电路分析基础习题及答案

1、电路分析基础 练习题1-1 在图题1-1所示电路中。元件微笑、敷衍心痛。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2I 2、I 3o5V1-51-61-8I1116 A， I 23 A， I 3在图题在图题图题1-16 A1-5所示电路中，求电流I和电压121A, U ab 3 10 21-6所示电路中，求电压 U。30V50V图题1-6Ub。439vnr1I25VQvI1图题1-75030 52 U，即有 U 30VRa在图题 电阻功率:电压源功率：Pov电流源功率：RaP4V4(12)4W2-7电路如图题2-7 所示。求电路中的未知量。解 Us 2 61

2、2 V2AUs TReqI2 12 3aI3 P3/Us 12/121aI02 4/3 113/3aR3Req12121Us 1277 137336132-9电路如图题2-9所示。求电路中的电流 11。从图中可知,并联,由分流公式,所以，有解得I12-8解得(b)I2I335115I13I11V()In1AI25I1图题2-9I10.5aI2I33I1电路如图题KCL : I1I1(a)2-8所示。已知I1312，求电路中的电阻 R。I260I145 mA,3I21215 mA.456.6 k15由于有短路线,等效电阻为Rab1 /12-12电路如图题 2-12Rab(1 1/1)/11.5o

3、.5 石所示。求电路60mA图题2-8I1 2.2kAB间的等效电阻Rab。10(b)(a)图题2-12解(a)RAB 611611(2 8/8) 10/102 5(b)RAB 4/46/(4/4 10)26/123-4用电源变换的方法求如图题3-4所示电路中的电流I。6aY420V O12V20vO图题解3-4(a)图题3-4图题解3-4(d)电路通过电源等效变换如图题解、(b)、(C)、(d)所示。所以，电流为"I3-60.2 a求如图题3-6所示电路中的电压 Uab。并作出可以求 Uab的最简单的等效电路。图题解3-6解U ab5 1 105 V,最简单的等效电路如图题解 3-

4、6 所示3-8 求图题3-8所示电路中的电流i 。图题3-8KVL :1 0.9u1u100.1u1由KCL12I1 I26I110a, I24A联立解得1/6A3-14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）J3丁 10V36r 2电路是一个平衡电桥，电流表的读数为0。图题3-144-2用网孔电流法求如图题4-2所示电路中的电流lx。先将电流源模型变换成电压源模型，设网孔电流如图所示。列网孔方程解得:l1所以8I14(11I2)1002I23(12I3)4(I8015I33(13I2)2 I1)09.26 a,l22.79A,100V O1415I34-33.98a图题解

5、4-2Ix I22.79 a用网孔电流法求如图题 4-3所示电路中的功率损耗。显然，有一个超网孔，应用 KVL5I115I290 205I115I2110电流源与网孔电流的关系图题解4-3解得:电路中各元件的功率为Bov 2010200WF90V90 4360 WP6A (20 5 10) 622180W P电阻 102 5 42 15 740W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U0。解只需列两个节点方程151840401 丄550U110U110 11 18 10U210 2U 40解得U150V, U280V所以U0504010

6、v4-13电路如图题4-13所示，求电路中开关和闭合时的电压U。由弥尔曼定理求解开关S打开时:300/40 300/201/40 1/20开关S闭合时U 300/401040VS打开100V300/20 100/1014.2857V1/40 1/201/105-4用叠加定理求如图题5-4所示电路中的电压解应用叠加定理可求得10V电压源单独作用时:U U6 U415105A电流源单独作用时:电压为25 V65(3212126)300V100V40k20k300V图题解4-13图题5-4U 5(4/8 6/2)U U U 垄 12525V6 65-8 图题5-8所示无源网络N外接US=2V,Is=

7、2A时，响应I =10A。当U=2V,I s=OA时，响应I =5A。现若US=4V,I s=2A时，则响应I为多少？解根据叠加定理：I = KIJS+ h2IsUS=2A.I S =0A 时Us()©IsRThR0 12/8 4.8I =5A K1=5/2US=2V.I S =2A 时I =10A屜=5/2图题5-8US=4V.I S=2A 时响应为I =5/2 X 4+5/2 X 2=15A5-10解求如图题5-10所示电路的戴维南等效电路。 用叠加定理求戴维南电压UTh 13 6 1716v9戴维南等效电阻为RTh6/35-16用诺顿定理求图题5-16示电路中的电流I O解 短

8、路电流lsC=120/40=3A等效电阻R)=80/80/40/60/30=10I 103 1A10 20205-18电路如图题5-18所示。求解 用戴维南定理有，开路电压：FL为何值时，FL消耗的功率最大？最大功率为多少?UTh Uoc 36 8 1.548v戴维南等效电阻为所以，R.=F0 =时，R-可获得最大功率,其最大功率为PL max旦 120W4R04 4.85-20 如图题5-20所示电路中，电阻解：先将F-移去，求戴维南等效电阻F0 =(2+R)/4由最大传输定理:Rl R。2用叠加定理求开路电压:U OC由最大传输定理:0.5UsR=? U sP-maxU1C4R0Uoc 6

9、 8 0.5Us4.5W, Uoc6V6,故有 U =16V6-1 参见图题6-1 : (a)画出0t 60ms时u-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 t40 ms时电感贮存的能量。图题6-110050100q/V10 20304050 60sI图题解6-1解(a)u-di|L的波形如图题解6-1dt所示。(b)u-i-, P 0吸收功率，吸收功率达到最大时的时刻为t 40 ms。(c)0提供功率，提供最大功率时的时刻为t 20 ,40 ms。(d)40 ms时电感贮存的能量:wL 0.5 0.2 252.5 J6-5如图题6-

10、5所示电路原已稳定，t =0时将开关S打开，求i(0 )及u(0 )。i L (0 ) iL (0 ) =2/5 X 6=Uc(O ) Uc(O ) =x 3=1图题6-5画出初态等效电路如图题解6-56-7求：(b)(C)(d)6-8+，,i(0)7.2V O u(0 )2.4Ar图题解6-5所示,用叠加定理得：i(0 )7.232.44A；2u(0) 37.2(323) 2.4 4V在图题6-7的电路中,电压和电流的表达式是u 400e 5t V, ti 10e 5t A，tR； (b)； (c) L;(a) 由欧姆定律40(d)电感的初始贮能。时间常数为1/5S求L：R 401-,即有L

11、58H。图题6-7电感的初始贮能wL1Li(0)21 8L22图题6-8所示电路中，开关100 400JS断开前电路已达稳态，t 0时S断开，求电流i。初始值 i(0 )i(0 )2a终值 i( )0时间常数：伏安关系法20V O0.5u10 S1h3 u10U 10IR UILR0.5U10 cc 200.51s200.5U10I所以，电流为i 2e 201A 106-9 如图题6-9所示电路中，换路前电路已处于稳态,1=0时开关闭合，求 uc(t)、i c(t)，并画出它们的波形。)=-5V解：初始值：uc(0+)=uc(0-)=10V,稳态值:Uc(时间常数:=RC=101=10s;故有

12、Uc(t)5 15e0-11v波形如图题解6-9所示。iC(t)1.5e0-11A6-11 图题6-11所示电路原已稳定,=0时断开开关S后，求电压u(t)。解：电感中的电流iL(O ) iL(O )0t 0时，电感元件相当于开路，故有u(0 )(100 300) 10 10 34 V稳态时，电感元件相当于短路，故有图题6-11U()(100 器 10 10 3 2-2V时间常数:R0200300500L 1sR。500所以,5001u(t) 2.2(4 2.2) e2.2 1.8e 5001 V 106-13 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ii(t)、i L(

13、t)。解：初始值：Uc(0 +)= UC(0-)=20V,iL(O +)=i L(0-)=1A;i i(0 +)=(40-20)/20=1A稳态值:iL( )=0;i1()=0时间常数:i=RC=20=2s;2=L/ R=20=故有ii(t)0'5t AiL6-15/x100t .iL(t) e A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 Uc的零输入响应，零状态响应及全响应。解初始值：uC(0 ) uC(0 ) 3V ；稳态值：Uc()2 3时间常数：R0C2零输入响应:Ucx(t)3e零状态响应:Ucf (t)5(1全响应：Uc(t)55V2 4s0-2

14、5tVte0-25t)V2 e 0'25tV8-1(b)(c)(b)(c)8-31A3I 2F =UcT图题6-15C)9V求下列各对正弦波的相位差，并判断各对正弦波的超前与滞后。6cos(2 50t9 )和 6cos(2 50tcos(t 100 )和 sin(t 100 )；sin(t 13 )和 sin(t 90 )。(a) 6cos(250t9 )6 cos(2相位差为917116250t 171 )，前者超前后者162sin(t 100相位差为相位差为已知电流相量I (5 j3)sin(t 80 )cos(t 10 )100 1090，前者滞后后者90139077，前者超前后

15、者90(5 j 3) A,频率 f 50 Hz,求 t5.83 30.96 A,时域表达式为i5.83寸2cos(2 ft 30.96 ) A0.01s时电流的瞬时值。t 0.01s 时，i(0.01)5.82 cos(1000.01 30.96 )7.07 a8-6 某元件上的电压为 u65cos(314t30 ) V,电流为i10sin(314t30 )A。判断该元件是什么类型的元件,并计算它的值。解电压和电流的相量为Um 65150 V,i 10si n(314t元件的阻抗为 Z bIm30 )6510cos(314t60 )150 c 厂cc6.590 10 60Im 1060 A显然

16、，该元件是电容元件。由6.5，则电容值为8-8二端无源网络N如图题8-8所示，已知:u 300cos(5000 t求N的阻抗，并画出最简等效电路。解电压和电流的相量为 UmN的阻抗为即 R= , Lj6.578 )V, i 6sin(5000 t300 78 V, Im 6Z Um 300 78 匚35 355一一 0.0023Ho画出最简等效电路如图题解6 3350 4535.3555000图题8- 8123 )A。33 Aj35.3558-8所示。i 35.3552.3mH图题解8- 88-9在如图题8-9所示的正弦稳态电路中，已知Us200/2COS(314t60)V,电流表A的读数为2A。电压表 VV2的读数均为 200V。求R、Xl和Xc 。解根据题意，可得UCXc T根据阻抗三角形，有型1002UsO©L_|一jXc©JXl解得:R2 x2R2 (XlR = 501002Xc)21002,Xl=50图题8-98-14计算图题8-14所示两电路的阻抗Z ab和导纳Yab 。Aoj1±A十±1j1BqBo解(a) ZabYab(a)j1(1j1)图题8-14j(1 j)j1j1(b)Zab 18-17Uab8-19XlXc1/(145j1)1.6125在如图题8-17由分压公式:3 j4(322053.1