燕山大学电路原理课后习题答案第三章

1、第三章 习 题（作业：1（a),3,5,6,8,11,13）各位老师请注意：更正：3-1题（b）答案有误，应由1a改为-1a。 3-14题：图3-14图(b)中的改为：3-1 利用叠加定理求3-1图中的ux和ix。 (a) (b)题 3-1图解：（a）叠加定理是指多个独立电源共同作用的结果，等于各独立源单独作用结果之和，当8v电压源单独作用时的等效电路如题解3-1图(a1)所示。 (a1) (a2) (a3) 题解3-1(a)图由此电路，得： 当3v电压源单独作用时等效电路如图（a2）所示，由此电路得：当1a电流源单独作用时等效电路如图（a3）所示，由此电路得：三个电源共同作用时，解：(b)

2、根据叠加定理，让每个电源单独作用，题3-1（b）图中1a电流源单独作用时的等效电路如图（b1）所示，变形为图（b2）。由于电桥平衡，所以。 （b1） (b2)题解3-1(b)图当3v电压源单独作用时电路如图（b3）所示，变形为图（b4），则所求： （b3） (b4)题解3-1(b)图因此，当两个电源共同作用时：3-2 试用叠加定理求题3-2图中i1 。 题 3-2图解：根据叠加定理，让每个电源单独作用，让10v电压源单独作用时电路如题解 3-2 图(a)所示，（a） (b)题解 3-2图则有： 让3a电流源单独作用时电路如题解3-2图(b)所示，则有因此，当两个电源共同作用时：3-3 电路如题

3、3-3图所示，求电压 u3 。题 3-3图解：应用叠加定理，、单独作用的等效电路分别题解3-3图(a) 、(b)所示，则有 (a) (b) 题解3-3图 因此，当两个电源共同作用时： 3-4 试求题3-4图所示梯形电路中各支路电流、节点电压和，其中。题 3-4图解：由齐性定理可知，当电路中只有一个独立源时，任意支路的响应应与该独立源成正比，利用齐性定理分析本题的梯形电路特别有效。设各支路的电流方向如题解3-4图所示， 题解3-4图若取则各支路电压、电流分别为即当激励时，各电压、电流如以上计算数值，现给定，相当于将以上激励缩小了（）倍，及（倍）。故电路在激励时，各支路的电流和结点电压为输出电压和

4、激励的比值为3-5 电路如题3-5图所示。仅由线性电阻组成时，当时，；当时，。求时，为何值。中接入独立源时，当时，且的条件仍然适用，再求时，为何值。题 3-5图 解： 仅由线性电阻组成时，由叠加定理，电流与独立电流源、的一般关系为代入题中的两组数据，则得下面方程解得。则电流与独立电压源、的关系为当，电流为 当中接入独立源时，由叠加定理，电源与电压源、的一般关系为由题知时，得。则再代入题中的数据，得下列方程解得，电流与、的关系为当时，电流为3-6 求题3-6图各电路在a-b端口的戴维宁等效等效电路或诺顿等效电路。 (a) (b) 题 3-6图解：(a) 注意图（a）中2a电流源与10v电压源并联

5、，对外可用10v电压源等效替代；电阻及5v电压源与1a电流源串联，对外可用1a电流源等效替代，因此题3-6图 (a)可以等效变换为题解3-6图（a1）所示的电路，（a1） （a2） 题解3-6图则开路电压uoc为uoc=10-5×1=5v把题解3-6图(a1)中的电压源短路，电流源开路，求得等效电阻req为戴维宁等效电路如题解3-6图（a2）所示。解 ：(b) 求开路电压uoc： 应用网孔电流法，对题 3-6图(b)列方程（网孔电流绕向如题解3-6图（b1）所示）， （b1） （b2） (b3)题解3-6图解得 a 所以开路电压为 uoc=10×1-5i2+6-5=15v将

6、图(b)中的电压源短路，电流源开路，得题解3-6图(b2)所示电路，应用电阻串、并联等效，求得等效电阻req为故戴维宁等效电路如题解3-6图（b3）所示。3-7 用戴维宁定理求题3-7图中电流i。题 3-7图解：求开路电压uoc8电阻两端开路后的等效电路如题解图3-7(a)，对该电路运用叠加定理得：v 求等效电阻：原电路中电源化零后的电路如题解图3-7(b)，由此电路得： 所以原电路等效为题解3-7图(c)所示，则由此图得：a （a） (b) （c）题解3-7图3-8 求题3-8图所示电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。 题 3-8图解：通过电流源与电阻并联组合等效地变换为电压源与电阻串联组合

7、。题3-8图所示电路变为题解3-8图(a)所示电路，由该电路求得开路电压如下：解得开路电压为将题解3-8图(a)中的、两点短接得题解3-8图(b)。则短电流计算如下：解得戴维宁等效电阻为题 3-8图所示电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路如题解3-8图（c）和题解3-8图（d）所示。 (a) (b) (c) (d)题解3-8图3-9 求题3-9图所示一端口的戴维宁或诺顿等效电路，并解释所得结果。 (a) (b)题 3-9图 解：（a）求开路电压，因为端口开路，端口电流i=0，所以受控电流源的控制量为零，即可以将受控电流源看成开路，这时开路电压为：求输入电阻req，可利用开路、短路法，即求出端口的

8、开路电压及短路电流。把端口短路，题 3-9图(a)电路变为题解3-9图(a1)所示电路，由kvl定律可得 (a1) (a2)题解3-9图从中解出 所以输入电阻 故等效电路为题解3-9图(a2)所示的5v理想电压源，由于，显然原电路不存在诺顿等效电路。 解：(b) 求短路电流isc；把1-1端子短路。电路变为题解3-9图(b1)所示。由图(b1)可知电阻与电阻处于并联，则电压短路电流isc为a （b1） （b2） （b3）题解 3-9图把15v电压源短路，应用加电压求电流法求输入电阻req，电路如题解3-9图(b2)所示，由图(b2)可得所以输入电阻 故等效电路为题解3-9图（b3）所示的7.5

9、a理想电流源，由于，显然原电路不存在戴维宁等效电路模型。3-10 求题3-10所示电路中的电流。题 3-10图解： 用戴维宁定理求解，先断掉题3-10图中流过电流ix的电阻，得题解3-10图(a)，则该电路中电流i1为开路电压为把题解3-10图(a)中的独立源置零，在、端外加电压，从端流入电流，如题解3-10（b）所示，则解得等效电阻为做出戴维宁等效电路，并接上电阻，如题解3-10（c）所示，则， (a) (b) (c) 题解3-10图3-11如题3-11所示电路中r可变，试问r为多大时，负载获得最大功率？并求此最大功率pmax。题 3-11图解：由题意得，当负载可变时可使负载获得最大功率，则

10、应先求从负载两端看进去的等效电路，当负载与等效电阻相同时负载得到最大功率，原电路在负载两端断开后为题解3-11图(a)，此电路得 (a) (b) (c)题解3-11图解得求等效电阻电路如题解3-11图(b)所示，由该图有且即所以原电路化为题解3-11图(c)所示，由最大功率条件知：当时，r上得到最大功率为w3-12 如题3-12图示电路中为无源线性电阻网络。图中图中，那么的应为何值？ (a) (b)题 3-12图 解：根据题 3-12图(a)可知：v，v由图(b)可知：，应用特勒根定理2，代入题3-12图(a)和图(b)的已知条件，得故得：v3-13 如题3-13图所示电路为线性电阻元件构成的

11、二端口网络，当输入端口接us = 10v 电压源，输出端口短接时，输入端电流为5a，输出端电流1a；如果把电压源移至输出端口，且输入端口接一个2 的电阻元件，试问2 电阻上电压为多少？ (a) (b) 题 3-13图解：根据互易定理，则有 又因 ，则有 3-14 题3-14图所示电路中是仅由电阻组成的网络。根据图和图的已知数据，求图中的电流和。 (a) (b) (c)题 3-14图解：(1)求电流i1解法 对图(c)应用叠加定理，两个电源单独作用的分电路为题3-14图(a)和题解3-14图(a1)，由图3-14(a)可知 ，题解3-14图(a1)相当于把题3-14图(a)中的激励和响应互换，因此根