哈理工电气电路1答案.docx

《哈理工电气电路1答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈理工电气电路1答案.docx（45页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第一章(电路模型和定律)习题解答一、选择题1KVL 和KCL不适用于 D 。A集总参数线性电路； B集总参数非线性电路； C集总参数时变电路； D分布参数电路2图11所示电路中，外电路未知，则u和i分别为 D 。 A； B未知； C； D未知3图12所示电路中，外电路未知，则u和i分别为 D 。 A ； B ；C ； D4在图13所示的电路中，按照“节点是三条或三条以上支路的联接点”的定义，该电路的总节点个数为 A 。 A5个； B8个； C6个； D7个5在图14所示电路中，电流源发出的功率为 C 。 A45W； B27W； C27W； D51W二、填空题1答：在图15所示各段电路中，图A中

2、电流、电压的参考方向是 关联 参考方向；图B中的电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向；图C中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向；图D中电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向。 2答：图16所示电路中的u和i对元件A而言是 非关联 参考方向；对元件B而言是 关联 参考方向。3答：在图17所示的四段电路中，A、B 中的电压和电流为关联参考方向，C、D中的电压和电流为非关联参考方向。4答：电路如图18所示。如果，则 V ，A ；如果，则 V ，A 。5答：在图19 (a)所示的电路中，当时，V， A；当时， V, A 。在图19 (b)所示的电路中，当R =10时，V, A；当时，V, A

3、 。 三、计算题1试求图17所示各段电路吸收或发出的功率。 解：W（吸收）； W（吸收） W（发出）； W（发出）2电路如图110所示。求：(1)图(a)中电压源发出的功率和电阻吸收的功率；(2)图（b）中电压源、电流源及电阻发出的功率。解：(a)由电路图可知 （V）； (A)对于电压源，u和i 为非关联参考方向，因此电压源发出的功率为 （W）对于电阻，u和i 为关联参考方向，因此电阻吸收的功率为 (W)(b)由电路图可知 （V）； (A)由KCL得 (A)于是电压源发出的功率为 （W）电阻发出的功率为 (W) 电流源发出的功率为 (W)3计算图111所示电路中的。解：电路为直流电路，因此电容

4、、电感分别相当于开路和短路，即， 由KCL得： ， 解之得 (A )， （A） 由欧姆定律得： (V)根据 KVL得： ， 即 (V) 4已知图112所示电路中的V , 计算图中所有的未知电流和电压及受控电源发出的功率。解： (A) ； (V)(V)； (A)(A)； (A） (A)； (A) 受控电压源和受控电流源发出的功率分别为： (W) ， (W)5计算图113所示电路中全部未知的电压和电流。解： (A)； (A) (A)； (A) (A)； (A)； 第二章(电阻电路的等效变换)习题解答一、选择题1在图21所示电路中，电压源发出的功率为 B 。AW ； BW； CW； DW2在图22所

5、示电路中，电阻增加时，电流将 A 。A增加； B减小； C不变； D不能确定3在图23所示电路中，= D 。 AA； BA； CA； DA 4对于图24所示电路，就外特性而言，则 D 。 A a、b等效； B a、d等效； C a、b、c、d均等效； D b、c等效5在图25所示电路中，N为纯电阻网络，对于此电路，有 C 。A都发出功率； B都吸收功率； C发出功率，不一定； D发出功率，不一定二、填空题1 图26（a）所示电路与图26（b）所示电路等效，则在图26（b）所示电路中， V ， 。 2图27（a）所示电路与图27（b）所示电路等效，则在图27（b）所示电路中， A ,。3在图28

6、所示电路中，输入电阻 。4在图29所示电路中，受控源发出的功率是W 。5在图210所示电路中，A电流源吸收的功率是W 。三、计算题1对于图211所示电路，试求：1)电压、；2)各电源的功率， 并指出是吸收还是发出。 解：V ， V W (发出)，W (吸收W，发出W)2计算图212所示电路中的电流。 解：将图212所示电路中电阻和电阻的串联用的电阻等效，将A电流源和电阻的并联用V电压源和电阻的串联等效，可得图212所示电路的等效电路如图212（a）。再将图212（a）所示电路做如下的等效变换： 在图212（f）所示的电路中，虚线框内的部分为一电桥。此电桥各条臂上的电阻相等，电桥处于平衡状态，电

7、阻两端的电压为，其中的电流也为，此时与电阻相连的两个节点可视为开路，因此图212（f）所示的电路可等效成图212（g）所示的电路。根据图212（g），有 A3计算图213所示电路的等效电阻。解：将图213中Y连接的三个的电阻等效变换为图213（a）中连接的三个的电阻，则 4在图214所示电路中，已知V电压源发出的功率为W，试求电路图中的电流及电压。解： A， V5求图215所示电路中的电流。 解：A， AA， A 6求图216所示电路中的电流和电压。解： mA， mAmA， V7求图217所示电路中电流。解：对图217所示电路左边的网孔列基尔霍夫电压方程，得 由KCL 得 联立以上两式解得 A

8、8试求图218所示A电流源的端电压及其发出的功率。解：对右边的网孔应用KVL，得 V而 W9求图219中所示的电压。解：由KVL得 ，此外 A ，因此 V10在图220所示电路中，求受控源发出的功率。解：由KVL得 V ，而V， W第三章(电阻电路的一般分析)习题解答一、选择题1图31所示电路中V，电流 B 。AA； BA； CA； DA2图32所示电路中，节点1的自电导 = C 。A ； B；C； D3图33所示电路中，增大，将导致 C 。A增大，增大； B减小，减小； C不变，减小； D不变，增大4对于图34所示电路，正确的方程是 D 。A； B；C； D 5图35所示电路中，对应回路 1

9、的正确的方程是 A 。A； B C； D二、 填空题1在图36所示电路中， 。2 在图37所示电路中， 。3 在图38所示电路。 4 在图39所示电路中，电压源发出功率，电流源发出功率。5在图310所示电路中，则负载电流。三、 计算题1 试用节点电压法求图311所示电路中的。解： 由节点电压法得 V，由欧姆定律得 V。所以 V， ，A 2试用节点电压法求图312所示电路中的。解：图312所示电路的节点电压方程为 联立以上三式解得： V， V， V而 A3试用回路电流法求图313所示电路中的及。 解： 以图313所示电路中的两个网孔作为独立回路，则其回路电流方程为：； 由此两式解得： ， A而

10、A， V4试列出图314所示电路中的节点电压方程、回路电流方程。解：节点电压方程为：回路电流方程为：5试列出图315所示电路中的节点电压方程、网孔电流方程。解：节点电压方程为网孔电流方程为：6选一合适方法求图316(a)所示电路中的电流。 解：根据电源等效变换将图316（a）依次等效变换为图316（b）、图316（c）。由图316（c）得 而 由此解得： A7列出图317所示电路的回路电流方程，并求为何值时电路无解。 解：回路电流方程为： 从以上三式中消去U后，有 由克莱姆法则可知上述方程组无解的条件是由此解得 8计算图318所示电路中的、。解：由图318可列出节点电压方程和补充方程 联立以上

11、三式解得A，V9求图319所示电路中各电源发出或吸收的功率。解：由图319可列出节点电压方程和补充方程 联立以上两式解得 V，V 。而 A，于是： W（发出）； W（发出） 10试用节点法求图320所示电路中的电流。 解：节点电压方程和补充方程为 ，由以上四式解得 A。 第四章 (电路定律)习题解答一、选择题1受控源是不同于独立源的一类电源，它 b 一种激励。 a是； b不是 2下列电路定理、定律中，仅能用于线性电路的有 b、d 。aKVL和KCL； b叠加定理； c替代定理； d戴维南定理和诺顿定理3甲乙两同学对图41所示电路应用替代定理求电流。甲画了图42（a）电路，乙画了图42（b）电路

12、，后来他们认为 图42（b） 图是不可行的，其理由是 A 。A不满足“置换前后电路应具有唯一解”这一条件；B电路中不存在电阻； C电流等于零了； D电流等于无限大了4图43所示电路的诺顿等效电路如图44，则、分别为 A 。A； B； C； 5图45（a）所示电路的端口特性如图45（b），其戴维南等效电路如图45（c），则、分别为 D 。A； B； C； D二、填空题1线性一端口电路N如图46所示。当时，；当时。如果，则 ，。解：依据题意可知，一端口电路N的开路电压为，戴维南等效电阻为。因此，当时， 2图47所示电路中，为线性电路，且。当，时，；当，时，；当，时，。那么，当，时，。解：N为线性电

13、路，且和都等于时，所以N中含有独立电源，按照叠加定理，有 （ 式中的为待定常数）将给定条件代入，可得： ， 从以上两式解得： ， 于是 将， 代入上式得 ， 3图48（a）所示电路的戴维南等效电路如图48（b），那么，。解：a、b两点开路时， ，所以 在a、b两端加一电压并注意到，则 由此可得 4图49（a）所示电路的戴维南等效电路如图49（b），则，。5在图410（a）所示的电路中， (的单位用安培时，的单位为伏特)，其戴维南等效电路如图410（b），则，。 解：当 时，为开路电压，且和的参考方向相反，因而。当 时, ， 此电流为短路电流且对于N而言开路电压和短路电流为非关联参考方向，因此

14、三、计算题1用叠加定理计算图4 11所示电路中的。解：将图411中的电源分成两组，电压源为一组，电流源为一组，分别如图411（a）和图411（b）所示。由图411(a) 可得 由图417(b) 可得 而 2用叠加定理计算图4 12所示电路中的。解：将图412分解成图412（a）和图412（b），用叠加定理计算。在图412（a）中，有 由此可得 在图412（b）中，有 由此可得 而 3电路如图413所示。当开关和1接通时，；当开关和2接通时，。计算开关和3接通时的。解：设三个电压源的源电压用变量表示，且其参考方向和电压源源电压的参考方向一致，则有 将 ，代入 得 将 ，代入 得 联立 、 两式，

15、解得 ，即 再将 代入式得 4电路如图414所示(N为线性电路)。若，时，；若，时，；若，时，。求，时的值。解：设 由，时， 得： 由，时， 得： 由，时， 得： 由、两式解得： ， 即 将，代入得： 5求图415所示电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。解：设图415所示电路的戴维南和诺顿等效电路分别如图415（b）和图415（c）。图415最左边的支路可等效为A的电流源，因此图415的电路可以等效为图415（a）所示的电路。对图415（a）所示的电路列节点电压方程，有 即 而一端口电路的开路电压和其戴维南等效电阻分别为： ， 将图415（b）等效变换为图415（c） 得：， 6求图416所示

16、电路的戴维南等效电路和诺顿等效电路。 解：将图416中三角形连接的三个的电阻等效变换为星型连接的电阻，则其等效电路如图416（a）。设其戴维南等效电路和诺顿等效电路分别如图416（b）和图4 16（c），则 ， 将图416（b）等效变换为图416（c），得 ， 7电路如图417所示(N为线性电路)，的值可变。当，可获得最大功率，且此最大功率为W。求N的等效电路。解：图417（a）为图417的等效电路。由于 时获得最大功率，因此有 及 由此解得 8电路如图418所示，为何值时可获得最大功率并求此功率。解：将图418的电路用图418（a）的电路等效。在图418（求时, a、b两点开路）中，选节点为

17、参考节点可列出节点电压方程： ， ， 联立以上四个可解得 而 , 由此可见，时可获得最大功率，此最大功率值为 9求图419所示电路的戴维南等效电路。解：按图419的电路（a、b两端开路）列出节点电压方程为 联立以上三式可解得 ， 而 ，将图419中的独立源置零可得图419（a）所示的电路。由此电路图可见 根据KCL得 而 10求图420（a）、图420（b）、图420（c）、图420（d）所示电路的戴维南等效电路。 解：设图420(a)、420（b）、420（c）、420（d）的戴维南等效电路为图421 。图420（a）中电流源、电压源、电阻并联后和的电流源串联，此段电路等效于的电流源。当a、

18、b两端开路时，因此 将图20（a ）中的独立源置零后，明显可见 在图20（b）的电路中，计算a、b两端的开路电压可采用叠加定理。将全部电压源作为一组，将全部电流源作为另一组。当全部电压源作用，电流源不作用时 ；当全部电压源不作用，电流源单独作用时 所以 将全部电源置零，容易求得对于图20（c）的电路，由于其中不含独立电源，因此其开路电压等于，即在图20（c）的电路的a、b之间加一电压，相应各支路的电流如图22。由图422可得 ， ， 因此 将图420（d）的电路等效变换为图423的电路，（注意：）由此电路可见,当a、b两端开路时，有 ， 即 而 将a、b两端短路时，受控电压源的源电压等于，相当

19、于短路，因而 因此 第七章章(一阶电路)习题解答一、 选择题1由于线性电路具有叠加性，所以 C 。A电路的全响应与激励成正比； B响应的暂态分量与激励成正比；C电路的零状态响应与激励成正比； D初始值与激励成正比2动态电路在换路后出现过渡过程的原因是 A 。A. 储能元件中的能量不能跃变； B.电路的结构或参数发生变化；C. 电路有独立电源存在； D.电路中有开关元件存在3图71所示电路中的时间常数为 C 。A； B；C； D解：图61中和并联的等效电容为，而将两个电容摘除后，余下一端口电路的戴维南等效电阻为，所以此电路的时间常数为。4一阶电路的全响应V，若初始状态不变而输入增加一倍，则全响应

20、变为 D 。A； B；C；解：由求解一阶电路的三要素法 可知在原电路中V，V。当初始状态不变而输入增加一倍时，有 V二、 填空题1换路前电路已处于稳态，已知，。时，开关由掷向，则图73所示电路在换路后瞬间的电容电压V，V。解： 由时刻电路得： ， 换路后，电容,构成纯电容的回路（两电容并联）,电容电压发生强迫跃变，此时应由电荷守恒原理求解换路后瞬刻的电容电压。由得： 由以上两式解得 2图74所示电路的时间常数 。解：将储能元件开路，独立电源置后，可得求戴维南等效电阻的电路如图64(a)所示。由于电路中含有受控源，因此需用外加电压法求戴维南等效电阻。由图64(a）得 ， 即 于是 ，3某串联电路

21、中，随时间的变化曲线如图75所示，则时。解：由图75可得 ， 而 由图65可见 。将的表达式代入此式得， 即因此 4换路后瞬间（），电容可用 电压源 等效替代，电感可用 电流源 等效替代。若储能元件初值为零，则电容相当于 短路 ，电感相当于 开路 。5图76所示电路，开关在时刻动作，开关动作前电路已处于稳态，则。解：时刻，电路处于直流稳态，电感相当于短路，电容相当于开路，等效电路如图76（a）所示。由图76（a）解得，。时刻的等效电路如图76（b），由此图解得。三、 计算题1图77所示电路，电容原未充电，。时开关S闭合，求：1）时的和；2）达到所需时间。解：1）由于电容的初始电压为，所以将 ，

22、及代入上式得（）而 2）设开关闭合后经过秒充电至，则， 即 由此可得 2图78所示电路，开关S在时刻闭合，开关动作前电路已处于稳态，求时的。解：电流为电感中的电流，适用换路定则，即而 ， 于是 3图79所示电路，开关S在时刻从掷向，开关动作前电路已处于稳态。求：1）（）； 2）（）。解：1）， 于是 2)注意到为电阻中的电流，不能直接应用换路定则。画出时刻电路如图79(a)所示，等效变换后的电路如图79(b)所示。由图67（b）可得 ， 因而 4图710所示电路，开关S在时刻打开，开关动作前电路已处于稳态。求：时的。解：。稳态时电容相当于开路，（即电容的开路电压）和可由图10(a)的电路计算。

23、由图10（a）得 ： （1） （2）由（2）得 ，将此带入（1）式，得由此可见 ， 而 5图11中，时零状态响应。若电容改为，且，其它条件不变，再求。解：以储能元件为外电路，线性含源电阻网络可用相应的戴维南等效电路替代，如图611(a)所示。由题意可知， 而 当改为，且时， 因而 6图12中，V，V，全响应。求：1）、单独作用时的零状态响应和；2）零输入响应。解：将图12所示的电路等效为图-12（a）所示的电路， 设。其全响应等于零状态响应加零输入响应，即 式中：为单独作用时的零状态响应；为单独作用时的零状态响应；为零输入响应。、分别为 当单独作用时，有 其通解为 （其中）将上式及、代入得+

24、将式与对比，可得， ， ， 因此 （） () ()7图13所示电路中，激励的波形如图13（a）所示，求响应。解：本题的激励可用三个阶跃函数之和表示，即：电路的响应就是上述三个阶跃函数分别作用产生的零状态响应之和。将图13等效为如图13(b)所示的电路。作用时的响应为作用时的响应为作用时的响应为总的零状态响应为 8图14所示电路中，激励为单位冲激函数 A，求零状态响应。解：设激励为，用三要素法求电路的单位阶跃响应。 ， ， 电流的单位阶跃响应为 根据单位冲激响应和单位阶跃响应的关系，可得电路中的： 9图15所示电路中，求时的响应。解：应用叠加原理求解此题。单独作用时，电路如图15（a）所示。对于

25、冲激响应，可先求其相应的阶跃响应。设激励为，则因此 由冲激响应和阶跃响应的关系得 单独作用时，电路如图15（b）所示。，而 因此 10图16所示电路，开关动作前电路已处于稳态，时开关S打开，求时的。解：由图示电路可求得 ， 开关动作后 电流发生强迫跃变。根据磁通链守恒原理，可得 由、两式解得 而 ， 于是 第八章（相量法）习题解答一、 选择题1在图81所示的正弦稳态电路中，电流表、的读数分别为A、A、A，电流表的读数为 D 。AA； BA； CA； DA2在图82所示的正弦稳态电路中，电压表、的读数分别为V、V、V，电压表的读数为 A 。 AV； BV； CV； DV 3在正弦电路中，纯电感元

26、件上电压超前其电流的相位关系 B 。A永远正确； B在电压、电流为关联参考方向的前提下才成立；C与参考方向无关； D与频率有关4在图83所示电路中，且V，V，则电路性质为 B 。A感性的； B容性的； 电阻性的；无法确定 5在图84所示正弦电路中，设电源电压不变，在电感两端并一电容元件，则电流表读数 D 。A增大； B减小； 不变； 无法确定二、填空题1正弦量的三要素是 有效值，角频率，初相位。2在图85所示正弦稳态电路中，A。 解：A 3在图86所示的正弦稳态电路中，电流表的读数为A，的有效值为V，的有效值为A。解： V， A 4在图87所示正弦稳态电路中，电流表的读数为A，的有效值为V，的

27、有效值为 A。 解：取A，则V， A， A，于是 A， V 5在图88所示正弦稳态电路中，且A， 则电压V。解： V， A， A， V 三、计算题1在图89所示电路中，则、应满足什么关系？ 解：若使，则与同相，而=， =由此可得 ， 即 2在图810所示的正弦电路中，电流表、的读数分别为A、A，试求当元件2分别为、时，总电流的有效值是多少？解：当元件2为R时 A； 当元件2为L时 A； 当元件2为C时 A3在图811所示的正弦电路中，电压表、读数分别为V、V，试求当元件2分别为、时，总电压的有效值是多少？解： 当元件2为R时： V；当元件2为L时： V；当元件2为C时： V 4在如图812所示

28、RL串联电路中，在有效值为V、Hz的正弦电源作用下，A。若电压有效值不变，但频率增大为 Hz时，电流A，求、的值。解：根据题意可得： ； 由以上两式解得 ， H5在图813所示电路中，且A，试求及。 解：由已知条件及电路图可得：V； A；A；= 10V第九章（正弦稳态电路分析）习题解答一、 选择题1在图91所示的电路中，如果其等效导纳的模为 ，则 D 。 A； B；C ； D 2图92（a）所示的电路为不含独立电源的线性一端口电路。已知V，A，则图92（b）、92（c）、92（d）、92（e）四个电路中不是图92（a）的等效电路的为 D 。A图92（b）； B图92（c）； C图92（d）；

29、D图92（e）3电路如图93所示，Z是一段不含独立源的电路。开关断开时，瓦特表、电压表、电流表的读数分别是W、V 和A；开关闭合时，瓦特表、电压表、电流表的读数分别是W、V和A。那么是 C 电路。A电阻性； B容性； C感性； D不能确定4电路如图94所示，固定不变。如果 B ，则改变（不等于无限大）时，不变。A； B； C； D二、 填空题1若， ，则图95所示电路的输入阻抗为 。 2线性一端口电路如图96所示，。则此一端口电路吸收的复功率，有功功率、无功功率分别为、。解：对于N而言和为非关联参考方向，因此N吸收的复功率为而 ， 3在图9所示电路中，已知电流表A的读数为A，电压表的读数V，电

30、压表的读数为V，则电压表的读数为V。解：由题意得： ， 解得： ， 因此 4在图9所示的电路中，已知V，A，此电路的戴维南等效电路如图99所示，则V，= 5 。解：而等效阻抗为三、计算题1电路如图910所示，V，A，列出求解图示电路的回路电流方程。解：图910电路的回路电流方程为即 2在图911所示的电路中，V，V。用回路电流法求，。解：选两个网孔作为独立回路，回路电流如图911所示，据此可得即 由此解得 A， A因而 A， A，A3电路如图912所示，列出其节点电压方程。解：图912电路的节点电压方程为4试求图913中的节点电压。解：图913所示电路的节点电压方程为即 由此解得： 5电路如图

31、914所示，已知，求 和。解：根据题意得 将，代入，得 即 ， 联立以上两式解得 ， 6图915为测量线圈参数的电路。测量时，调节可变电阻使电压表的读数最小，此时电源电压为V，和均为，为，电压表的读数为V。若电源的频率为Hz，求和的值。解：将图915的电路用图915（a）的电路等效。设电压表的内阻为无限大，且以为参考相量可做相量图如图915（b）。图中、和同相，、同相。由于右边的支路为感性支路，所以、在相位上滞后一个角度。在一定的条件下，调节可变电阻实际上仅改变的大小，不变。由图可见，当和垂直时最小，因此有， ， 而 ，右边支路的阻抗为 ，据此可得 于是 ， 7电路如图916。已知,，电压表V

32、1的读数为V。求电流表A0及电压表V0的读数。解：各个电压、电流的参考方向如图，以为参考相量，则 而 所以电流表A0的读数为A。又 ，所以电压表V0的读数为V。8在图917所示的电路中，电压表的读数为V，为感性负载。开关断开时，安培表的读数为A，瓦特表的读数为W；开关闭合时，安培表的读数为A，瓦特表的读数为W。求和。解：根据开关断开时电压表、电流表及功率表的读数可得 考虑到为感性负载，有，因而 根据开关闭合时电压表、电流表及功率表的读数可得 ， 即 开关闭合时电路的总阻抗为 即 9将盏功率W功率因数 的日光灯与盏W的白炽灯并联接在V的交流电源上。求总电流及总功率因数；若要将电路的功率因数提高到，应并联多大的电容。解：电路并不并电容吸收的有功功率不变，设此功率为，则 设并联电容前电路吸收的无功功率为，功率因数角为，总电流为，则 据此可得 设并联电容后电容发出的无功功率为电路的功率因数角为，电路吸收的无功功率为，总电流为，则再由 可得 电路习题（1）解答 第 45 页