模擬電路各章節(jié)習(xí)題解答

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 模擬電路各章節(jié)習(xí)題解答 1 第一章 電路的基本概念和基本定律 1.1 在題1.1圖中，各元件電壓為 U 1=-5V ，U 2=2V ，U 3=U 4=-3V ，指出哪些元件是電源，哪些元件是負(fù)載？ 解：元件上電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，P=UI ；電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時，P=UI 。P0時元件吸收功率是負(fù)載，P0時，元件釋放功率，是電源。 此題中元件1、2、4上電流和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，元件3上電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向，因此 P 1=-U 13= -（-5）3=15W ； P 2=-U 23=-23=-6W ； P 3=U 3（-1）=-3（-1）

2、=3W ； P 4=-U 4（-4）=-（-3）（-4）=-12W 。 元件2、4是電源，元件1、3是負(fù)載。 1.2 在題1.2圖所示的RLC 串聯(lián)電路中，已知 )V 33t t C e e (u = 求i 、u R 和u L 。 解：電容上電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向,故 ()()33133t t t t c du d i c e e e e A dt dt -=-=-?-=- 電阻、電感上電壓、電流為關(guān)聯(lián)參考方向 ()34t t R u Ri e e V -=- ()()3313t t t t L di d u L e e e e V dt dt =?-=-+ 1.3 在題1.3圖中，已知I

3、=2A ，求U ab 和P ab 。 解：U ab =IR+2-4=24+2-4=6V ， 電流I 與U ab 為關(guān)聯(lián)參考方向，因此 P ab =U ab I=62=12W 1.4 在題1.4圖中，已知 I S =2A ，U S =4V ，求流過恒壓源的電流I 、恒流源上的電壓U 及它們的功率，驗證電路的功率平衡。 +U 4- 題1.1圖b a 題1.3圖 + u L -1/題1.2圖 2 解：I=I S =2A ， U=IR+U S =21+4=6V P I =I 2R=221=4W ， U S 與I 為關(guān)聯(lián)參考方向，電壓源功率：P U =IU S =24=8W ， U 與I 為非關(guān)聯(lián)參考方

4、向，電流源功率：P I =-I S U=-26=-12W ， 驗算：P U +P I +P R =8-12+4=0 1.5 求題1.5圖中的R 和U ab 、U ac 。 解：對d 點(diǎn)應(yīng)用KCL 得：I=4A ，故有 RI=4R=4，R=1 U ab =U ad +U db =310（-4）=26V U ac =U ad -U cd =310- (-7)2=44V 1.6 求題1.6圖中的U 1、U 2和U 3。 解：此題由KVL 求解。 對回路，有： U 1-10-6=0，U 1=16V 對回路，有： U 1+U 2+3=0，U 2=-U 1-3=-16-3=-19V 對回路，有： U 2+

5、U 3+10=0，U 3=-U 2-10=19-10=9V 驗算：對大回路，取順時針繞行方向，有：-3+U 3-6=-3+9-6=0 ，KVL 成立 1.7 求題1.7圖中的I x 和U x 。 a b 10題1.5圖 題1.4圖 +U 3- -3V + +6V - 題1.6圖 (a) 3 (b) 題1.7圖 2 3 解：（a ）以c 為電位參考點(diǎn)，則V a =250=100V I 3100=V a =100，I 3=1A ， I 2=I 3+2=3A ， U X =50I 2=150V V b =U X +V a =150+100=250V I 125=V b =250, I 1=10A ，

6、 I X =I 1+I 2=10+3=13A （b ）對大回路應(yīng)用KVL ，得： 62-37+U X +315=0， U X =-20V 由KCL 得：6+I X +8-15=0 I X =1A 1.8 求題1.8圖中a 點(diǎn)的電位V a 。 解：重畫電路如（b ）所示，設(shè)a 點(diǎn)電位為V a ，則 20 1a V I =，5502 +=a V I ， 10503-=a V I 由KCL 得： I 1+I 2+I 3=0 即 010 50 55020=-+a a a V V V 解得 V V a 7 100 -= 1.9 在題1.9圖中，設(shè)t S m S e I i t U u -=0,sin ,

7、求u L 、i C 、i 和u 。 20 1 a 題1.8圖 (a) (b) a 4 解： u L =()00t t s di d L L I e aLI e dt dt -=- ()sin cos C s C m m du du d i C C C U t cU t dt dt dt = t R U R u i m S R sin = 由KCL 得： t cU t R U e I i i i i m m t c R s cos sin 0- =-=- 由KVL 得： t U e LI u u u m t S L sin 0+-=+=- 1.10 求題1.10圖所示電路端口的伏安關(guān)系。 解，a

8、 點(diǎn)電位V a =-U s +RI+U ，對a 點(diǎn)應(yīng)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 題1.9圖 題1.10圖 5 其次章 電路的基本分析方法 2.1 求題2.1圖所示電路的等效電阻。 解：標(biāo)出電路中的各結(jié)點(diǎn)，電路可重畫如下： （a ）圖 R ab =8+3|3+4|（7+5）=8+3|（3+3）=8+2=10 (b) (a) (c) (d) 6 7 3 a a a b b b d d c b b (a)(d

9、) (c) (b) b b 4 6 （b ）圖 R ab =7|(4|4+10|10)=7|7=3.5 （c ）圖 R ab =5|4|4+6|(6|6+5)=5|(2+6|8)=5|(2+3.43)=2.6 （d ）圖 R ab =3|(4|4+4)=3|6=2（串聯(lián)的3與6電阻被導(dǎo)線短路） 2.2 用電阻的丫-的等效變換求題2.2圖所示電路的等效電阻。 解：為便利求解，將a 圖中3個6電阻和b 圖中3個2電阻進(jìn)行等效變換，3個三角形連接的6電阻與3個星形連接的2電阻之間可進(jìn)行等效變換，變換后電路如下圖。 （a ） R ab =2+(2+3)|(2+3)=4.5 （b ） R ab =6|(

10、3|6+3|6)=6|4=2.4 2.3 將題2.3圖所示電路化成等效電流源電路。 解：（a ）兩電源相串聯(lián)，先將電流源變換成電壓源，再將兩串聯(lián)的電壓源變換成一個 b a b a (b) (a)題2.2圖 (b) (a) 題2.3 圖 b a b (a) (b) 7 電壓源，結(jié)果再變換成電流源；等效電路為 （b ）圖中與12V 恒壓源并聯(lián)的6電阻可除去（斷開），與5A 恒流源串聯(lián)的9V 電壓源亦可除去（短接）。兩電源相并聯(lián)，先將電壓源變換成電流源，再將兩并聯(lián)的電流源變換成一個電流源，等效電路如下： 2.4 將題2.4圖所示電路化成等效電壓源電路。 解：（a ）與10V 電壓源并聯(lián)的8電阻除去（

11、斷開），將電流源變換成電壓源，再將兩串聯(lián)的電壓源變換成一個電壓源，再變換成電流源，結(jié)果變換成電壓源，等效電路如下： （b ）圖中與12V 恒壓源并聯(lián)的6電阻可除去（斷開），與2A 恒流源串聯(lián)的4亦可除去（短接），等效電路如下： (a) (b) 題2.4圖 a b a a b a b a b a b b b b b 8 2.5 用電源等效變換的方法，求題2.5圖中的電流I 。 解：求電流I 時，與3A 電流源串聯(lián)的最左邊一部分電路可除去（短接），與24V 電壓源并聯(lián)的6電阻可除去（斷開），等效電路如下，電路中總電流為 2 |6336 9+，故 A I 5.02 62 2|6615=+?+= 2.

12、6 用支路電流法求題2.6圖中的I 和U 。 解：對結(jié)點(diǎn)a ，由KCL 得，I 1+2-I=0 對左邊一個網(wǎng)孔，由KVL 得 6I 1+3I=12 對右邊一個網(wǎng)孔，由VKL 得 U+4-3I -21=0 解方程得 I=2.67A, U=6V 2.7用支路電流法求題2.7圖中的電流I 和U 。 解：與10V 電壓源并聯(lián)的電阻可不考慮。設(shè)流過4電阻的電流為I 1，則有 I+I 1=10 U=1I+10=4I 1 解得I=6A ，I 1=4A ，U=16V 題2.5圖 -+ 題2.6圖 b a b a b a b a - + 題2.7圖 9 2.8 用網(wǎng)孔電流法求題2.8圖中的電流I 。 解：設(shè)1A

13、 電流源上電壓為U 1，2A 電流源上電壓為U 2，網(wǎng)孔a 中電流為逆時針方向，I a =I ，網(wǎng)孔b 、c 中電流均為 順時針方向，且I b =1A ，I c =2A ，網(wǎng)孔a 的方程為： 6I+3I b +I c =8 即 6I+31+12=8 解得 I=0.5A 2.9 用網(wǎng)孔電流法求題2.9圖中的電流I 和電壓U 。 解：設(shè)網(wǎng)孔電流如下圖，則I a =3A, I b =I, I c =2A, 網(wǎng)孔b 的方程為 -8I a +15I+4I c =-15 即 -83+15I+42=-15， 解得 A I 151= 8電阻上的電流為 A I I b a 15441513=- =-, V U

14、15 352 15448=?= 2.10 用結(jié)點(diǎn)電壓法求題2.10圖中各支路電流。 解：以結(jié)點(diǎn)C 為參考點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)方程為 5341 )4111(+=-+b a U U ， 25)4 1 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=-=-= 驗算：I 1、I 2、I 3滿足結(jié)點(diǎn)a 、b 的KCL 方程 2.11 用結(jié)點(diǎn)電壓法求題2.11圖所示電路各結(jié)點(diǎn)電壓。 題2.8圖 U +2- 題2.9圖 題2.10圖 10 解：以結(jié)點(diǎn)a ，b ，c 為獨(dú)立結(jié)點(diǎn)，將電壓源變換為電流源，結(jié)點(diǎn)方程為 236 2302121)212131(+ =-+c b a U U U 23621)12121(21-=-+-c b a U U U 2 302)2121(2121-=+-c b a U U