“电路原理”第1-6章作业参考

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第一章“电路模型和电路定律”练习题

1-1说明题1-1图(a )、(b )中:(1)u 、i 的参考方向是否关联?(2)ui 乘积表示什么功率?(3)如果在图(a )中u >0、i <0;图(b )中u >0、i >0,元件实际发出还是吸收功率?

元件

(a ) (b )

题1-1图

答:(1)1-1图(a )中u 、i 在元件上为关联参考方向:1-1图(b )中u 、i 在元件上为非关联参考方向。

(2)1-1图(a )中P=ui 表示元件吸收的功率;1-1图(b )中P=ui 表示元件发出的功率。 (3)1-1图(a )中P=ui <0表示元件吸收负功率,实际发出功率:1-1图(b )中P=ui >0 元件实际发出功率。

1-4 在指定的电压u 和电流i 的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u 和i 的约束方程(即VCR )。

(a ) (b ) (c )

(d ) (e ) (f )

题1-4图

答:1-4图(a )中u 、i 为非关联参考方向,u=10×103i 。

1-4图(b )中u 、i 为非关联参考方向,u=-10i 。 1-4图(c )中u 与电压源的激励电压方向相同u= 10V. 1-4图(d )中u 与电压源的激励电压方向相反u= -5V. 1-4图(e )中i 与电流源的激励电流方向相同i=10×10-3A 1-4图(f )中i 与电流源的激励电流方向相反i=-10×10-3A

1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。

(a ) (b ) (c )

题1-5图

答:题1-5图(a)中流过15V电压源的2A电流与激励电压15V为非关联参考方向,因此,电压源发出功率P U发=15×2W=30W; 2A电流源的端电压为U A=(-5×2+15)V=5V, 此电压与激励电流为关联参考方向,因此,电流源吸收功率P I吸=5×2W=10W;电阻消耗功率P R=I2R=22×5W=20W电路中P U发=P I吸+P R功率平衡。

1-5图(b)中电压源中的电流I US=(2-5/15)A=-1A,其方向与激励电压关联,15V的电压源吸收功率P US吸=15×(-1A)=-15W电压源实际发出功率15W。2A电流源两端的电压为15V,与激励电流2A为非关联参考方向,2A电流源发出功率P IS发=2×15=30W。、

电阻消耗功率P R=152/5=45W,电路中P US+P R=P IS发功率平衡。

1-5图(c)中电压源折中的电流I US=(2+15/5)A=5A方向与15V激励电压非关联,电压源发出功率P US发=5×15=75W。电流源两端的电压为15V,与激励电流2A为关联参考方向,电流源吸收功率P IS吸=2×15=30W,电阻消耗功率P R=152/5=45W,电路中P US发=P IS吸+P R功率平衡。

1-16 电路如题1-16图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。

I

1

(a)(b)

题1-16图

答:题1-16图(a)中,应用KVL可得方程:-U+2×0.5+2U=0得U=-1V,电流源电压U与激励电流方向为非关联,因此电流源发出功率P IS发=-1×0.5=-0.5W(实际吸收功率)。电阻功率P R=0.52×2=0.5W VCVS两端的电压2U与流入电流方向关联,故吸收功率P US吸=2U×0.5=-1W(实际发出功率)。P IS发=P US吸+P R

题1-16图(b)中,在结点A应用KCL可得:I2=I1+2I1-3I1

再在左侧回路应用KVL可得:2I1+3I1=2得I1=0.4A

根据各电流、电压方向的关联关系,可知,电压源发出功率为P US发=2I1=0.8W

CCCS发出功率为P CS发=3I1×2I1=3×0.4×2×0.4=0.96W

2Ω电阻消耗功率P R1=I12×2=0.32W

2Ω电阻消耗功率P R2=(3I1)2×1=1.44W

P US发+P CS发=P R1+P R2

1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u1及电压u。

u

1

题1-20图

答:先将电流i写为控制量u1的表达式,即i=(2-u1)/1×103

再在回路中列写KVL 方程可得u 1=10×103×(2 -u 1)/1×103+10 u 得u 1=20V u=10 u 1=200V

第二章“电阻电路的等效变换”练习题

2-1电路如题2-1图所示,已知u S =100V ,R 1=2k Ω,R 2=8k Ω。试求以下3种情况下的电压

u 2和电流i 2、i 3:(1)R 3=8k Ω;(2)R 3=∞(R 3处开路);(3)R 3=0(R 3处短路)。

题2-1图

答:答:(1)当R 3=8k Ω时,R 2// R 3=8×8/(8+8)=4 k Ω,

因此u 2=4×103×100/(2×103+4×103)=66.67V i 2= i 3= u 2/8×103

=8.333mA

(2) 当R 3=∞时,按分压公式8×103×1×00V/(2×103+8×103

)=80V

i 2 = u 2/ R 2=80/8×103

A=10 mA i 3=0

(3)当R 3=0时u 2=0,i 2,0得i 3=u S / R 1=100/2×103

A=50 mA

2-5用△—Y 等效变换法求题2-5图中a 、b 端的等效电阻:(1)将结点①、②、③之间的三个9Ω电阻构成的△形变换为Y 形;(2)将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9Ω电阻构成的

Y 形变换为△形。

a

b

题2-5图

答:答:(1)变换后R ab =3+〔(3+9)×(3+3)〕/〔(3+9)+(3+3)〕=7Ω

(2)连接成Y 型的3个9Ω电阻经变换成3个连接成△型的27Ω电阻。变换后有: 1/(1/27+1/〔(9×27)/(9+27)+(3×27/(3+37)〕=7Ω

2-11 利用电源的等效变换,求题2-11图所示电路的电流i 。