電路原理部分習(xí)題解答

1、部分習(xí)題解答第一章部分習(xí)題1-1在題圖1-1中,已知i=2+t A，且t=0時，試求=？電場儲能WC=？(其中C=1uF )題圖1-1解：1-2題圖1-2是一個簡化的晶體管電路，求電壓放大倍數(shù)，再求電源發(fā)出的功率和負(fù)載吸收的功率。題圖1-2解：，電源發(fā)出的功率：負(fù)載吸收的功率：1-4題圖1-4電路中，=0.5A，=1A，控制系數(shù)r=10，電阻R=50。方框內(nèi)為任意電路(設(shè)不短路)，試求電流I ？題圖1-4解：，15電路各參數(shù)如題圖1-5所示，試求電流I為多少？題圖1-5解：如圖，共有3個節(jié)點，6條支路，由KCL得：由得：，節(jié)點，解得：，1-15在題圖1-15所示電路中，已知電流源2A，1A，R

2、=5，1，2，試求電流I、電壓U及電流源的端電壓和各為多少？題圖1-15解：由：1-16題圖1-16所示電路中，電壓源分別為6V，=8V，R=7，試求電流I。題圖1-16解：， 1-17如題圖1-17所示電路中，發(fā)出功率為36W，電阻消耗的功率為18W，試求、的值。題圖1-17解： ，1-18題圖1-18所示電路中，電壓源E=12V，電流源100mA，電壓控制電壓源的控制系數(shù)1，20，100，試求和電流源發(fā)出的功率。題圖1-18解：，1-19題圖1-19所示電路中，電壓源E=20V，電阻10，R=50，控制系數(shù)  5，試求I和。題圖1-19解：，第二章部分習(xí)題2-1、題圖2

3、1所示電路中，給定=1，=2,=3,=4,5A,=6A,試用回路電流法求各支路電流。題圖21解：以R1 , R3 , R4所在支路為樹，各支路電流：，2-2、題圖2-2電路中，已知=2,=1,=3,=4,=6A,=1A,以,支路為樹，試求連支電流和。題圖2-2 解：2-4、在題圖24所示電路中，已知2，3，4，5，2，=4V，試用網(wǎng)孔電流法求和 。題圖24解：列寫網(wǎng)孔電流方程：，代入數(shù)據(jù)解得：2-5、 電路如題圖25所示，已知4，5，6，7A,=8A,=9A,試用網(wǎng)孔電流法求各支路電流。題圖25解：列寫中間網(wǎng)孔電流方程：2-7、 在題圖2-7所示電路中，已知：10，5，12，4，10

4、V，=5/6A，試求節(jié)點電壓、。題圖2-7解：列出節(jié)點電壓方程。解得：2-8、 以d為參考節(jié)點列寫題圖2-8所示電路的節(jié)點電壓方程（無需求解）。題圖2-8解：列寫節(jié)點電壓方程：輔助方程：2-17、 題圖2-17所示電路方框內(nèi)為任意線性有源電路。已知5V，1A，U=15V，若將極性反一下，則U=25V；若將極性和的方向都反一下，則U=5V，試問若將的方向反一下，U為多少？題圖2-17解：由線性疊加定理得                  由解得：當(dāng)

5、時：2-18、在題圖218所示電路中，P為無獨立源的電阻網(wǎng)絡(luò)（可以含受控源），設(shè)ES1V、IS0A,，測量得I=4A。問ES3V、IS0A時，I為多少？題圖218解：由線性定理當(dāng)時，I=4A。所以g4當(dāng)時，2-21、題圖221所示電路中，已知=10V，=7V，4V，5，=7，20，=42，2，試求它的戴維南等效電路。題圖221解：求開路電壓：，2-25、在題圖225所示電路中，已知20，g0.0375 S，0.5，10V，1A，試求諾頓等效電路。題圖225解：以為參考節(jié)點，對左圖列節(jié)點電壓方程：解得：對于右圖，有：第四章部分習(xí)題4-1有一RLC串聯(lián)電路，已知，L=10mH，求該電路的諧振角頻率

6、、特性阻抗和品質(zhì)因數(shù)。當(dāng)外加電壓有效值為24V時，求諧振電流、電感和電容上的電壓值。Ans:  4-2 有一RLC并聯(lián)電路，已知，L=4mH，求并聯(lián)電路諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)。若外接電流源有效值為2A，求諧振時電阻、電感及電容上的電流值。Ans:   4-3   圖4-3所示電路，已知，求該串聯(lián)電路的諧振頻率，特性阻抗和電路的品質(zhì)因數(shù)Q。圖4-3解：電路的諧振角頻率諧振頻率：特性阻抗：品質(zhì)因數(shù)：例4-4  為了測量線圈的電阻R和電感L，可將線圈與一可調(diào)電容C并聯(lián)，在端部加一高頻電壓源Us來加以測量，如圖4-1-7所示。已知電源源Us的電壓

7、為50V，角頻率，當(dāng)調(diào)節(jié)電容值到時，電流表測得的電流值最小，電流為1A。求線圈電阻R和電感L的值。圖4-4解：并聯(lián)電路的導(dǎo)納為：入端電流：在調(diào)節(jié)電容C時導(dǎo)納的實部不變，由式可見，當(dāng)調(diào)節(jié)電容使時入端電流有最小值，于是有即：此時：可知線圈導(dǎo)納：線圈阻抗：得到線圈電阻：線圈電感：例4-5   圖4-5所示的空載變壓器，已知一次側(cè)的，二次側(cè)的，兩繞組間互感。一次側(cè)接電壓源，二次側(cè)的負(fù)載。求一次側(cè)電流I1，電壓源輸入到變壓器的功率，變壓器輸出到負(fù)載的功率及變壓器傳輸效率。解：設(shè)電流電壓參考方向如圖4-5所示，二次側(cè)電路的總電阻和總電抗分別為歸算到一次側(cè)的阻抗空心變壓器一次側(cè)的入端阻抗

8、為已知，則一次電流為二次電流電源輸入變壓器的功率為變壓器輸出到負(fù)載的功率為變壓器傳輸功率4-5圖例4-6  電路如圖4-6所示，已知，,，試求各支路電流。圖4-6解：選擇網(wǎng)孔回路并取和為回路電流變量。列寫網(wǎng)孔回路電壓方程，式中，與分別代表了由耦合產(chǎn)生的電壓值。代入數(shù)據(jù)得解得：例4-7   試列出圖4-7所示電路的回路電流方程式。解：選用網(wǎng)孔回路列電壓方程，取與為回路電流變量，逐一寫出各個元件的電壓表達(dá)式：經(jīng)整理可得：圖4-74-8 為測量二線圈之間的互感，先把二個線圈順向串聯(lián)連接，外加220V、50Hz電壓源，測得電流值I=2.5A，功率P=62.5W，然后把線圈

9、反向串聯(lián)連接，接在同一電源上，測得功率P=250W，試求此線圈互感值M。ans:   M=35.5mH4-9   電路如圖4-9a所示，求ab端的入端阻抗。解：圖4-9a所示電路包含有互感耦合支路，同名端連接在一起。去耦后電路轉(zhuǎn)化為圖4-9b，此時可直接寫出其入端阻抗 圖4-94-10  設(shè)信號源的開路電壓為3V，內(nèi)阻，負(fù)載電阻為，欲使負(fù)載獲得最大功率，可在信號源輸出與負(fù)載之間接入一理想變壓器。求此變壓器一次側(cè)與二次側(cè)的匝數(shù)比以及負(fù)載上的電壓和電流值。解：由于理想變壓器不消耗能量，因此供給變壓器一次側(cè)的功率等于負(fù)載吸收的功率，當(dāng)理想變壓器入端電

10、阻，變壓器吸收最大功率。根據(jù)阻抗變換式有即理想變壓器匝數(shù)比時，負(fù)載可獲得最大功率。此時，變壓器一次側(cè)的電流為通過負(fù)載的電流為：負(fù)載端電壓：4-11   圖4-11a為由兩組對稱三相電源供電的三相電路。已知，試求負(fù)載上的相電壓與相電流。圖4-11解：為畫出單相圖，需將形聯(lián)結(jié)的電源與形聯(lián)結(jié)的負(fù)載轉(zhuǎn)換為Y形聯(lián)結(jié)，如圖4-11b。由Y轉(zhuǎn)換的相電壓線電壓關(guān)系，可知形聯(lián)結(jié)的電源等效轉(zhuǎn)換為Y形聯(lián)結(jié)的相電勢為：由形聯(lián)結(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)換為Y形聯(lián)結(jié)后其等效阻抗為：即：取A相電路，并把各中性點聯(lián)結(jié)，則得到如圖4-11c所示的單相圖。設(shè)N為參考點，則列節(jié)點方程為：則：此為Y形聯(lián)結(jié)的相電流，也為線電流值。則

11、形聯(lián)結(jié)的實際相電流為相電壓為：由對稱性可寫出各相電壓電流值為，4-12  圖4-12是相序指示電路，用來判別三相電路中的各相相序。它是由一個電容和二個燈泡（相當(dāng)于電阻R）組成的Y形聯(lián)結(jié)電路。已知，且三相電源對稱，試求燈泡兩端的電壓。解：計算中性點之間的電壓，設(shè)，則B相燈泡兩端電壓為：其有效值為：C相燈泡兩端電壓：其有效值為：可見B相燈泡電壓要高于C相燈泡，B相燈泡要比C相燈泡亮得多。由此可判斷：若接電容的一相為A相，則燈泡較亮的為B相，較暗的一相為C相。圖4-4-24-13   一對稱三相負(fù)載，每相負(fù)載為純電阻，接入線電壓為的電網(wǎng)。問：（1）當(dāng)負(fù)載為Y形聯(lián)結(jié)時，從

12、電網(wǎng)吸收多少功率？（2）當(dāng)負(fù)載為形聯(lián)結(jié)時，從電網(wǎng)吸收多少功率？解：（1）當(dāng)負(fù)載為Y形聯(lián)結(jié)時，負(fù)載相電壓：負(fù)載相電流：由于為純電阻負(fù)載，故，得三相負(fù)載功率為：（2）負(fù)載為形聯(lián)結(jié)時，負(fù)載相電壓：負(fù)載相電流：負(fù)載線電流為：三相負(fù)載功率為：例4-14  圖4-14為一對稱三相電路，負(fù)載形聯(lián)結(jié)，三相對稱電壓源的線電壓有效值為Ul。試證明圖中二個瓦特計的讀數(shù)之和等于負(fù)載三相有功功率。解：設(shè)線電壓值為：，則可知：各相電流為：，圖4-14線電流為：，瓦特表W1中的功率讀數(shù)為：瓦特表W2中的功率讀數(shù)為：兩瓦特計讀數(shù)之和：可見二瓦特計讀數(shù)之和為對稱三相負(fù)載的有功功率。第五章部分習(xí)題5-2 試用二種方法確

13、定題圖5-2所示雙口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)矩陣（角頻率為）。題5-2圖解：（1）由圖可得方程，可知：（2）按定義可分別求出即：5-4 題圖5-4所示雙口網(wǎng)絡(luò)，試求當(dāng)角頻率為時的Y參數(shù)矩陣。題5-4圖解: 由圖可得方程：即：5-10 題圖5-10所示雙口網(wǎng)絡(luò)，試求其接在工頻電路中的T參數(shù)矩陣。題5-10圖解：當(dāng)時：，當(dāng)時：=，5-11 題圖5-11所示無源雙口網(wǎng)絡(luò)P的傳輸參數(shù)。試求R=？時，R吸收最大功率。若，求R吸收的最大功率及此時輸出功率。題5-11圖解：由題可得：將2 2端進(jìn)行戴維南等效當(dāng)時，可得開路電壓，當(dāng)時，可得短路電流， 可得等效電阻為：當(dāng)時  R吸收的功率最大，此時=1.8，WAW

14、5-21 題圖5-21所示理想運算放大器電路，角頻率為，求輸入阻抗。題5-21圖解: 可知：可得：5-22 題圖5-22所示具有二個理想運算放大器的電路，已知開路，求。題5-22圖解：可得下列方程：，   由上述方程可得：5-25 試求題圖5-25所示雙口網(wǎng)絡(luò)的T參數(shù)矩陣，設(shè)回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)電導(dǎo) ，理想變壓器的變比為0.5：1。  題5-25圖解：可得方程：，由上述方程可得：，第八章部分習(xí)題8-1  題圖8-1所示電路中已知、,開關(guān)合上以前電容來充過電.時，合上，計算時，及。題圖8-1解：合上，時：又：8-2  給定電路如題圖8-2所示，時合上，計

15、算時及的值。題圖8-2解：時：時：8-3 題圖8-3所示電路中，已知，閉合前電路處于穩(wěn)態(tài)，時閉合，試求及。題圖8-3解：由換路定則：K閉合后， 有：8-4  在題圖8-4所示電路中，參數(shù)為。的，直流電源，電容上無初始電荷。當(dāng)時，閉合。求、。題圖8-4解：開關(guān)合上后，LC端口以左作戴維南等效求得：8-5在題圖8-5所示電路中，問閉合后和各的多少？題圖8-5解：解得：8-8 在題圖8-8所示電路中，閉合前電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)，時閉合，求：時的其中。題圖8-8解： 未閉合時穩(wěn)態(tài)時：  由三要素公式：8-10  電容，經(jīng)過一電阻放電，放電過程結(jié)束時電阻消耗的能量為，若在放電開始后

16、時，電容放出的能量它開始時儲存能量的一半，試問放電前電容的端電壓是多少？所接電阻之值是多少？解：，放電結(jié)束時電阻消耗的能量為8-11 題圖8-10電路中，求開關(guān)合上后和。題圖8-11解：列方程：，有：解得：8-14 題圖8-13所示電路中，已知，開關(guān)閉合已久，試求打開后其兩端的電壓與。題圖8-13解：打開前，打開后， ，即：8-15電路如題圖8-14所示，已知：  ，時開關(guān)閉合，試求。題圖8-14解：第九章部分習(xí)題9-1 求下列象函數(shù)的原函數(shù)。（1）          

17、60;          （2）（3）                     （4）解：（1）（2）（3） （4） 9-2 題圖9-1所示電路，電容上初始電壓均為零。試求開關(guān)閉合后及（用運算法求解）。題圖9-1解：畫出頻域模型       

18、; 9-3 題圖9-2所示電路中參數(shù)已標(biāo)明，時開關(guān)合上，求的零狀態(tài)響應(yīng)。題圖9-2解：解畫出頻域模型 9-4 題圖9-3所示電路，已知，用運算法計算。題圖9-3解：畫出頻域模型令：計算后取虛部得：9-5題圖9-4所示電路中，試求。題圖9-4解：畫出頻域模型：列出節(jié)點電壓方程：代入數(shù)據(jù)得：解得：9-6 題圖9-5所示電路中，已知，原電路已處于穩(wěn)態(tài)，時閉合開關(guān)。求：（1）作運算電路圖（2）求的運算電壓（3）求。題圖9-5解：（1）作出運算電路 ， （2）.(3). 解得：9-7 電路如題圖9-6所示，已知：，求。題圖9-6解： ， 畫出電路的頻域模型由節(jié)點電壓法：9-8 在題圖

19、9-7所示電路中，已知。原電路已處于穩(wěn)態(tài)，今在時間閉合，試作運算電路圖，并求的運算電壓。題圖9-7解：時，作出運算電路圖：9-9 已知網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，試求沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)r(t) 。解：9-10在題圖9-8所示電路中，設(shè)為輸入，為輸出，試求網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(s)，并作零極點圖。題圖9-8解： ，無零點，兩個極點為。第十章部分習(xí)題10-1  某三相傳輸線長300km，略去不計，求線的特性阻抗和傳播系數(shù)。解：單位長度的串聯(lián)阻抗為：單位長度的并聯(lián)導(dǎo)納為：特性阻抗：傳播系數(shù)：10-2  上題，已知負(fù)載端線電壓為，吸收功率100MW，功率因數(shù)（感性），求輸入端的線電壓、電流、輸入功率和傳輸效率。解：取終端線電壓作為參考相量，即，則終端相電流為：，所以：始端相電壓為：始端相電流為：始端線電壓幅值為kV，始端線電流為366.0A，始端功率P1為：傳輸效率：10-9  在MHz的高頻無損線路中，為了得到的電容，利用短于的開路線來代替，設(shè)波速是光速，特性阻抗，求線的長度。解：無損開路線入端阻抗為：即：得：10-12 題圖中無損線的特性阻抗，終端負(fù)載，為使負(fù)載