電路分析基礎(chǔ)習(xí)題及答案

1、電路分析基礎(chǔ) 練習(xí)題1-1 在圖題1-1所示電路中。元件微笑、敷衍心痛。A吸收功率30W元件B吸收功率15W元件C產(chǎn)生功率30W分別求出三個(gè)元件中的電2I 2、I 3o5V1-51-61-8I1116 A， I 23 A， I 3在圖題在圖題圖題1-16 A1-5所示電路中，求電流I和電壓121A, U ab 3 10 21-6所示電路中，求電壓 U。30V50V圖題1-6Ub。439vnr1I25VQvI1圖題1-75030 52 U，即有 U 30VRa在圖題 電阻功率:電壓源功率：Pov電流源功率：RaP4V4(12)4W2-7電路如圖題2-7 所示。求電路中的未知量。解 Us 2 61

2、2 V2AUs TReqI2 12 3aI3 P3/Us 12/121aI02 4/3 113/3aR3Req12121Us 1277 137336132-9電路如圖題2-9所示。求電路中的電流 11。從圖中可知,并聯(lián),由分流公式,所以，有解得I12-8解得(b)I2I335115I13I11V()In1AI25I1圖題2-9I10.5aI2I33I1電路如圖題KCL : I1I1(a)2-8所示。已知I1312，求電路中的電阻 R。I260I145 mA,3I21215 mA.456.6 k15由于有短路線,等效電阻為Rab1 /12-12電路如圖題 2-12Rab(1 1/1)/11.5o

3、.5 石所示。求電路60mA圖題2-8I1 2.2kAB間的等效電阻Rab。10(b)(a)圖題2-12解(a)RAB 611611(2 8/8) 10/102 5(b)RAB 4/46/(4/4 10)26/123-4用電源變換的方法求如圖題3-4所示電路中的電流I。6aY420V O12V20vO圖題解3-4(a)圖題3-4圖題解3-4(d)電路通過(guò)電源等效變換如圖題解、(b)、(C)、(d)所示。所以，電流為"I3-60.2 a求如圖題3-6所示電路中的電壓 Uab。并作出可以求 Uab的最簡(jiǎn)單的等效電路。圖題解3-6解U ab5 1 105 V,最簡(jiǎn)單的等效電路如圖題解 3-

4、6 所示3-8 求圖題3-8所示電路中的電流i 。圖題3-8KVL :1 0.9u1u100.1u1由KCL12I1 I26I110a, I24A聯(lián)立解得1/6A3-14求圖題3-14所示電路中電流表的讀數(shù)。（設(shè)電流表的內(nèi)阻為零）J3丁 10V36r 2電路是一個(gè)平衡電橋，電流表的讀數(shù)為0。圖題3-144-2用網(wǎng)孔電流法求如圖題4-2所示電路中的電流lx。先將電流源模型變換成電壓源模型，設(shè)網(wǎng)孔電流如圖所示。列網(wǎng)孔方程解得:l1所以8I14(11I2)1002I23(12I3)4(I8015I33(13I2)2 I1)09.26 a,l22.79A,100V O1415I34-33.98a圖題解

5、4-2Ix I22.79 a用網(wǎng)孔電流法求如圖題 4-3所示電路中的功率損耗。顯然，有一個(gè)超網(wǎng)孔，應(yīng)用 KVL5I115I290 205I115I2110電流源與網(wǎng)孔電流的關(guān)系圖題解4-3解得:電路中各元件的功率為Bov 2010200WF90V90 4360 WP6A (20 5 10) 622180W P電阻 102 5 42 15 740W顯然，功率平衡。電路中的損耗功率為740W。4-10用節(jié)點(diǎn)電壓法求如圖題4-10所示電路中的電壓U0。解只需列兩個(gè)節(jié)點(diǎn)方程151840401 丄550U110U110 11 18 10U210 2U 40解得U150V, U280V所以U0504010

6、v4-13電路如圖題4-13所示，求電路中開關(guān)和閉合時(shí)的電壓U。由彌爾曼定理求解開關(guān)S打開時(shí):300/40 300/201/40 1/20開關(guān)S閉合時(shí)U 300/401040VS打開100V300/20 100/1014.2857V1/40 1/201/105-4用疊加定理求如圖題5-4所示電路中的電壓解應(yīng)用疊加定理可求得10V電壓源單獨(dú)作用時(shí):U U6 U415105A電流源單獨(dú)作用時(shí):電壓為25 V65(3212126)300V100V40k20k300V圖題解4-13圖題5-4U 5(4/8 6/2)U U U 壟 12525V6 65-8 圖題5-8所示無(wú)源網(wǎng)絡(luò)N外接US=2V,Is=

7、2A時(shí)，響應(yīng)I =10A。當(dāng)U=2V,I s=OA時(shí)，響應(yīng)I =5A?，F(xiàn)若US=4V,I s=2A時(shí)，則響應(yīng)I為多少？解根據(jù)疊加定理：I = KIJS+ h2IsUS=2A.I S =0A 時(shí)Us()©IsRThR0 12/8 4.8I =5A K1=5/2US=2V.I S =2A 時(shí)I =10A屜=5/2圖題5-8US=4V.I S=2A 時(shí)響應(yīng)為I =5/2 X 4+5/2 X 2=15A5-10解求如圖題5-10所示電路的戴維南等效電路。 用疊加定理求戴維南電壓UTh 13 6 1716v9戴維南等效電阻為RTh6/35-16用諾頓定理求圖題5-16示電路中的電流I O解 短

8、路電流lsC=120/40=3A等效電阻R)=80/80/40/60/30=10I 103 1A10 20205-18電路如圖題5-18所示。求解 用戴維南定理有，開路電壓：FL為何值時(shí)，F(xiàn)L消耗的功率最大？最大功率為多少?UTh Uoc 36 8 1.548v戴維南等效電阻為所以，R.=F0 =時(shí)，R-可獲得最大功率,其最大功率為PL max旦 120W4R04 4.85-20 如圖題5-20所示電路中，電阻解：先將F-移去，求戴維南等效電阻F0 =(2+R)/4由最大傳輸定理:Rl R。2用疊加定理求開路電壓:U OC由最大傳輸定理:0.5UsR=? U sP-maxU1C4R0Uoc 6

9、 8 0.5Us4.5W, Uoc6V6,故有 U =16V6-1 參見圖題6-1 : (a)畫出0t 60ms時(shí)u-隨時(shí)間變化的曲線；(b)求電感吸收功率達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻；(C)求電感提供最大功率時(shí)的時(shí)刻;(d)求 t40 ms時(shí)電感貯存的能量。圖題6-110050100q/V10 20304050 60sI圖題解6-1解(a)u-di|L的波形如圖題解6-1dt所示。(b)u-i-, P 0吸收功率，吸收功率達(dá)到最大時(shí)的時(shí)刻為t 40 ms。(c)0提供功率，提供最大功率時(shí)的時(shí)刻為t 20 ,40 ms。(d)40 ms時(shí)電感貯存的能量:wL 0.5 0.2 252.5 J6-5如圖題6-

10、5所示電路原已穩(wěn)定，t =0時(shí)將開關(guān)S打開，求i(0 )及u(0 )。i L (0 ) iL (0 ) =2/5 X 6=Uc(O ) Uc(O ) =x 3=1圖題6-5畫出初態(tài)等效電路如圖題解6-56-7求：(b)(C)(d)6-8+，,i(0)7.2V O u(0 )2.4Ar圖題解6-5所示,用疊加定理得：i(0 )7.232.44A；2u(0) 37.2(323) 2.4 4V在圖題6-7的電路中,電壓和電流的表達(dá)式是u 400e 5t V, ti 10e 5t A，tR； (b)； (c) L;(a) 由歐姆定律40(d)電感的初始貯能。時(shí)間常數(shù)為1/5S求L：R 401-,即有L

11、58H。圖題6-7電感的初始貯能wL1Li(0)21 8L22圖題6-8所示電路中，開關(guān)100 400JS斷開前電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)，t 0時(shí)S斷開，求電流i。初始值 i(0 )i(0 )2a終值 i( )0時(shí)間常數(shù)：伏安關(guān)系法20V O0.5u10 S1h3 u10U 10IR UILR0.5U10 cc 200.51s200.5U10I所以，電流為i 2e 201A 106-9 如圖題6-9所示電路中，換路前電路已處于穩(wěn)態(tài),1=0時(shí)開關(guān)閉合，求 uc(t)、i c(t)，并畫出它們的波形。)=-5V解：初始值：uc(0+)=uc(0-)=10V,穩(wěn)態(tài)值:Uc(時(shí)間常數(shù):=RC=101=10s;故有

12、Uc(t)5 15e0-11v波形如圖題解6-9所示。iC(t)1.5e0-11A6-11 圖題6-11所示電路原已穩(wěn)定,=0時(shí)斷開開關(guān)S后，求電壓u(t)。解：電感中的電流iL(O ) iL(O )0t 0時(shí)，電感元件相當(dāng)于開路，故有u(0 )(100 300) 10 10 34 V穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感元件相當(dāng)于短路，故有圖題6-11U()(100 器 10 10 3 2-2V時(shí)間常數(shù):R0200300500L 1sR。500所以,5001u(t) 2.2(4 2.2) e2.2 1.8e 5001 V 106-13 如圖題6-13所示電路中,開關(guān)S打開前電路已穩(wěn)定，求S打開后的ii(t)、i L(

13、t)。解：初始值：Uc(0 +)= UC(0-)=20V,iL(O +)=i L(0-)=1A;i i(0 +)=(40-20)/20=1A穩(wěn)態(tài)值:iL( )=0;i1()=0時(shí)間常數(shù):i=RC=20=2s;2=L/ R=20=故有ii(t)0'5t AiL6-15/x100t .iL(t) e A如圖題6-15所示電路原已達(dá)穩(wěn)態(tài)。開關(guān)S在t =0時(shí)閉合。求電容電壓 Uc的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及全響應(yīng)。解初始值：uC(0 ) uC(0 ) 3V ；穩(wěn)態(tài)值：Uc()2 3時(shí)間常數(shù)：R0C2零輸入響應(yīng):Ucx(t)3e零狀態(tài)響應(yīng):Ucf (t)5(1全響應(yīng)：Uc(t)55V2 4s0-2

14、5tVte0-25t)V2 e 0'25tV8-1(b)(c)(b)(c)8-31A3I 2F =UcT圖題6-15C)9V求下列各對(duì)正弦波的相位差，并判斷各對(duì)正弦波的超前與滯后。6cos(2 50t9 )和 6cos(2 50tcos(t 100 )和 sin(t 100 )；sin(t 13 )和 sin(t 90 )。(a) 6cos(250t9 )6 cos(2相位差為917116250t 171 )，前者超前后者162sin(t 100相位差為相位差為已知電流相量I (5 j3)sin(t 80 )cos(t 10 )100 1090，前者滯后后者90139077，前者超前后

15、者90(5 j 3) A,頻率 f 50 Hz,求 t5.83 30.96 A,時(shí)域表達(dá)式為i5.83寸2cos(2 ft 30.96 ) A0.01s時(shí)電流的瞬時(shí)值。t 0.01s 時(shí)，i(0.01)5.82 cos(1000.01 30.96 )7.07 a8-6 某元件上的電壓為 u65cos(314t30 ) V,電流為i10sin(314t30 )A。判斷該元件是什么類型的元件,并計(jì)算它的值。解電壓和電流的相量為Um 65150 V,i 10si n(314t元件的阻抗為 Z bIm30 )6510cos(314t60 )150 c 廠cc6.590 10 60Im 1060 A顯然

16、，該元件是電容元件。由6.5，則電容值為8-8二端無(wú)源網(wǎng)絡(luò)N如圖題8-8所示，已知:u 300cos(5000 t求N的阻抗，并畫出最簡(jiǎn)等效電路。解電壓和電流的相量為 UmN的阻抗為即 R= , Lj6.578 )V, i 6sin(5000 t300 78 V, Im 6Z Um 300 78 匚35 355一一 0.0023Ho畫出最簡(jiǎn)等效電路如圖題解6 3350 4535.3555000圖題8- 8123 )A。33 Aj35.3558-8所示。i 35.3552.3mH圖題解8- 88-9在如圖題8-9所示的正弦穩(wěn)態(tài)電路中，已知Us200/2COS(314t60)V,電流表A的讀數(shù)為2A。電壓表 VV2的讀數(shù)均為 200V。求R、Xl和Xc 。解根據(jù)題意，可得UCXc T根據(jù)阻抗三角形，有型1002UsO©L_|一jXc©JXl解得:R2 x2R2 (XlR = 501002Xc)21002,Xl=50圖題8-98-14計(jì)算圖題8-14所示兩電路的阻抗Z ab和導(dǎo)納Yab 。Aoj1±A十±1j1BqBo解(a) ZabYab(a)j1(1j1)圖題8-14j(1 j)j1j1(b)Zab 18-17Uab8-19XlXc1/(145j1)1.6125在如圖題8-17由分壓公式:3 j4(322053.1