電路分析基礎(chǔ)習(xí)題答案公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

＋－15V20101025＋－ui4-1求圖題4-1所表示單口網(wǎng)絡(luò)VCR。列節(jié)點(diǎn)方程求解解u1u2則得4-2試用外施電源法求圖題4-2所表示含源單口網(wǎng)絡(luò)VCR，并繪出伏安特征曲線。解得＋－i620V35A＋－ui/Au/VO50－50/9RoRLi1i14-3試求圖題4-3所表示電路VCR。設(shè)端口電壓和端口電流如圖所表示解＋u－i4-4在圖題4-4電路中已知NVCR為5u=4i+5。試求電路中各支路電流。i－＋u＋－5V1N23解求方框內(nèi)電路與N接口處VCR。列節(jié)點(diǎn)方程解方程組得得則可得：i3i2i4i14-4在圖題4-4電路中已知NVCR為5u=4i+5。試求電路中各支路電流。i－＋u＋－5V1N239A61111117＋－uO4-5試設(shè)法利用置換定理求解圖題4-5所表示電路中電壓uO。何處劃分為好？置換時(shí)用電壓源還是電流源為好?對(duì)N1網(wǎng)絡(luò)解U1i得對(duì)N2網(wǎng)絡(luò)得＋－uN1N2把N1網(wǎng)絡(luò)用電流為3A理想電流源替換解3A1111＋－uON1N24-5試設(shè)法利用置換定理求解圖題4-5所表示電路中電壓uO。何處劃分為好？置換時(shí)用電壓源還是電流源為好?9A61111117＋－uOU1i＋－uN1N24-6電路如圖題4-6(a)所表示，uS=12V，R=2k，網(wǎng)絡(luò)NVCR如圖題4-6(b)所表示，求u和i，并求流過(guò)兩線性電阻電流。＋－u＋－uSiRRN左邊網(wǎng)絡(luò)端口伏安關(guān)系為：解(a)i/mAu/V6421369115478121035(b)可畫(huà)出其伏安特征曲線，如圖(b)所表示則端口電壓和電流為:4-6電路如圖題4-6(a)所表示，uS=12V，R=2k，網(wǎng)絡(luò)NVCR如圖題4-6(b)所表示，求u和i，并求流過(guò)兩線性電阻電流。＋－u＋－uSiRRN解(a)把右邊網(wǎng)絡(luò)N用一個(gè)理想電壓源替換，如圖(c)所表示＋－4V＋－uSiRR(c)i1i24-7試用習(xí)題4-1、4-2、4-3所得結(jié)果，繪出圖題4-1、4-2、4-3所表示三個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)等效電路。試對(duì)上述三種情況等效電路做出結(jié)論。＋－u＋－11.25Vi12.5＋－u＋－50Vi9＋－ui(1+)RL解4-14-24-3對(duì)伏安關(guān)系，里面k表示與電壓源串聯(lián)電阻值，m表示電壓源大小，假如m=0，則電路只等效成一個(gè)電阻元件。4-8對(duì)于含有一個(gè)受控源單口電阻網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)用下述方法去求輸入電阻Ri是很簡(jiǎn)便。其方法為：（1）先設(shè)x=1，x為受控源控制量；（2）利用KCL及KVL設(shè)法算得u及i；（3）依據(jù)u=Rii算得Ri。試用這一方法求解練習(xí)題4-6。i1＋－u＋－u(a)解(a)假設(shè)u=1V4-8對(duì)于含有一個(gè)受控源單口電阻網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)用下述方法去求輸入電阻Ri是很簡(jiǎn)便。其方法為：（1）先設(shè)x=1，x為受控源控制量；（2）利用KCL及KVL設(shè)法算得u及i；（3）依據(jù)u=Rii算得Ri。試用這一方法求解練習(xí)題4-6。i1＋－u＋－u2(b)解(b)假設(shè)u=1V4-8對(duì)于含有一個(gè)受控源單口電阻網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)用下述方法去求輸入電阻Ri是很簡(jiǎn)便。其方法為：（1）先設(shè)x=1，x為受控源控制量；（2）利用KCL及KVL設(shè)法算得u及i；（3）依據(jù)u=Rii算得Ri。試用這一方法求解練習(xí)題4-6。解(c)假設(shè)i1=1Ai＋－uri14＋－2(c)i14-9求圖題4-7所表示電路輸入電阻Ri。已知=0.99。I1Ri2510010k100kI1在圖上標(biāo)出參考方向解＋－UI24-10對(duì)圖題4-8(a)所含無(wú)伴電壓源電路，試證實(shí)圖題4-8(b)所含有伴電壓源電路與它是等效。R1R2＋－uS1423i1i2(a)R1R2－uS1423i1i2＋－uS＋(b)解圖(a)中圖(b)中所以圖(a)與圖(b)等效。4-11R-2R電阻陣列組件如第章圖題3-18(a)所表示，怎樣聯(lián)接端鈕以得到R/2、2R/3、R、8R/3，5R/3、2R、3R及4R等效電阻？2R2RR解2R2RRab（1）R/2（2）2R/32R2RRab（2）2R/3ab2R2RR4-11R-2R電阻陣列組件如第章圖題3-18(a)所表示，怎樣聯(lián)接端鈕以得到R/2、2R/3、R、8R/3，5R/3、2R、3R及4R等效電阻？2R2RR（3）Rab2R2RR（4）8R/3ab2R2RRab（6）2R2R2RRab（6）2R2R2RR2R2RR4-11R-2R電阻陣列組件如第章圖題3-18(a)所表示，怎樣聯(lián)接端鈕以得到R/2、2R/3、R、8R/3，5R/3、2R、3R及4R等效電阻？2R2RR2R2RRab（5）5R/3（7）3Rab2R2RR（7）3Rab2R2RR2R2RR（8）4Rab2R2RR4-11R-2R電阻陣列組件如第章圖題3-18(a)所表示，怎樣聯(lián)接端鈕以得到R/2、2R/3、R、8R/3，5R/3、2R、3R及4R等效電阻？4-12試證實(shí)：（1）各串聯(lián)電阻消耗功率總和等于其等效電阻所消耗功率。…R1R2RniReqi串聯(lián)電阻消耗功率總和為：解4-12試證實(shí)：（2）各并聯(lián)電導(dǎo)消耗功率總和等于其等效電導(dǎo)所消耗功率?！璆1G2Gni1i2inu…iGeq＋－ui并聯(lián)電導(dǎo)消耗功率總和為：解4-13求圖題4-9所表示各電路等效電路。i1ab＋－u1＋－u2（a）i2ab＋－u1（b）i1ab＋－u2abi2i2ab（c）i1＋－u1i2－

i1ab4-14試求圖題4-10所表示各電路等效電路。3V＋－＋－ad2V－1Vbc＋－1V＋－－5V（a）＋－因?yàn)閮牲c(diǎn)之間電壓與路徑無(wú)關(guān)，則解＋－－4Vda4-14試求圖題4-10所表示各電路等效電路。（b）ab1A4A2A－1A5Ai解8Aba4-14試求圖題4-10所表示各電路等效電路。(3+t)V＋－＋－＋－＋＋－－ab(7+t)V4V－4V(－3－t)V（c）解baa、b之間相當(dāng)于導(dǎo)線相連接。4-15對(duì)一個(gè)實(shí)際電源，在其端電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向下，測(cè)得它們間關(guān)系以下表所表示：u/V121110740i/A0510203040（1）繪出u-i特征。解u/Vi/A121074510203040（2）建立適合用于0≤i≤10A范圍內(nèi)電路模型。解在0≤i≤10A范圍內(nèi)，3個(gè)采樣點(diǎn)在一條直線上，設(shè)把表中數(shù)據(jù)代入式子中解得即＋－12Vi0.2＋－u4-15對(duì)一個(gè)實(shí)際電源，在其端電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向下，測(cè)得它們間關(guān)系以下表所表示：u/V121110740i/A0510203040（3）使用這一模型，預(yù)計(jì)流入接于該電源兩端5.8電阻中電流。（4）使用這一模型預(yù)計(jì)電源短路電流是多少？（5）實(shí)際短路電流是多少？4-15對(duì)一個(gè)實(shí)際電源，在其端電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向下，測(cè)得它們間關(guān)系以下表所表示：＋－12Vi0.25.8解＋－12ViSC0.2解由表中能夠得出，實(shí)際短路電流是40A。解（6）為何（4）、（5）不一致？4-15對(duì)一個(gè)實(shí)際電源，在其端電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向下，測(cè)得它們間關(guān)系以下表所表示：u/V121110740i/A0510203040對(duì)于實(shí)際電源都是有內(nèi)阻，伴隨電流升高，因?yàn)榘l(fā)燒功率增加，電阻都會(huì)有所升高，從而造成電流值下降。解＋120V－120V－100V30k20ka60kUOC＋－4-16用戴維南定理求圖題4-11電路中流過(guò)20k電阻電流及a點(diǎn)電位Ua。對(duì)左邊進(jìn)行戴維南變換解則流過(guò)20k電阻電流為：－＋－＋－100V20k20k－40Via4-17圖題4-12所表示電路中，4個(gè)電阻均改為1，電源電壓改為10V，試求ab端等效電路。試就原電路圖及等效電路圖，比較以下各項(xiàng)：（1）兩種情況電阻R4功率；（2）兩種情況電路中產(chǎn)生功率；（3）兩種情況時(shí)ab端左側(cè)部分損耗功率。解戴維南等效電阻為－＋UOC－＋10Vab（a）1111－＋5V1.5（b）1a＋10VR3R1R2R4b（1）電阻R4功率圖（a）計(jì)算得到功率圖（b）計(jì)算得到功率（2）電路中產(chǎn)生功率圖（a）中產(chǎn)生功率圖（b）中產(chǎn)生功率－＋10Vab（a）1111－＋5V1.5（b）1（3）兩種情況時(shí)ab端左側(cè)部分損耗功率圖（a）中左側(cè)部分損耗功率圖（b）中左側(cè)部分損耗功率－＋10Vab（a）1111－＋5V1.5（b）14-18圖題4-12所表示電路中，若電源電壓改為100V，R1=10，R4=5，R2=R3=R，問(wèn)R為何值時(shí)，電阻R4電壓為最大？列方程解電阻R4電壓為：得a＋100VR3R1R2R4b－＋UOC依據(jù)VCR特征曲線，可寫(xiě)出其u、i關(guān)系表示式為：解4-19測(cè)得某單口網(wǎng)絡(luò)在關(guān)聯(lián)參考方向下VCR如圖題4-13所表示，試求它戴維南等效電路。iuO20V－4A則：可畫(huà)出其戴維南等效電路＋－520V4-20試用戴維南定理求解例4-2。＋－uSiR1R2αiiSR3＋－uOC解開(kāi)路時(shí)，i=0iR1R2αiR3＋－u＋－RouOC＋－ui端口伏安關(guān)系為4-21解設(shè)原電路戴維南等效電路與電壓表連接電路如圖所表示＋－RoRLUOC＋－U可得則實(shí)際電壓為90V。4-22在分析含理想二極管電路時(shí)，需先確定二極管是否導(dǎo)通，利用戴維南定理可很方便地處理這一問(wèn)題。理想二極管導(dǎo)通時(shí)，其電阻可視為零；當(dāng)截止時(shí)，其電阻可視為無(wú)限大。設(shè)含理想二極管電路如圖題4-14所表示，試求電流i。＋36V×12k18k＋12V－18Vi6kab判斷二極管是否導(dǎo)通，可先把二極管斷開(kāi)，假如二極管陽(yáng)極電位比二極管陰極電位高，則二極管導(dǎo)通，不然二極管截止。解斷開(kāi)二極管，則二極管陽(yáng)極電位為二極管陰極電位為可知?jiǎng)t二極管截止，二極管相當(dāng)于開(kāi)路。則4-23電路如圖題4-15所表示，已知非線性元件AVCR為u=i2，試求u，i和i1。i1＋－2V112A2Ai＋－ui1＋－2V1122A＋－uOC對(duì)元件A以外電路進(jìn)行戴維南變換解解得等效電阻Ro為4-23電路如圖題4-15所表示，已知非線性元件AVCR為u=i2，試求u，i和i1。＋－2V1Ai＋－u畫(huà)出戴維南等效電路依據(jù)已知條件i1＋－2V112A2Ai＋－u由圖可得則或4-23電路如圖題4-15所表示，已知非線性元件AVCR為u=i2，試求u，i和i1。（1）當(dāng)i=1A時(shí)i1＋－2V112A2Ai＋－u（2）當(dāng)i=－2A時(shí)4-24試求圖題4-16所表示電路中流過(guò)兩電壓源電流。可從虛線處罰解兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)后做?？煞謩e求解兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)戴維南等效電路解aabbabi1＋－3V1212i1＋－3V121i2＋－12V44642其戴維南等效電路為：其戴維南等效電路為：i2＋－12V4464ab＋3V4/3－＋3V3－兩部分電路合并abi＋3V3＋3V4/3－＋－u－把右邊網(wǎng)絡(luò)用理想電流源置換6/13Ai1＋－3V1212u1u2u3i2＋－12V44646/13A把左邊網(wǎng)絡(luò)用理想電流源置換u1u24-25試求圖題4-17所表示電路中流過(guò)兩電壓源電流?？煞謩e求解兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)戴維南等效電路解3＋－15V23A2ab＋－15V5ab3＋－15V621043A5A＋－5V244-25試求圖題4-17所表示電路中流過(guò)兩電壓源電流。3＋－15V621043A5A＋－5V2461045A＋－5V4ab61044abu1可得右邊電路戴維南等效電路為：兩部分電路合并abi＋11.25V4.5＋15V5－＋－u－11.25V4.5ab＋－4-25試求圖題4-17所表示電路中流過(guò)兩電壓源電流。3＋－15V621043A5A＋－5V24把右邊電路用理想電流源替換3＋－15V23A2.763A2i14-25試求圖題4-17所表示電路中流過(guò)兩電壓源電流。3＋－15V621043A5A＋－5V24把左邊電路用理想電壓源替換i2＋－1.185V61045A＋－5V44-26用諾頓定理求圖題4-18電路電流i。（1）求短路電流解（2）求等效電阻40＋－120V80306080ISC40＋－120V2080306080iRo40803060804-26用諾頓定理求圖題4-18電路電流i。40＋－120V2080306080i（3）畫(huà)諾頓等效電路3A2010i4-27試求圖題4-19所表示單口網(wǎng)絡(luò)諾頓等效電路。40＋－30V52520601.5Aab（1）求短路電流解解得ISC40＋－30V52520601.5Aabi1KCL：KVL：4-27試求圖題4-19所表示單口網(wǎng)絡(luò)諾頓等效電路。40＋－30V52520601.5Aab（2）求等效電阻405252060abRo（3）畫(huà)諾頓等效電路1.5A30ab4-28求圖題4-20所表示電路諾頓等效電路。已知R1=15，R2=5，R3=10，R4=7.5，uS=10V及iS=1A。＋－uSiR1R2R3i解（1）求短路電流＋－iiISC1551010V（2）求開(kāi)路電壓則等效電阻為那么諾頓等效路為＋－ii1551010VUOC＋－0.5A4-29電路如圖題4-21所表示。（1）若RL=3k，試求RL取得功率；（2）求RL能取得最大功率；（3）試求RL取得20mW功率時(shí)電阻值。＋－＋－20V＋－40V30V2k2kRL＋－＋－＋－20V＋－40V30V2k2kUOC2k2kRo解對(duì)電路進(jìn)行戴維南變換4-29電路如圖題4-21所表示。（1）若RL=3k，試求RL取得功率；（2）求RL能取得最大功率；＋－＋－20V＋－40V30V2k2kRL畫(huà)出原電路戴維南等效電路＋－35V1kRL（1）（2）可知當(dāng)RL=1k時(shí)能取得最大功率4-29電路如圖題4-21所表示。（3）試求RL取得20mW功率時(shí)電阻值。＋－＋－20V＋－40V30V2k2kRL＋－35V1kRL4-30電路如圖題4-22所表示。（1）求R取得最大功率時(shí)數(shù)值；先進(jìn)行戴維南變換解im1im2a、求開(kāi)路電壓UOC＋－UOC＋－u14444＋＋＋－－－20V100Vu1＋－u14444R＋＋＋－－－20V100Vu1im1im2im3b、求等效電阻Roim1im2＋－UOC＋－u14444＋＋＋－－－20V100Vu1iSC＋－u14444＋＋＋－－－20V100Vu1（2）求在此情況下，R取得功率；取得最大功率為4-30電路如圖題4-22所表示。＋－u14444R＋＋＋－－－20V100Vu14im1im2im3（3）求100V電源對(duì)電路提供功率；則100V電源對(duì)電路提供功率為：3000W4-30電路如圖題4-22所表示。（4）求受控源功率；（5）R所得功率占電路內(nèi)電源產(chǎn)生功率百分比。則受控源對(duì)電路提供功率為：800W吸收4-30電路如圖題4-22所表示。＋－u14444R＋＋＋－－－20V100Vu14im1im2im34-31電阻陣列組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖題4-23所表示，對(duì)外有4個(gè)端鈕，試求以下端鈕間電阻值：1和2；2和3；3和4；4和1。20320104010804122032080412把10、40、10電阻組成△聯(lián)結(jié)變換成Y聯(lián)結(jié)解4-31電阻陣列組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖題4-23所表示，對(duì)外有4個(gè)端鈕，試求以下端鈕間電阻值：1和2；2和3；3和4；4和1。2032080412（1）1和2之間電阻值（2）2和3之間電阻值（3）3和4之間電阻值（4）4和1之間電阻值4-32試?yán)肨-∏變換求解圖題4-24所表示電路中10V電壓源電流。6k＋－10V＋－5V6k6ki＋－10V＋－5V18ki18k18k把電阻T聯(lián)結(jié)變換成∏聯(lián)結(jié)解4-33圖題4-25所表示網(wǎng)絡(luò)N中含電源及線性電阻，試依據(jù)圖(a)、(b)中電壓、電流數(shù)據(jù)確定圖(c)中電壓u。＋－＋－3V17N4V1(b)＋－＋－3V17N1A10V(a)解把電路左邊部分進(jìn)行戴維南變換，如圖中虛線框所表示。＋－＋－UOC1A10VRO＋－＋－UOC4VRO1則(a)、(b)等效電路以下列圖所表示＋－＋－UOC1A10VRO＋－＋－UOC4VRO1可得則圖(c)可等效變換為下列圖所表示電路＋－＋－1Au11.28.8V4-34電路如圖題4-26所表示，非線性網(wǎng)絡(luò)NVCR為i=10－3u2、u＞0，式中i單位為A，u單位為V，試用分解方法求和i1、i2。＋－＋－5VN3k2ki1i2iu＋－＋－5V3k2ki1i2iu解求右邊電路端口處VCR，列節(jié)點(diǎn)方程對(duì)電路兩邊VCR進(jìn)行聯(lián)立求解解得4-34電路如圖題4-26所表示，非線性網(wǎng)絡(luò)NVCR為i=10－3u2、u＞0，式中i單位為A，u單位為V，試用分解方法求和i1、i2。＋－＋－5VN3k2ki1i2iu解把網(wǎng)絡(luò)N用一個(gè)理想電壓源替換，如圖所表示＋－5V3k2ki1i2i＋－0.94V4-35電路如