潘双来电路基础第二版课后习题答案详解

1、第二章习题解答(电阻电路分析)p2-44 第一章 答案 2a3-+u53e-tau+-(b) (c)+-5v1010(a)i1-3 求电路中未知的u、i、r或p的值。解：(a) i = -0.5a； (b) u = -6v； +-3cos2tv547cos2t v+-5+4re-6ta15+12e v+-(d) (e) ( f )-6tp=?i (c) u = -15； (d) i = 1.75cos2t a； (e) r =3； (f ) p = 1.8w1-13 图示电路中的电源对外部是提供功率还是吸收功率？其功率为多少？8a(d) -2v +5a +-2v -1a(c)(b)+10v-4

2、a +3v -4a(a)解：(a) 供12w；(b) 吸40w； (c) 吸2w；(d) 2v供26w；5a吸10w（总共向外供16w）。1-15 求图示各电路中电压源流过的电流和它发出的功率。+ 2v-1i(b)i(c)+ 2v-1ai(d)4+ 2v-4i(a)解：(a) i = 0.5a, p发 = 1w；(b) i = 2a, p发 = 4w；(c) i = - 1a, p 发= - 2w；(d) i = 1a, p 发= 2w.3a+ u1 -4-2u1+(a)i210(b)6i2+5v-1-18 (1) 求图(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率； (2) 求图(b)电路中受控电

3、流源的电流和它的功率； (3) 试问(1)、(2)中的受控源可否用电阻或独立源来替代，若能，所替代元件的值为多少？并说明如何联接。解：(发出)； (吸收)；(3) 图(a)中的vcvs可用下正上负的24v电压源替代；图(b)中的cccs可用3a的电流源或(5/3)的电阻替代。rli2i1+ u0-+ us-(a)i2i1+ u0-+ us-(b)r1rf1-19 试用虚断路和虚短路的概念求图示两电路中的 i1 、i2 及u0 的表达式。解：(a) i1 = 0， u0 = us ，i2 = us/rl ； (b) i1 = i2 = us/r1 ，u0 = - rf us/r1.1-22 求图

4、示各电路中的uab ，设端口a 、b 均为开路。(c)i10- 3i +ab+ 5v-101a+ 3v -ab(d)55242+ 6v -+ 4v -ab(a)152+ 6v -ab(b)+ 8v-解：(a) uab = 2 + 4 = 2v；(b) uab = 1 + 8 = 7v；(c) i = 0.25a，uab = 13i = 3.25v；(d) uab = 3 + 5 = 2v.+20v 5k10k2k3knm+ 5v-5v+5v1-24 求电压umn .解：um = 5 +10 =15v，un = 6 5 =1v，umn = 15 1 =14v.1-26 求图题1-26所示电路中的

5、电压u和电流i，并求受控源吸收的功率。6v4a+u-i2i2v(a)解：(a) 4 = i 2i + 6i/2 i = 2 a u = 6i = 12v，pcccs发 = 2iu = 48w；pcccs吸 = -48w；+6v- u +2v+ 3u -6vi(b)(b) 3u + u + 6 + (6/2)u u = 6v i = u/2= 3a，pvcvs吸 = 3ui = 54w .2s 2 a 22s b (c)2-1 求各电路的等效电阻r abab各电阻阻值均为r (b)10 101010 a b (a)a 1 1 kb 2 2 4(h)(1) k打开(2) k闭合 r r rrr r

6、 r rab(g) 2.5 a 8 5 4 4 5 2 b(i) 1 1 a 2 2 1 2 b 2 (i)解：(a)r ab=10/4=2.5；(b) r+r/(r+0.5r) =1.6r ; (c) 2+2/(0.5+0.5) =8/3；(g) r ab =r/8 ；(h) (1) r ab =(1+2)/(2+1)=1.5；(2)因为电桥平衡，故r ab =1.5；(i) 变换得右图，故r ab =(20/9)/(20/10.5)+(20/19)=1.269；2-4 如图(a)，r = 500，其额定电流为1.8a，u =500v，r1 =100，求(1)输出电压u 2 ； (2)如图(

7、b)，用内阻来800的电压表去测量输出电压，其读数为多大？ (3)若误将内阻为0.5、量限为2a的电流表当作电压表去测量输出电压，则有何后果？+ r1 u r + a - - (c)u2+ r1 u r + v - - (b)+ r1 u r + u2 - - (a)解：u2(1) ； (2) (3) ， 远大于2a及1.8a，这会导致电流表及滑线电阻器的损坏。a 2 +1v- 1a 2 5 2 1ab (d )a6a 22a 2b(c)2-8 利用电源等效变换化简各二端网络。 a 21 5a b (b) a3+ 210v- b (a)+ a 8v-4 b- a 5v+3 b+ a 4v-1.

8、2 b解：(a) (b)(c) a a 3 b 5 3 a2a 4 b a a 1.2 b10 3 或或或a 4 -1v+ 1a 5 2ba + 3v - 5 6ba 4 0.75a 5 2ba a b301112(d ) 2-10 应用等效电源变换的方法求电路中的电流i 1a 42 2 i+ - 10 10 11v 6v- +解：(a)5- 2i 1.5v 5+ +4v- 42 2.5a 2 i 10 10i =-0.075a(b)i2 2+ 2v-i 223 4+- 2v 6v 12v-+ i 2 31a 2 + 46v 3a - i=-0.5a .2-11 求各电路的入端电阻ri .解：

9、1i1 2i1ri 2 2 (a);+ u1 - 64 +ri 2 2u1 -+ u1 -4 u1 1.5 i 4i1+ i1 +-u 2 3-13+ u1 - 1.5 + i 4 + u 0.5u1 - - (b) + u1 - - 2u1 +10 10+ u1 -10 100.2u1 0.4u1+ u1 -ri 1010 20 10 (c)+ u1 - 4u110- + 20 20 ;i i1+ 6 +u 3 i1- -i1i13 133 3i1ri 3 6+364a-2i1 (d).2-12 求各电路的入端电阻ri (提示：设控制量等于1)。4i1 +ri 2 4i1 -4 + i 1a

10、 + u 2 4v - -解： (a) ;i11a+u- 62a 31 i1ri 62i1 3 (b) ;12k+ u1 - 3kri 1k2k + 4k -1.5u1i+ 1v - + 1k2k + u- 3k -1.5v (c)+ 4v -24+ 8ix-+ 6v-ix10m1m22-16 用网孔分析法求电路中的ix 。解： 2-17 电路如图示，用回路分析法求电流源的端电压u 。0.511+10v-1a2l3l1l2+u-解： 2-23 用节点分析法求图示电路中的u和i 。解：43i2+u-+12v-(b)i8a311+u-i+10v-2(a)(a)(b)2-24 用节点分析法求电路中的

11、ua 、ub 、uc (图中s代表西门子)。2s1s4s6s5s9s3s9a+ 1.2v- 1v +cba解： 2-28 试求电路中的u1 。解：2-32 图示电路为一电压-电流变换器，试证明：如果r1r4= r2r3 ，则无r2r4r1+us-r3rlil+uo-论rl取何值，il与us均成正比。证明：3-1 用叠加定理求各电路的电压u2 。432i1i1+u23a+ 2v(a)解：(a) 2v电压源单独作用时，3a电流源单独作用时，3-3 电路如图示，当开关s在位置“1”时，毫安表的读数为40ma；当开关s在位置“2”时，毫安表的读数为60ma。问：开关s在位置“3”时，毫安表的读数为多少

12、？mar2r11r332+ 6v - 4v + us+i3解：可设i3 = k1us + k2us右 3-5 电路如图示，当2a电流源未接入时，3a电流源向网络提供的功率为54w，u2 =12v；当3a电流源未接入时，2a电流源向网络提供的功率为28w，u3 =8v；求两电流源同时接入时，各电流源的功率。2a3a纯电阻网络+u3-+u2-解：可设：u2 = k1 is1 + k2 is2 ， u3 = k3 is1 + k4 is2 ，3-7 试用戴维南定理求图示各电路的电流i .112i111a1+2v- 2v +(d)30k60k20ki-120v+120v-100v(c)i64a23ba

13、+24v-4(a)解：3-9 用诺顿定理求图示各电路的电流i .42332i1i+5v-i1(a)3506000300050i1i1+u2-+10v-+0.1u2-(c)i解：(a) 开路时短路时ri =(-5)/(-2.5)=2； i = -2.52/(3+2) = -1a； (c) 短路时开路时ri =102.4/(-1.4286)= -71.69； i = 102.4/(6000-71.69) = 0.0173a .3-14 在图(a)电路中，测得u2 = 12.5v，若将a、b两点短路，如图(b)所示，短路线电流为i =10ma，试求网络n的戴维南等效电路。b5k+u2-+20v-2.

14、5kan(a)b5ki+20v-2.5kan(b)b+uoc-r i(c)a解：设网络n的戴维南等效电路如图(c)所示。按题意有：13i+4v-irx113-16 电路如图示，问rx 为何值时它可获得最大功率？此最大功率为何值？解：3-19 对图示电阻网络中，电压源电压us及电阻r2 、r3之值可调，改变us 、r2 、r3之值，进行两次测量的数据如下：r2r3r8r9r7r11+ u3 -r6r4r12r18r10r19r20r17r14r15r16r13i1i3+u2-+us-i2r5(1) 当us = 3v，r2 = 20，r3 = 5时，i1=1.2a，u2= 2v，i3= 0.2a；

15、(2) 当us = 5v，r2 = 10，r3 = 10时，i1= 2a，u3= 2v。求此时的i2 。解：由特勒根定理(仿照互易定理的证明)知：3-20 线性无源电阻网络nr如图(a)，若us =100v时，u2 =20v，求当电路改为图(b)时，i = ?10+u2-5nr(a)10a105inr(b)5a10+u2-5+us-nr(a)解法一：图(a)可等效成图(a)，故由互易定理得：10i = 0.5u2 i = 0.0520 =1a .解法二：将10、5、nr nr 100i + 20(-5) = 0i1+ u20 i = 1a .3-22 试用互易定理的第三种形式及对称性求各电路中

16、的i 。6030402012+8v-(a)+u-506030504020128aiis(a)解：(a) 求图(a)的i可对应为求图(a)的u ，而后者因电桥平衡，50可开路，且60/90=36，4-3 计算图示周期电压及电流的有效值。i(ma)100 3 5 8 10 t(b)uum-t 0 t 2t t(a)解：4-4 已知电流相量。试写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为 。解：4-5 已知图(a)、(b)中电压表v1的读数为30v，v2的读数为60v；图c中电压表v1、v2和v3的读数分别为15v、80v和100v。(1) 求三个电路端电压的有效值u各为多少(各表读数表示有效值

17、)？(2) 若外施电压为直流电压(相当于= 0)，且等于12v，再求各表读数读数。clv2v1+ u -(b)lcv3v2+ u -(c)rv1rlv2v1+ u -(a)解：(1)4-7 图示电路中，已知激励电压u1为正弦电压，频率为1000hz，电容c = 0.1f。要求输出电压u2的相位滞后u1 60，问电阻r的值应为多少？r|xc |60rc+u2-+u1-解：+u-rlis4-8 图示电路中已知a，v，试确定r和l之值。解：ava2a1cr4-10 电路如图所示，已知电流表a1的读数为3a，a2为4a。求a表的读数。若此时电压表读数为100v，求电路的复阻抗及复导纳。解：+u -z3

18、y1z2a4-11 图示电路，已知y1 = (0.16 + j0.12)s，z2 = 15，z3 = 3 + j4，电磁式电流表读数为2a，求电压u =？解： v1a0v0 jxc jxc jxlru1=100v4-12 图示电路，已知xc = -10，r = 5，xl = 5，电表指示数为有效值。试求a0及v0读数。ic1 = j10airl 10 2 -45 aia0 = 10au 0u cu 1=100v解：设u 1 =100 0 v，则：4-13 图示电路，试确定方框内最简单的等效串联组合的元件值。+u= 30sin2tv- i= 5sin2ta(c)2h2+u=100sin2tv-

19、i=10cos(2t-150o)a(b)0.01f2解：4-21 图示电路中，并联负载z1 、 z2 的电流分别为i1 = 10a，i2 = 20a，其功率因数分别为1 = cos1 = 0.8(1 0)，端电压u = 100v，=1000rad/s 。(1) 求电流表、功率表的读数和电路的功率因数；(2) 若电源的额定电流为30a，那么还能并联多大的电阻？并联该电阻后功率表的读数和电路的功率因数变为多少？+u -z1awi1i2z2r(3) 如果使原电路的功率因数提高到0.9，需并联多大的电容？解：+u s-zcn+u 1-+ u 2 -r4-23 图示网络中，已知u1 =10cos(100

20、0t+30o )v，u2 =5cos(1000t-60o )v，电容器的阻抗zc = -j10。试求网络n的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。解：+ 20 0o v-42j4-j4j10aa+u is-4-25 电路如图所示。试求节点a的电位和电流源供给电路的有功功率、无功功率。解：4-35 为使图示电路zl获得最大功率，问zl=？此时pmax=？1 0o a1j204u 12zl+u 1-解4-38 串联谐振电路实验中，电源电压us =1v保持不变。当调节电源频率达到谐振时，f0 =100khz，回路电流i0 =100ma；当电源频率变到f1 = 99khz时，回路电流i1 = 70.7

21、ma。试求(1)r、l和c之值；(2)回路的品质因数q 。解：4-43 在图示电路中，试问c1 和c2 为何值才能使电源频率为100khz时电流不能通过负载rl ，而在频率为50khz时，流过rl的电流为最大。rl20c2c1l+us-10h解： +u-500.2h5f5010f0.1ha3a14-44 图示电路中，正弦电压u的有效值u = 220v，电流表a3 的读数为零。求电流表a1 的读数。解：设 a3 的读数为零 右边cl并联谐振，ibiaic26120120uzauzbuzcuzabuzbcuzca304-45 已知对称三相电路的星形负载z =165 + j84，端线阻抗zl = 2

22、 + j1，中线阻抗zn =1 + j1，线电压ul = 380v。求负载的电流和线电压，并作电路的相量图。解：4-46 已知对称三相电路的线电压ul = 380v(电源端)，三角形负载z = 4.5 + j14，端线阻抗zl = 1.5 + j2，求线电流和负载的相电流，并作相量图。iab35.8120120ibcicaua65.8120120iaicib解：负载由y(为z/3)后按一相计算：4-47 图示三相对称电路，电源频率为50hz，z = 6 + j8，在负载端接入三相电容器组后，使功率因数提高到0.9，试求每相电容器的电容值。cacczzzbc解：azzzbcw1w2*4-50 图

23、示对称三相电路，已知u ab = 380 0v，i a = 1 60a，则功率表读数各为多少？解：a对称三相负载bcw*ia4-52 三相对称感性负载接到三相对称电源上，在两线间接一功率表如图所示。若线电压uab = 380v，负载功率因数cos= 0.6，功率表读数p = 275w。求线电流ia 。解：arrrbcw1*lllrgrgw2*n 4-53 图示为星形连接的三相对称负载，电源线电压为380v，电路中接有两只功率表w1和w2 ，rg等于w1的电压线圈及其附加电阻的总电阻。已知r = 60，l = 80。求：(1) 负载所吸收的有功功率和无功功率；(2) w1和w2的读数。解：(1)

24、 5-1 求图示各电路中u1(t)及u2(t)，已知：l1 =1h，l2 = 0.25h，m = 0.25h。e-2tal2+u1-+u2-ml1*(c)e-tasintal2+u1-+u2-ml1*(a)l2+u1-+u2-ml1*(b)2sintv+-图题5-1解5-5 把两个耦合的线圈串联起来接到50hz、220v的正弦电源上，顺接时测得电流i =2.7a，吸收的功率为218.7w，反接时的电流为7a。求互感m。解： jvmjvl1jvl2r1r2i1+u1-+u2-ab*图题5-85-8 图题5-8是一个空心自耦变压器电路。已知：r1 = r2 =3v，vl1 =vl2 = 4v，vm

25、 =2v，输入端电压u1 =10v，试求(1)输出端的开路电压u0 ；(2)若在输出端a、b间接入一个阻抗z = 0.522j0.36v，再求输出电压uab .解(1) (2) 由互感消去法得：.jvl1.r2ii1+u2-+us-3 u2jvl2jvmi2r15-13 图示电路中，r1=3v，vl1 = 4v，r2 =10v，vl2 = 17.3v，vm = 2v，us = 20 30 v。试求i1 、i2 及i 。解：.zl0.28h*80v0.32hm=0.1his500mf0.05ua+ ua -2:1abt5-18 图示正弦电路。已知：a，t为理想变压器。试求负载阻抗zl为何值时，其

26、获得的功率为最大，并求此最大功率pmax 。解：5-19 一个正弦稳态网络如图所示。已知r1 = 20v，vl1 = 80v，r2 = 30v，vl2 = 50v，vm = 40v，u = 120 + j20v。试求三个功率表测得的功率值，并根据所得结果说明网络中的能量传递过程。+u-ww1w2i1i2ir1r2jvl1jvl2jvm*解：注意到pr1=1220 = 20w，pr2= 2 230 = 60w，可见：电源供给第2线圈共100w的功率，其本身仅耗60w，其余40w经互感耦合至第1线圈，线圈1耗20w，还剩20w送还给电源(p1=220w) p =100-20 = 80w 。i1(t)*