电路分析基础习题及答案

@微笑、敷衍心痛。电路分析基础练习题@微笑、敷衍心痛。1-1在图题1-1所示电路中。元件A吸收功率30W，元件B吸收功率15W，元件C产生功率30W，分别求出三个元件中的电流I1、I2、I3。解61IA，32IA，63IA1-5在图题1-5所示电路中，求电流I和电压UAB。解1214IA，39442103ABUV1-6在图题1-6所示电路中，求电压U。解U253050，即有30UV1-8在图题1-8所示电路中，求各元件的功率。解电阻功率：123223PW，82/422PW电流源功率：0)6410(22AP，4141APW电压源功率：2021010VPW，4)221(44VPW2-7电路如图题2-7所示。求电路中的未知量。解1262SUV349122IA112/12/33SUPIA3/1313/420IAV51IA2IBV5V53IC图题1-13V5V4122I1I5V30A2UV50图题1-6图题1-7V1032A2A1V4图题1-80I3R69eqRSUA22I3IW123P图题2-7@微笑、敷衍心痛。121123R13363/13120IURSeq2-9电路如图题2-9所示。求电路中的电流1I。解从图中可知，2与3并联，由分流公式，得1123553III1113IA所以，有131321IIII解得5.01IA2-8电路如图题2-8所示。已知213II，求电路中的电阻R。解KCL：6021II213II解得451ImA,152ImA.R为6.615452.2Rk解(a)由于有短路线，6ABR,(b)等效电阻为1.15.25.15.01//)1//11(1//1ABR2-12电路如图题2-12所示。求电路AB间的等效电阻ABR。解(a)75210//10)8//82//(6//6ABR(b)612//62)104//4//(64//4ABRV13121I15I图题2-92I3Ik2.2R0mA62I1I图题2-8688621010AB46AB44446图题2-12(a)(b)@微笑、敷衍心痛。3-4用电源变换的方法求如图题3-4所示电路中的电流I。解电路通过电源等效变换如图题解(a)、(b)、(c)、(d)所示。所以，电流为2.0102IA3-6求如图题3-6所示电路中的电压abU。并作出可以求abU的最简单的等效电路。解51015abUV，最简单的等效电路如图题解3-6所示3-8求图题3-8所示电路中的电流i。解KVL：09.0111uui或11.0ui由KCL：联立解得6/1iA3-14求图题3-14所示电路中电流表的读数。(设电流表的内阻为零)V5V50A10A11ab图题3-6V50A11ab图题解3-631A1i19.0u1u2图题3-82345I0V2A62224图题3-44345I0V224V12325I24A235I4A14V435I2图题解3-4(a)图题解3-4(b)图题解3-4(c)图题解3-4(d)AV1036122312ui1@微笑、敷衍心痛。解电路是一个平衡电桥，电流表的读数为0。4-2用网孔电流法求如图题4-2所示电路中的电流xI。解先将电流源模型变换成电压源模型，设网孔电流如图所示。列网孔方程0)(315800)(4)(32100)(4823312322211IIIIIIIIIII解得：26.91IA，79.22IA，98.33IA所以79.22IIxA4-3用网孔电流法求如图题4-3所示电路中的功率损耗。解显然，有一个超网孔，应用KVL2090I15I521即11015521II电流源与网孔电流的关系621II解得：101IA，42IA电路中各元件的功率为200102020VPW，36049090VPW，1806)10520(6APW，74015451022电阻PW显然，功率平衡。电路中的损耗功率为740W。4-10用节点电压法求如图题4-10所示电路中的电压0U。解只需列两个节点方程10U40110181U10140810U101U1015015140512121解得501UV，802UV所以1040500UV4-13电路如图题4-13所示，求电路中开关S打开和闭合时的电压U。解由弥尔曼定理求解开关S打开时：00V1438215V80xI图题解4-21I2I3I0V4405100A1500U8图题4-1012k400k2V300V1000k1V300US490V20V916A6图题解4-31I2I@微笑、敷衍心痛。10020/140/120/30040/300UV开关S闭合时5-4用叠加定理求如图题5-4所示电路中的电压U。解应用叠加定理可求得10V电压源单独作用时：V62531021546UUU5A电流源单独作用时：V6125)8121232(5)2//68//4(5U电压为V256125625UUU5-8图题5-8所示无源网络N外接US=2V,IS=2A时,响应I=10A。当US=2V，IS=0A时,响应I=5A。现若US=4V，IS=2A时，则响应I为多少?解根据叠加定理:I＝K1US＋K2IS当US=2A.IS=0A时I=5A∴K1=5/2当US=2V.IS=2A时I=10A∴K2=5/2当US=4V.IS=2A时响应为I=5/2×4+5/2×2=15A5-10求如图题5-10所示电路的戴维南等效电路。解用叠加定理求戴维南电压161796329421ThUV戴维南等效电阻为33//61ThR5-16用诺顿定理求图题5-16示电路中的电流I。解短路电流ISC=120/40=3A等效电阻R0=80//80//40//60//30=10A13201010IV2857.1410/120/140/110/10020/30040/300U4A5V10U862图题5-4SUSIIN图题5-832A2ABV1741图题5-1040302020V1I608080图题5-16@微笑、敷衍心痛。5-18电路如图题5-18所示。求RL为何值时，RL消耗的功率最大？最大功率为多少？解用戴维南定理有，开路电压：485.1836OCThUUV戴维南等效电阻为8.48//120RRTh所以，RL=R0=4.8时，RL可获得最大功率，其最大功率为W1208.44484202maxRUPOCL5-20如图题5-20所示电路中，电阻RL可调，当RL=2时，有最大功率Pmax＝4.5W，求R＝？?SU解：先将RL移去，求戴维南等效电阻:R0=(2+R)//4由最大传输定理：220RRRL用叠加定理求开路电压：SOCUU5.086由最大传输定理：V6W,5.4402maxOCOCLURUP65.086SOCUU，故有US=16V6-1参见图题6-1：(a)画出600tms时Lu随时间变化的曲线；(b)求电感吸收功率达到最大时的时刻；(c)求电感提供最大功率时的时刻；(d)求40tms时电感贮存的能量。解(a)dtdiLuLL的波形如图题解6-1所示。(b)LLiup,0p吸收功率，吸收功率达到最大时的时刻为mst40。(c)0p提供功率，提供最大功率时的时刻为mst40,20。(d)40tms时电感贮存的能量：5.2252.05.0LwJ6-5如图题6-5所示电路原已稳定，t=0时将开关S打开，求)0(i及)0(u。10A36V328LR图题5-182RSULRA8A34图题5-20图题6-1010203004050655A/Lims/tLiLuH2.0图题解6-1010203004050650100V/Lums/t100@微笑、敷衍心痛。解)0()0(LLii=2/5×6=2.4A)0()0(CCuu=2.4×3=7.2V画出初态等效电路如图题解6-5所示,用叠加定理得:44.23232.7)0(iA；6-7在图题6-7的电路中，电压和电流的表达式是teu5400V，0ttei510A，0t求：(a)R；(b)；(c)L；(d)电感的初始贮能。解(a)由欧姆定律40iuR(b)时间常数为5/1s(c)求L：5140LRL,即有8LH。(d)电感的初始贮能400100821)0(212LiwLJ6-8图题6-8所示电路中，开关S断开前电路已达稳态，0t时S断开，求电流i。解初始值2)0()0(iiA终值0)(i时间常数：伏安关系法UIU5.010IU105.0205.010IUR201RLs所以，电流为0A220teit图题6-53A6.5F0u12.1H0iS3)0(u12)0(i.4A2.2V7图题解6-5V44.2)323(2.732)0(uLRiu图题6-7100V2u10u5.0iS图题6-8H1@微笑、敷衍心痛。6-9如图题6-9所示电路中，换路前电路已处于稳态，t=0时开关闭合，求uC(t)、iC(t)，并画出它们的波形。解:初始值：uC(0+)=uC(0-)=10V,稳态值：uC()=-5V时间常数：=RC=101=10s;故有0V155)(1.0tetutC0A5.1)(1.0tedtduCtitCC波形如图题解6-9所示。6-11图题6-11所示电路原已稳定，t=0时断开开关S后,求电压u(t)。解：电感中的电流0)0()0(LLii0t时，电感元件相当于开路，故有41010)300100()0(3uV稳态时，电感元件相当于短路，故有2.21010)50060000100()(3uV时间常数：5003002000R50010RLs所以，tteetu5005008.12.2)2.24(2.2)(V0t6-13如图题6-13所示电路中,开关S打开前电路已稳定，求S打开后的i1(t)、iL(t)。解:初始值：uC(0+)=uC(0-)=20V,iL(0+)=iL(0-)=1A;i1(0+)=(40-20)/20=1A稳态值：iL()=0;i1()=0时间常数：1=RC=200.1=2s;2=L/R=0.2/20=0.01s故有0)(5.01tAetit0)(100tAetitL6-15如图题6-15所示电路原已达稳态。开关S在t=0时闭合。求电容电压Cu的零输入响应，零状态响应及全响应。解初始值：V3)0()0(CCuu；稳态值：V532)(Cu时间常数：sCR4220F12010SCuA1V1010Ci105)A(),V(CCiut5.1CuCi图题6-9图题解6-93000mA1u1001HS200图题6-11100V4F1.01051010H2.0SLi1i图题6-1336A1V9F2C