第3章-電路分析中的常用定理-練習(xí)題及答案

《電路分析基礎(chǔ)（第二版）》馬穎、李華編著西安電子科技大學(xué)出版社第3章電路分析中的常用定理習(xí)題答案3-1電路如圖3-22所示。（1）用疊加定理求各支路電流；（2）求兩個(gè)電源的功率。圖3-22習(xí)題3-1圖解：（1）將圖3-22電路，拆分成獨(dú)立源工作的簡(jiǎn)單電路，如下面兩圖所示：（a）（b）圖3-22習(xí)題3-1圖①電壓源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-22(a)所示，由并聯(lián)線路分流作用可得聯(lián)立方程求解可得：②電流源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-22(b)所示，可得由疊加定理得到（2）電壓源的功率為取電流源電壓為U，極性上正下負(fù)，則：U=2000I2=2kΩ×15mA=30V電流源的功率為3-2用疊加定理求如圖3-23所示電路中的電壓U。圖3-23習(xí)題3-2圖解：將圖3-23電路，拆分成獨(dú)立源工作的簡(jiǎn)單電路，如下面兩圖所示：（a）（b）圖3-23習(xí)題3-2圖（1）電壓源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-23(a)所示，由并聯(lián)線路分流作用可得（2）電流源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-23(b)所示，可得由疊加定理得到3-3試用疊加定理計(jì)算圖3-24所示電路中US2=2V時(shí)，電壓U4的大小。若US1的大小不變，要使U4=0，則US2應(yīng)等于多少？圖3-24習(xí)題3-3圖解：將圖3-24電路，拆分成獨(dú)立源工作的簡(jiǎn)單電路，如下面兩圖所示：（a）（b）圖3-24習(xí)題3-3圖（1）當(dāng)US2=2V時(shí)，電壓源US1單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-24(a)所示，電阻構(gòu)成惠斯登電橋電路，則電壓源US2單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如圖3-23(b)所示，可得由疊加定理得到（2）要使U4=0，則要求上面的，帶入上面步驟逆推可得：US2=1.2V3-4如圖3-25所示無(wú)源網(wǎng)絡(luò)N外接US=2V，IS=2A時(shí)，響應(yīng)I=10A。當(dāng)US=2V，IS=0A時(shí)，響應(yīng)I=5A?，F(xiàn)若US=4V，IS=2A時(shí)，則響應(yīng)I為多少?圖3-25習(xí)題3-4圖解：當(dāng)US=4V，IS=2A時(shí)，剛好是由US=2V，IS=2A和US=2V，IS=0A這兩種情況疊加得到，因此，由疊加定理可得：I=10+5=15A3-5用疊加定理求解圖3-26所示電路的電壓U。圖3-26習(xí)題3-5圖解：將圖3-26電路，拆分成下面三個(gè)圖所示：（a）（b）（c）圖3-26習(xí)題3-5圖當(dāng)兩個(gè)電壓源單獨(dú)作用時(shí)，如上圖（a）所示：當(dāng)10A電流源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如上圖（b）所示，3Ω和6Ω電阻都被短路，所以當(dāng)5A電流源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如上圖（c）所示，則由疊加定理得到3-6求圖3-27所示電路中的電壓U和電流I。圖3-27習(xí)題3-6圖解：將圖3-27電路，拆分成獨(dú)立源工作的簡(jiǎn)單電路（受控源不能拆分），如下面兩圖所示：（a）（b）圖3-27習(xí)題3-6圖（1）當(dāng)電壓源單獨(dú)作用時(shí)，如上圖（a）所示，取流過(guò)6Ω電阻的電流為I2’，參考方向向下。對(duì)最大的①回路列KVL方程：對(duì)②回路列KVL方程：對(duì)最上面節(jié)點(diǎn)列KCL方程： （2）當(dāng)電流源單獨(dú)作用時(shí)的等效電路如上圖（b）所示，可變換成下圖：由于上面的4Ω和6Ω電阻并聯(lián)，由分流公式得：因此：根據(jù)KCL得：根據(jù)圖示回路列KVL方程得：（3）由疊加定理得到3-7求如圖3-28所示電路的戴維南等效電路。(a)(b)(c)圖3-28習(xí)題3-7圖解：（1）設(shè)圖3-28(a)中流過(guò)8Ω電阻電流為I，參考方向向下，則：（2）設(shè)圖3-28(b)中流過(guò)3Ω電阻電流為I，參考方向向上，按圖示列寫網(wǎng)孔電流方程：（3）如圖3-28(c)所示，對(duì)網(wǎng)孔列寫KVL（順時(shí)針繞行方向）可得：則開(kāi)路電壓用開(kāi)路短路法求等效電阻，將ab短路，得下圖：設(shè)流過(guò)1Ω電阻的電流為I2，參考方向向下，用支路電流法列方程：聯(lián)立方程求解，得短路電流：3-8用戴維南定理求圖3-29所示電路中電流I。圖3-29習(xí)題3-8圖解：將待求支路移除，如下圖示：將二端網(wǎng)絡(luò)等效為實(shí)際電壓源，則：則：3-9用諾頓定理求圖3-30所示電路中的電流I。圖3-30習(xí)題3-9圖解：將待求支路移除，等效電路如下圖：將二端網(wǎng)絡(luò)等效為實(shí)際電流源，得：則等效模型電路為：所以：3-10電路如圖3-31所示。求RL為何值時(shí)，RL消耗的功率最大？最大功率為多少？圖3-31習(xí)題3-10圖解：將RL所在支路移除，將二端網(wǎng)絡(luò)等效為實(shí)際電壓源，則電路如下圖： 設(shè)上面的網(wǎng)孔電流為I，繞行方向如圖所示，列網(wǎng)孔電流方程：計(jì)算得：所以：當(dāng)RL=R0=4.8Ω時(shí)，有最大輸出功率：3-11如圖3-32所示電路中，電阻RL可調(diào)，當(dāng)RL=2時(shí)，有最大功率Pmax=4.5W，求R=？US=？圖3-32習(xí)題3-11圖解：當(dāng)RL=2時(shí)，有最大功率，所以R0=RL=2，將圖3-32電路中的電源置零，得到下圖：R0=(R+2)//4=RL=2，所以R=2Ω。最大輸出功率：用電源等效的方法將圖3-32轉(zhuǎn)換成戴維南等效電路：由此得：

解：將RL所在支路移除，將二端網(wǎng)絡(luò)等效為實(shí)際電壓源，則根據(jù)最大功率傳輸定理可得：因?yàn)镻max=4.5W，