《电路》作业集参考答案.docx

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1、电路作业集参考答案三、分析计算题 1、 i(t)=2costA p(t)=8cos2tW 2、 I=0.455A R=484W 3、 P1=U1I1=12=2W P2=U2I1=(-3)2=-6W P3=U3I1=82=16W P4=U4I2=(-4)1=-4W P5=U5I3=7(-1)=-7W P6=U6I3=(-3)(-1)=-3W 4、解： uS(t)的函数表示式为: 02tuS(t)=-2t+40t00t1s1st2st2s第一章 参考答案 一、单项选择题 1、 (b) ；2、 (d) ；3、 (d) ；4、 (a)； 5、(d)； 6、 (c) ；7、(d) ； 8、 (a) ；9

2、、(d) ； 10、(a) ；11、(b) ；12、(b) ；13、(c) ；14、(a) ；15、(c) ；16、(d) ；17、(a) 。 二、填空题 1、某种确定的电磁性能；2、不变； 3、高10V； 4、吸收,40W； 5、开路；6、短路；7、短路；8、开路；9、短路；10、开路；11、相等；12、通过原点的直线；13、韦安；14、库伏；15、u=Ri；16、u=Ldidu；17、i=C；18、一定为零；19、不一定为零；20、电阻，电容dtdt和电感；21、一类是元件特性造成的约束，另一类是元件的相互连接造成的约束；22、集总电路；23、在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电

3、压的代数和等于零；24、在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和等于零；25、相互连接，性质。 三、分析计算题 1、 i(t)=2costA p(t)=8cos2tW 2、 I=0.455A R=484W 3、 P1=U1I1=12=2W P2=U2I1=(-3)2=-6W P3=U3I1=82=16W P4=U4I2=(-4)1=-4W P5=U5I3=7(-1)=-7W P6=U6I3=(-3)(-1)=-3W 4、解： uS(t)的函数表示式为: 02tuS(t)=-2t+40 故电流： t00t1s1st2st2s0dus1i(t)=C=dt-10功率： t0

4、0t1s1st2st2s02tp(t)=u(t)i(t)=2t-40能量： t00t1s1st2st2s0t212WC(t)=Cu(t)=22(t-2)05、电阻消耗的功率为: PR=50W 6、解：已知电流： t00t1s1st2st2s0dus1i(t)=C=dt-10t00t1s1st2st2s101t0t1s uC(t)=0dx+1dx=0+2t=2t C-C01t(-1)dx=4-2t 1t2s uC(t)=u(1)+10.51t0dx=0 t2s uC(t)=u(2)+20.58、 P10V=10W P5V=-5W PR=5W 10、 P2A=10W P5V=-10W 11、 u2

5、=-4V 12、 u=-15V 13、 i=3A 14、 u=12V 15、 I=-3A 16、 U=10V 17、 U=-2V 18、解：由欧姆定律知U=-R2aI1 根据KCL： I1+aI1=USUS，从而解得： I1= R1(1+a)R1所以 U=-aR2USR1(1+a)2US电源发出的功率为：PS=USI1=， R1(1+a)US2输出功率为：Po=R2a 2R1(1+a)2输出电压与电源电压的比值为： |2URa|=2 USR2(1+a)P0R2a2|=输出功率与电源发出功率的比值为： | PSR2(1+a)19、解：控制变量： I=US10=1A R110受控电压源电压： R3

6、上电压： UI=101=10V =IR3=5V R2+R320、解：I2=Us10=1A I1+gI1=I2 R10I1=I211=A 1+g1+23 当 =2时， 当 =0时， I1=I1=I21=1A 1+g1+0I21=-1A 1+g1-2当 = -2时， 特别当 = -1时， I1为无穷大，电路无解。 第二章 参考答案 一、单项选择题 1、 (b)； 2、 (d)； 3、(b)；4、 (c)；5、 (d)； 6、 (c)； 7、 (b)； 8、 (a)；9、(b)；10、(b)； 11、(a)； 12、(d)； 13、(c)。 二、填空题 1、R1R2；2、大；3、不相等；4、零；5、

7、无限大；6、不能；7、相等，RD=3RY；8、R1+R2小； 9、线性无源且不含受控源的电阻；10、大。 三、分析计算题 1、 u=1-R2R1u u2=u R1+R2R1+R2 2、 i1=165/11=15A u2=6i1=65=90V i2=90/18=5A u3=6i3=610=60V i3=15-5=10A u4=3i3=30V i4=30/4=7.5A i5=10-7.5=2.5A 3、 VCR： u=8+4i 等效电路如图2-3-3(a)、图2-3-3(b)所示。 2A4iua48Viua b 图2-3-3(a) b图2-3-3(b) 4、 VCR：u=7i 等效电路： i7ub

8、a 5、 Rab=6+15/(5+5)=6+6=12W Rcd=5/(15+5)=4W 6、解：原电路的等效电路如图2-3-6(a)、2-3-6(b)所示。 图2-3-6(a) 3A26A2A227I9V12+4VI7-图2-3-6(b) 由 I(2+7+1)=9-4 得： I=0.5A 7、解：原电路的等效电路如图2-3-7(a)所示。 -a2+4U 4 1 2A + U51b- 图2-3-7(a) Uab=-4U1+2(4+5) U1=25=10V Uab=-410+18=-22V 8、解：当R=4时，原电路的等效电路如图2-3-8(a)所示。 +U1-IR10W2W9所以有：I=4U1-

9、8109+64U1图2-3-8(a) 8V U1=10I 9可求得：I=-3A U1=-10V 3当U1=4V时，可知：I=3.6A ， IR=2+I=5.6A UR=-U1+2(2U1-I)=4.8V 所以 R=UR6= IR79、解：原图电路的等效电路如图2-3-9(a)所示。 图2-3-9(a) 2kW500I11kWII19V1kW1kW+U-9+500I13000 U=111+300010001000又由欧姆定律有：U=1000I1 解得：U=918=V 6.513因此： I=UU18=2.76910-3A=2.769mA 0.510005001350010、解：原电路等效为： 1A

10、+U12R12R31R232R12=1+2+(12)2=4W R23=2+2+(22)1=8W -231R31=1+2+(12)2=4W 图2-3-10(a) 可求得总电阻: R=56W U=IsR=1(56)=56V 11、解：先将R1, R2和R3构成的星形网络变换为等效的三角形网络，如图2-3-11(a)所示，其各边电阻分别为： (2)R12R4R6(1)R5(3)R23R12=R1+R2+R1R212=(1+2+)W3.667WR33R2R323=(2+3+)W=11W R11R3R131=(3+1+）W5.5W R22R23=R2+R3+R31=R3+R1+第二步，将原图中的两个三角

11、形网络合并为一个等效三角形网络，如图2-3-11 (b)所示。 US(1)I(2)R12R31R23(3)图2-3-11(b) 其各电阻分别为：R12=R12R43.6674=W1.913W R43.667+4=R23=R31R23R5115=W3.438W R511+5R31R65.56=W2.870W R65.5+6第三步：求出节点(1)和节点(3)之间的端口等效电阻，见图2-3-11(c)。 IR31(3)US图2-3-11(c) =R31+R23)R31(R12(1.913+3.438)2.870=W1.868W +R23+R31R121.913+3.438+2.870最后，求出通过电

12、压源的电流： I=US1=A0.535A 1.868R3112、解：由电压源和电流源等效的变换，把支路2的受控电压源转换为受控电流源。 由US=RSIS 得:gI3=R2IS /R2，电路如图2-3-12(a)所示。 I3R2得等效电流源为gI3 由分流公式可得： IS1rI3R2R3I2图2-3-12(a) I3=gIR2(IS1+3) R2+R3R2代入数据有: I3=0.5(1.5+0.5I3) 得： I3=1A I2=IS1-I3=0.5A 第三章 参考答案 一、单项选择题 1、 (b) ；2、 (a) ；3、 (a) ；4、 (c) ；5、 (d) ；6、 (d) ；7、 (c) ；

13、8、 (b) ；9、 (a) ；10、(b) ；11、 (c) ；12、(a) 。 二、填空题 1、相同；2、相同； 3、平面或非平面电路； 4、待求量U； 5、待求量i；6、不应该；7、平面电路；8、独立回路数。 三、分析计算题 1、KCL：i1+i3+i6=0； -i3+i4+i5=0； i2-i5-i6=0。 +R4i4=us1；-R4i4+R5i5=-us2； KVL：R3i3-R3i3-R5i5+R6i6=0。 2、KCL：i1+i3+i6=0； -i3+i5=is4； i2-i5-i6=0。 +R5i5=us1-us2；-R3i3-R5i5+R6i6=0。 KVL：R3i33、KC

14、L：i1+i2+i3=is1；-i3+i5=-is2； -i1-i2+i4=-is1。 节点电压方程： (111111+)un1-un2-(+)un3=is1R1R2R3R3R1R2111)un1+(+)un2=-is2R3R3R511111+)un1+(+)un3=-is1R1R2R1R2R4-(-(4、 节点电压方程： (111111+)un1-(+)un2=is1+is7 R1R2R3R4R3R4111111+)un1+(+)un2=is8-is7 R3R4R3R4R5R6-(5、 I1=-2.87A ，I2=0.82A，I3=2.05A,I4=0.80A 111+)un1-un2=is

15、 R1R2R26、 (-(111+g)un1+(+g)un2=0 R2R2R31un3=0 R4gun1-gun2+7、 KVL方程：uR1+uR2=us1； uR3+uR4+uR6-uR2=0； uR5+uR4+uR6=us5 网孔电流方程：(R1+R2)im1-R2im2=us1 -R2im1+(R2+R3+R4+R6)im2+(R4+R6)im3=0 (R4+R6)im2+(R4+R5+R6)im3=us5 8、 (R1+R2+R3)im1-R3im2-R2im3=us1 -R3im1+(R3+R4)im2-R4im3=-us4-us5 -R2im1-R4im2+(R2+R4+R6)im

16、3=us4-us6 9、 50Im1-30Im2=40 -30Im1+90Im2-10Im3=-50 Im3=-210、 网孔电流方程： 3Im1-2Im2-1Im3+U=7 -2Im1+6Im2-3Im3-U=0 -1Im1-3Im2+6Im3=0补充方程： Im1-Im2=7 11、 (1+gR2)im1-gR2im2=0 (r-R2)im1+(R2+R3-r)im2=us2 12、解：选4、5为树支，见图3-3-12(a)。 42 135图3-3-12(a) 列方程：(15+5+10)IL1-10IL2+5IL3=0 IL2=6,IL3=0.4I1=0.4IL1 可求得：I1=IL1=6

17、032=1.875A 第四章参考答案 一、单项选择题 1、 (d) ；2、 (d) ；3、 (a) ；4、 (c) ；5、 (b) ；6、 (c) ；7、 (a) ；8、 (c) ；9、 (b) ；10、(a) ；11、(c) ；12、(b) ；13、(d)。 二、填空题 1、线性电路；2、短路； 3、开路； 4、等效； 5、电压源；6、电流源；7、集总参数电路；8、电阻；9、不是。 三、分析计算题 1、 i1=1113us-is； i2=us+is； 848431i3=is； u2=us+is。 422、 i1=-0.6A; i2=3.4A 3、 I1=1.4A，U2=7.2V 4、解：由于

18、U1.5V，且R3， 故： I=1.5=0.5A 3 3支路可用0.5A的电流源置换，如图4-3-4(a)所示。 0.5AN2W2W图4-3-4(a) U 1U1=5、解法1： 0.52=0.5V 2求开路电路Uoc, 见图4-3-5(a): 2V2W2I2W-4V+I=0a+-UOCb 图 4-3-5(a) 得： UOC=4-2=2V 将原网络内部独立源置零，见图4-3-5(b)。 2W2W2I图4-3-5(b) I+-aUb由图可得：U=2I+(2I+I)2=8I Ro=U=8W Ia2V戴维南等效电路见图4-3-5(c)。 8Wb图4-3-5(c) 解法2：前已求得：UOC=4-2=2V

19、 将原网络端口短接，见图4-3-5(d)，得： 12V2W02I2W-4V+IISCab图 4-3-5(d) 用节点法，有: (0.5+0.5)Un1=2I-1-2 Un1=-2I-4 解得：I=-0.25A,ISC=-I=0.25A Ro=UOC=8W ISC解法3：设端口电流 I 已知，可求得该网络端口VCR： U=4+2I+(2I+I)2-2 U=2+8I 由VCR可直接画出电压源与电阻串联的等效电路, 见图4-3-5(c)。 6、 I=3A 7、解: 用戴维南定理，求开路电压uoc及等效电阻Req。 将RL两端开路，18=4i+(3i+i)(2+6) 求得： i=0.5A uoc=(i

20、+3i)6=40.56=12V 将RL两端短接，18=4i+(3i+i)(2+6/1) 求得： i=6767A，isc=(i+3i)=4=4A 66+167uoc12=3W isc4 所以得： Req= 当RL=Req=3W时，RL能获得最大的功率 PLmax1(uoc)236=2=12W RL38、解:戴维南等效电路如图4-3-8(a)所示。 a UOCRL R0b 图4-3-8(a) 图中 UOC=300V,Ro=25W 依最大功率传递定理，当RL=Ro=25W时，PL 最大，且 PLmax=3002(425)=900W 回到原电路，求得： R=30+150/25=3607W I=USR=

21、7A PUs=3607=2520W PLmaxPUs=9002520100%=35.71% 9、 I=9.61.67=2.78A 4+1.6710、解：由于图4-3-10(a)、图4-3-10(b)中的网络N相同，故有： +U2I2=U1I1+U2I2 U1I1代入已知数据可得： 10解得： U1=U1(-5)+51 +0I24= U152V=V 7.53若将图中的5V电压源换为15V电压源，则根据线性电路的其次性，可得此时的电压： 2=(3)V=2V U13第五章参考答案 一、单项选择题 1、 (a) ；2、 (c) ；3、 (d) ；4、 (b) ；5、 (b) 。 二、填空题 1、a端,

22、 公共端；2、Rin=，Ro=0，A=；3、线性区间；4、线性；5、零，虚断；6、负反馈。 三、分析计算题 1uoR=1+2 uinR1ui1ui2ui3+) R1R2R32uo=-Rf(3 uo=ui2R3RR(1+f)-ui1f R2+R3R1R14uo5uo=-2V =-1uidt RCdui dt6uo=-RC第六章参考答案 一、单项选择题 1、 (c) ；2、 (b) ；3、 (a) ；4、 (d) ；5、 (a) ；6、 (d) ；7、 (c) ；8、 (b) ；9、 (a) ；10、(d) ；11、(a) ；12、(a) ；13、(a)。 二、填空题 1、uC(0-)=uC(0+

23、)；2、iL(0-)=iL(0+)； 3、2e(t-1)-e(t-3)-e(t-4)A； 4、-0.8e-tA ； 5、201-e0V；9、1.5-3e-2t(-t)V ；6、9/8 ；7、3A， 4.5A，1S ；8、-1mA，2A。 三、分析计算题 1. i(t)=-2-2e-tA(t0) (t0) (t0) -0.75tu(t)=6+6e-tV2. iL(t)=2e-10tA3. i(t)=13+(16)e4. iL(t)=1-0.6e-10te(t) A uL(t)=LdiL(t)=2.4e-10tV dt5. iR1(0+)=1A 6. uC(0+)=USR2R1+R2 iC(0+)

24、=USR1+R2USR1+R2iL(0+)=uR2(0+)=USR2R1+R2uL(0+)=0 7. 解: 从电容元件两端看进去的戴维南等效电阻 R0=1.5+11=2W 11t=R0C=20.5=1s uC(t)=uC(0)e1-tt=-2e-tV t0 用电压为uC(t)的电压源置换电容，如图6-3-7(a)所示: 11图 1.5Wi(t)+-uR+uC-iR(t)图6-3-7(a) i(t)=CduCd=0.5-2e-t=e-tA t0 dtdt()1iR(t)=e-tA t0 21uR(t)=e-tV t0 28. 解: 当uS(t)=1V,iS(t)=0时，即电流源开路，电压源单独作

25、用，如图6-3-8(a)所示。 +R1-uS(t)+R2uC(t)-C图6-3-8(a) uC(t)=2e-2t+1，t0 25t=0时，uc(t)=V 2稳态时，电容相当于开路 uc()=R21us= R1+R22uS=1V时 R21= 得：R1=R2 R1+R22当is(t)=1A，us(t)=0时，即电压源短路，电流源单独作用，如图6-3-8(b)所示。 R1R2 +iS(t)C-uC图6-3-8(b) 1uC(t)=e-2t+2，t0 2稳态时 uC()=R1R2RRiS=2 , iS=1A , 12=2 R1+R2R1+R2由于 R1=R2 所以 1R1=2,R1=4W,R2=4W

26、2R1R2=2 R1+R2电容两端看进去等效电阻 R0=由于 t=R0C=1 2故 C=1F 4用叠加定理求完全响应零输入响应 (t)=uC(0)euC零状态响应： 1-tt5=e-2tV2t0 (t)=21-e-2t+uC()1(1-e) 2-2t55-2t=-eV22t0 完全响应 555(t)+uC(t)=e-2t+-e-2t uC(t)=uC222第八章参考答案 一、填空题 &=10p；4、u=10cos(wt-30)V；2，10，50Hz， p/3；2、能量等价效应；3、I31111115、 j；6、0；7、p； 8、-p；9、p；10、p；11、-p；12、p；13、滞622222

27、&=jwLI&；17、U&=RI&；&=-j1I&； 16、U后p/2；14、超前p/2；15、ULLRRCCwC1、108、电压滞后电流p/2； 19、电压超前电流p/2；20、电压与电流同相；21、短路，开路；22、有效值；23、&=0。 I&=0，U二、分析计算题 1、 2、 3、 A=44.72-116.57o。 A=-5+j12。 &=1p/6A，U&=2.2-p/3V。 I相量图 p/3jp/6.I+1.U4、 i1=1002cos(6280t-p3)A i2=102cos(6280t)A 第九章参考答案 一、单项选择题 1、(c) ，2、(b) ，3、(b) ，4、(c) ，5、

28、(b) ，6、(d) ，7、(b) ，8、(a) ，9、(d) ，10、(b) ，11、(a) ，12、(b) ，13、(c) ，14、(d) ，15、(c) ，16、(d) ，17、(c) ，18、(b) ，19、(b) ，20、(a) ，21、(d) ，22、(c) ，23、(a) ，24、(d) ，25、(a) ，26、(a) ，27、(b) ，28、(c) 。 二、填空题 1、 jwC；2、感性；3、22jS； 4、容性 ; 5、电压与电流的相位差；6、var；7、VA; 8、VA; 9、电压相量；10、电流相量；11、虚部；12、电压；13、零；14、Q；15、电流；16、电容，电感

29、；17、Q；18、断路；19、1；20、6+j63W；21、2.5+j2.53W,5；22、0.6；23、24、j0.1S；25、6V；26、2002-45V；27、6-j63W；28、20W； 16+j12W；29、o11；30、220+j440VA；31、0.6；32、R+j(wL-)。 wC2pL2C1三、分析计算题： 1、uac=5.042cos(wt-67.5)V 2、Z=2030W,Y=0.05-30S 3、I=0.074A，UR=0.74V，j=0-(-68.3)=68.3。 4、U=50V 5、I=10A oooo&=0.5769.97A，I&=0.18-20.03A。 &=0

30、.652.3A，I6、I12ooo7、等效并联模型 8、 u1(t)=10S125-j5S1252cos(2t+143.1)V &=29.8711.84oA。 &=27.73-56.34oA，I&=32.35-115.35oA，I9、 I31210、解: 用戴维南定理求解。 &，如图3-9-10(a)所示： 首先求开关电压Uoc5Wj5WA+5W-j5W&1U&ocU-&2UB图3-9-10(a) &=Uoc5+j5&-U&)+U& (U2115+j5+5-j5=44.7226.56o 求等效阻抗Z0: Z0=(5+j5)(5-j5)=5W 5+j5+5-j5AB端的戴维南等效电路如图3-9-

31、10(b)所示。 图3-9-10(b) Z0&ocU-j5W&0I&Uoc&=6.32571.56oA 由此图可求得: I0=Z0-j511、 i(t)=2.242cos(2t-26.60)A 12、解: 本题采用节点法求解较方便，作出以导纳形式表示的相量模型如图9-3-12(a)所示。 图9-3-12(a) &IjwC1jwC311R2+&2U-1R4&2gmU(1&-jwCU&+jwC1+jwC3)U231=I R2&+(jwC+1)U&=-gU&-jwC3U231m2 R4&由上式得: U1=-gm+jwC3&-gmR4+jwC3R4&U2=U2 11+jwC3R4+jwC3R4则有:

32、(1&-jwC-gmR4+jwC3R4U&=I& +jwC1+jwC3)U232R21+jwC3R4电路的输入导纳: &I1-gmR4+jwC3R4U=+jwC1+jwC3-jwC3 &UR1+jwCR2234(1=R22+jwC1+jwC3)(1+jwC3R4)+jwC3R4gm+w2C3R41+jwC3R411-w2C1C3R4+jw(C1+C3+C3R4)(+gm)RR2=2 1+jwC3R41-w2C1C3R2R4+jw(C1R2+C3R4+C3R2(1+R4gm)= R2+jwC3R2R4电路的输入阻抗为: &U1R2+jwC3R2R4Z=2= &U1-w2C1C3R2R4+jw(C

33、1R2+C3R4+C3R2(1+R4gm)I13、解:二端网络的阻抗为: &-U&UUNabZ=22.36/25.560W &jwCIUb14、解:原图的阻抗为Z=R+jwL=(6+j8)W Y=11=0.06-j0.08=G-jB Z6+j8所以: R=11=16.67W L=0.04H GwB其等效电路如图9-3-14(a)所示。 RL图9-3-14(a) 当f=1MHz时，阻抗为: Z=R+jwL=(6+j160140)W Y=116160140=2-j=G-jB 222Z6+j1601406+1601406+160140故: R=1=4274MW GL=1160140=25.5mH w

34、B2p106=2/1200V. &15、解:其相量模型如图9-3-15(a)所示，US&1I&SU-j1W&1I-j0.5W&I+2W&U_图9-3-15(a) &: 令I&=0,则U求开路电压相量Uoc&=I1&. =Uoc2/12002/1200=A 2(-j2)2.24/-63.430-j+2-j2&为: U开路电压Uococ&-I&(-j)+U& =-I11S=0.6332/93.530V 下面求等效阻抗Z0，求等效阻抗的相量模型如图9-3-15(b)所示。 &1I-j1Wa&1I-j2W&I&2I2Wb&3I+&U_图9-3-15(b) &=I&+U& Uab1&+U&-UIab1&

35、= 又 I1= -jj&=所以 I1&U1& =/-1350U-1+j2&=I&+U&=(1/-1350+1)U& Uab12&=0.5U&=1/-450U&A I2ab22&=1U&=1/450U&A I3ab-j222&=-I&+I&+I&=(1+j0.5)U&=1.118/26.560U& I123由上式得等效阻抗: &U0=0.8944/-26.56W Z0=&I所求得戴维南等效电路如图9-3-15(c)所示: Z0&ocU图9-3-15(c) 第十章参考答案 一、单项选择题 1、(a)，2、(c)，3、(a)，4、(d)，5、(a)，6、(d) ，7、(b) 二、填空题 1磁耦合 2

36、相反 3负值，感性。 4非铁磁 5零 6变比 7变压、变流和变阻抗。 L1L2-M28Leq= L1+L2+2ML1L2-M29 L2L1L2-M210 L211 12 1i1i22L1-MM31L1+M-M3L2-Mi32L2+M三、分析计算题 1i=25cos(100t+45)A L1L2-M22Leq= L1+L2+2M3、网孔电流方程 &-jw(L-M-M)I&jw(L1+L2-2M12)Im121223m2=US &+R+jw(L+L-2M)I&=0 -jw(L2-M12-M23)Im12323m24、i2(t)=cos(t-36.9)A 5、 Zo=3.24+j3.06(W) a+

37、&UOC-Zob&=15.054.76V UOC7、解 自22处断开RL Z22=jwL2-jZf2=11=j106110-3-j6=0wC210100010-12w2M2Z11(106)2(2010-6)2=40W(纯阻)10Z0=Z22+Zf2=0+40=40W=Zf2(纯阻)&U100&I10=s=10AZ1110&jwMIj1062010-61010&I2=0.2590AZ0+RL40+402PLmax=I2RL=(0.25)240=2.5WUC2=11I2=60.25=250V-12wC2101000108、解 画出变压器原副边的等效电路，如图10-3-8(a)、10-3-8(b)所示。 图10-3-8(b) 图10-3-8(a) Z22=R2+jwL2=2+j12=2245W &=j3+ZI&U1f1s=j3+1-j120 =25