸收负功率#实际是发出功率!
’+(图中#若"&-##’-#则$%"#’-#表示元件吸收了负功率#实际发出功率!
在电压"电流参考方向非关联的条件下#代入"##数值#经计算#若$%"#&
-#为正值#表示元件实际是发出功率*若$’-#为负值#表示元件发出负功
率#实际是吸收功率!所以’,(图中#当"&-##&-#则$%"#&-#表示元件
实际发出功率!
%!!#!若某元件端子上的电压和电流取关联参考方向#而"%!.-/01’!--!&(*##
%.123’!--!&(4!求$
’!(该元件吸收功率的最大值*
’#(该元件发出功率的最大值!
解!!!!!!!!!!$’&(%"’&(#’&(
%!.-/01’!--!&(’.123’!--!&(
%&5&123’#--!&(6
’!(当123’#--!&(&-时#$’&(&-#元件实际吸收功率*当123’#--!&(%!时#
元件吸收最大功率$
&
&
"
第一章!电路模型和电路定律
$7+8%&
5&6’#(当123’#--!&(’-时#$’&(’-#元件实际发出功率*当123’#--!&(%!!时#元件发出最大功率$$7+8%&
5&
6题!!$图
%!!$!试校核题!!$图中电路所得解答是否满足功率平衡!’提示$求解电路以后#校核
所得结果的方法之一是核对电路中所有元件的功率平衡#即元件发出的总功率应等于其它元件吸收的总功率(!
解!由题!!$图可知#元件4的电压"电流为非关联参考方向#其余元件的电压"电流均为
关联参考方向!所以各元件的功率分别为$$4%9
-’’!&(%!$--6’-#为发出功率$:%9
-’!%9-6&-#为吸收功率$(%9
-’#%!#-6&-#为吸收功率$;%%
-’#%<-6&-#为吸收功率$=%#
-’#%%-6&-#为吸收功率电路吸收的总功率为
$%$:)$()$;)$=%9
-)!#-)<-)%-%$--6即#元件4发出的总功率等于其余元件吸收的总功率#满足功率平衡!
%!!%!在指定的电压"和电流#参考方向下#写出各元件"和#的约束方程’元件的组成关系(
!
题!!%图
解!’+(图为线性电阻元件#其电压"电流关系满足欧姆定律!’+(图电阻元件"和#的约束方程为$
"%!*#%!!-’!-$
#
’,(图为线性电感元件!’,
(图电感元件"和#的约束方程为$"%!#
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电路同步辅导及习题全解
’/(图为线性电容元件!’/(图电容元件"和#的约束方程为$#%!
-’!-!
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’>(图是理想电压源!’>
(图的约束方程为$"%!&*
’?(图是理想电流源!’?
(图的约束方程为$#%#4
(!!&!题!!&图’
+(电容中电流#的波形如题!!&图’,(所示#现已知"’-(%-#试求&%!1#&%#
1和&%%1时的电容电压"!
题!!&图
分析!电容两端电压"电流的关系为#’&(%(>"’&(>&#"’&
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根据公式求解即可!解!已知电容的电流#’&(#求电压"’&
(时#有"’&
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式中#"’&-(为电容电压的初始值!本题中电容电流#’&
(的函数表示式为#’&(%-!!!&*-&&
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#1根据"##积分关系#
有&%!1时#
"’!(%"’-()!()!-#’&(>&%-)!#)
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