《电路分析基础》作业参考解答

其中
整理得
解得 。故 。
（2）选取参考节点如图（b）所示，其节点电压方程为
其中
整理得
解得 。
故
第四章（P107-111）
4-2 应用叠加定理求题4-2图所示电路中电压 。
题4-2图
解：将上图中两个电压源看成一组，电流源看成另一组，其各自的分解电路如下图所示。
题4-2图的分解图
对于第一个分解电路，由节点电压法有
《电路分析基础》作业参考解答
第一章（P26-31）
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）解：标注电压如图（a）所示。
由 有
故电压源的功率为
（发出）
电流源的功率为
（吸收）
电阻的功率为
（吸收）
（b）解：标注电流如图（b）所示。
由欧姆定律及 有
，
故电压源的功率为
1.求图3中的电流 。
图3
解：方法1：标注电流如左上图所示。
因为
所以
由 可得
方法2：将原电路左边部分进行电源等效变换，其结果如右上图所示。
由此可得
2.如图4所示电路，求电压 。
由上图可得
3.求图5所示电路的输入电阻 。
图5
解：采用“ ”法，如右上图所示，将其左边电路用电源等效变换法进一步化简为下图所示电路。
（发出）
电流源的功率为
（发出）
电阻的功率为
（吸收）
1-8 试求题1-8图中各电路的电压 ，并分别讨论其功率平衡。
（b）解：标注电流如图（b）所示。
由 有
故
由于电流源的功率为
电阻的功率为
外电路的功率为
且
所以电路的功率是平衡的，及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。
1-10 电路如题1-10图所示，试求：
整理得
解得 ， ， 。
故
题3-12图
3-13 用回路电流法求解：
（1）题3-13图（a）中的 ；
（2）题3-13图（b）中的 。
题3-13图
解：（1）选取回路如图（a）所示，其回路电流方程为
解得 。
故
（2）选取回路如图（b）所示，其回路电流方程为
整理得
解得 ， 。
故
3-20 题3-20图所示电路中电源为无伴电压源，用节点电压法求解电流 和 。
（3）将戴维宁等效电源接上待求支路
由此可得
故当电阻 分别为 、 和 时，电流 的值分别为 、 和 。
2. 如图7所示电路，求当 时可获得最大功率，并求该最大功率 。
图7
解：将负载断开，对断开后的电路进行戴维宁等效。
1. 求开路电压
方法1：节点电压法。如左下图所示电路，其节点电压方程为
解得 。
故
或
方法2：电源等效变换法。原电路可以等效变换为右上图所示电路
由并联电路的分流公式可得
，
故
2-11 利用电源的等效变换，求题2-11图所示各电路的电流 。
题2-11图
解：电源等效变换的结果如上图所示。
由此可得
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2-15试求题2-15图（a）、（b）的输入电阻 。
解：(a) 如题2-15图所示。采用“ ”法，如右下图所示。
题2-15图
显然
由 有
即
整理得
故
补充题：
故
或
如图（f）所示。
将原电路中上边和中间的两个 形电路变换为 形电路，其结果如下图所示。
由此可得
2-8 求题2-8图所示各电路中对角线电压 及总电压 。
题2-8图
解：方法1。将原电路中左边的 形电路变换成 形电路，如下图所示：
由并联电路的分流公式可得
，
故
方法2。将原电路中右边的 形电路变换成 形电路，如下图所示：
故 的戴维宁等效电源电路如下图所示
题4-11图的戴维宁等效电源
补充题：
1. 如图6所示电路，求电阻 分别为 、 和 时电流 的值。
图6
解：该题涉及到求电阻 取不同值时的电流值，用戴维宁定理比较简单。
将待求支路 开路，对所形成的一端口进行戴维宁等效。
（1）求开路电压
由右上图可得
（2）求等效电阻
如上图所示有
代入已知条件有
解得 ， 。
故
当 合向位置3时， ，此时有
4-11 题4-11图（a）所示含源一端口的外特性曲线画于题题4-11图（b）中，求其等效电源。
题4-11图
解：由于一端口的外特性曲线经过 和 两点，所以其直线方程为
整理得
令 ，即端口开路，可得其开路电压为
令 ，即端口短路，可得其短路电流为
由此得一端口的等效电阻为
由此可得
或
2. 求等效电阻
其对应的等效电路图如下图所示
其等效电阻为
所以，当负载电阻 时，其上可获得最大功率，最大功率为
3. 如图8所示电路， 为含有独立电源的电阻电路。已知当 时可获得最大功率，其值为 ，试求 的戴维宁等效电路（其电压源的实际极性为上正下负）。
由 及 可得
整理得
故
第三章（P76-80）
3-11用回路电流法求题3-11图所示电路中电流 。
题3-11图
解：取回路如上图所示（实际上是网孔电流法），其回路电流方程为
整理得
解得 ， 。
故
3-12 用回路电流法求题3-12图所示电路中电流 及电压 。
解：取回路如下图所示（实际上是网孔电流法），其回路电流方程为
由 有
解得 ， 。
故
第二章（P47-51）
2-4 求题2-4图所示各电路的等效电阻 ，其中 ， ， ， ， 。
解：如图（a）所示。显然， 被短路， 、 和 形成并联，再与 串联。
如图（c）所示。
将原电路改画成右边的电桥电路。由于 ，所以该电路是一个平衡电桥，不管开关 是否闭合，其所在支路均无电流流过，该支路既可开路也可短路。
（1）图（a）中， 与 ；
解：如下图（a）所示。
因为
所以
1-19 试求题1-19图所示电路中控制量 及电压 。
解：如图题1-19图所示。
由 及 有
整理得
解得 ， 。
题1-19图
补充题：
1. 如图1所示电路，已知 ， ，求电阻 。
图1
解：由题得
因为
所以
2. 如图2所示电路，求电路中的 、 和 。
图2
解：用 标注各支路电流且标注回路绕行方向如图2所示。
解得
对于第二个分解电路，由分流公式有
由叠加定理得
4-8 题4-8图所示电路中 ， ，当开关 在位置1时，毫安表的读数为 ；当开关 合向位置2时，毫安表的读数为 。如果把开关 合向位置3，则毫安表的读数为多少？
题4-8图
解：将上图可知，产生毫安表所在支路电流的原因有电流源和电压源，电流源一直保持不变，只有电压源在变化，由齐次定理和叠加定理，可以将毫安表所在支路电流 表示为
题3-20图
解：选取参考节点如图所示，其节点电压方程为
整理得
因为
， ，
所以
，
故
3-21 用节点电压法求解题3-21图所示电路中电压 。
解：选取参考节点如图所示，其节点电压方程为
其中
解得 。
故
题3-21图
3-22 用节点电压法求解题3-13。
题3-22图
解：（1）选取参考节点如图（a）所示，其节点电压方程为