电路分析报告方案设计基础习地的题目及答案详解

1、实用标准文档电路分析基础练习题 复刻回忆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。5VA5VB5VCI 1I 2I 3图题 1-1解 I 16A， I23A，I3 6A1-5在图题 1-5 所示电路中，求电流I 和电压 U AB。解I4121A，UAB31024439V1-6在图题 1-6 所示电路中，求电压U 。30V5U15V2AI150V24 V图题 1-6图题 1-7解503052U，即有 U 30V1-8在图题1-8 所示电路中，求各元件的功率。3解电阻功率：

2、P322312W，2 AP242/ 28 W电流源功率： P2 A2(1046)0 ，2P1 A4 14 W10V电压源功率： P10V10220 W，P4V4(122)4 W图题 1-82-7电路如图题2-7 所示。求电路中的未知量。解U S2612 VI 0124 AI 22AI 293I 3P3 /US12/12 1AU SReq69I 02 4/3113/3A精彩文案图题 2-7I 234V1AI 3R3P312W实用标准文档R312121ReqU S1236I 013/ 3 132-9电路如图题2-9 所示。求电路中的电流I 1 。解从图中可知， 2与 3并联，12由分流公式，得I

3、235I 13I 1I 3I 251VI15I 131I 31 A1所以，有图题 2-9I 1I 2I 33I 11解得 I10.5A2-8电路如图题2-8 所示。已知 I 1 3I 2，求电路中的电阻R 。解KCL ： I1I 260I 12.2kI13I 260mA解得 I 1 45mA,I 215 mA.I 2RR 为2.245R156.6 k图题 2-8解 (a)由于有短路线， RAB 6 ,(b) 等效电阻为RAB1/ 1 (1 1/ 1) / 10.51.51.12.52-12 电路如图题2-12 所示。求电路AB 间的等效电阻 RAB 。8A468AB6264464410B10(

4、b)(a)图题 2-12解 (a)RAB6/ 6/(28/8)10 / 102 57(b)RAB4/ 4 6 /( 4/ 410) 26 /126精彩文案实用标准文档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 。22254254I4I12V432436A20V20V图题 3-4图题解 3-4(a)254552AIII1A24343234 V图题解 3-4(b)图题解 3-4(c)图题解 3-4(d)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20.2 AI103-6 求如图题 3-6 所示电路中的电压U ab 。并作出可以求U ab 的

5、最简单的等效电路。1a1a5V10A5V10A10Ab5Vb图题 3-6图题解 3-6解U ab51 105 V ，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 。i 1解KVL ：或由 KCL：1i 0.9u1 u101Ai0.1u1u123iu110.9u12联立解得i1/ 6 A图题 3-83-14求图题 3-14 所示电路中电流表的读数。精彩文案310V6312实用标准文档(设电流表的内阻为零)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I x 。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

6、孔方程8I 14(I 1I 2 )1002I 23(I2I 3 )4(I 2I 1 )08280V8015I 33(I3I 2 )0I x解得：1 00VI14I 23I315I 19.26 A， I 22.79 A ，I 33.98A所以I xI 22.79 A图题解 4-24-3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KVL495I115I 29020即5I115I 2110电流源与网孔电流的关系20V I1I 290VI 1I 2616 A6解得：I 110A， I24 A电路中各元件的功率为图题解 4-3P20V2010200W ， P90V9043

7、60W ，P6 A(20510)6180 W ， P电阻10 254215740 W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 U 0 。解只需列两个节点方程81 40111U1 U 210555010105110211111U 11040U 2U 08108104010A40V40解得50U1 50V，U280V所以U0 504010V图题 4-104-13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 。300V100V解由弥尔曼定理求解精彩文案40k10kUS实用标准文档开关 S 打开时：300 / 40300 /

8、 20U100 V1/ 401/ 20开关 S 闭合时300 / 40300 / 20100 /10U1/ 2014.2857V1/ 401/ 105-4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：4U6UU 6U 4151025 V23685A10V5A 电流源单独作用时：2U5(4 / 86/ 2)5(3212 )125 V1286图题 5-4电压为U UU2512525V665-8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 U

9、S=4V ，IS=2A 时，则响应 I 为多少 ?解 根据叠加定理 :当 US=2A.I K1US K2ISIS =0A 时U SN当 US=2V.I =5A K1=5/2I SIS =2A 时当 US=4V.I =10A K2=5/2IS=2A 时I响应为I =5/2 4+5/2 2=15A图题 5-85-10求如图题5-10 所示电路的戴维南等效电路。2AA解用叠加定理求戴维南电压4641U Th 1 22 317 16V993戴维南等效电阻为2RTh 1 6 / 3317 VB图题 5-105-16 用诺顿定理求图题5-16 示电路中的电流 I 。60I解短路电流ISC=120/40=3

10、A40等效电阻R0=80/80/40/60/30=10308020精彩文案1 20V80图题 5-16实用标准文档I103 1A10205-18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：U ThU OC368 1.548 V8戴维南等效电阻为RThR012/ 84.8102所以， RL =R0 = 4.8 时， RL 可获得最大功率，其最大功率为3AU OC248236VRLPL max120W4R044.8图题 5-185-20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 ，

11、求 R？ U S?解：先将 RL 移去，求戴维南等效电阻:8AR0 =(2+R)/4由最大传输定理：RLR02R2R用叠加定理求开路电压：U S3AU OC6 80.5U S4RL由最大传输定理：2PL maxU OC24.5W,U OC6V4R0图题 5-20U OC680.5U S6， 故有US =16V6-1参见图题 6-1：(a)画出 0 t60 ms 时 uL 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。iL / AiL0.2 HuL / V5uL10050010 2030 4050 60t /m

12、s010 203040 5060t / ms5100图题 6-1图题解 6-1解(a)uLL di L的波形如图题解6-1 所示。dt(b)pu L iL ,p0吸收功率，吸收功率达到最大时的时刻为t40 ms 。(c)p0 提供功率，提供最大功率时的时刻为t20 ,40 ms。(d) t 40 ms 时电感贮存的能量：wL0.50.2252.5 J精彩文案实用标准文档6-5如图题6-5 所示电路原已稳定，t =0 时将开关 S 打开，求 i (0) 及 u(0 ) 。解i L (0)iL (0 ) =2/56=2.4AuC (0)uC (0 ) =2.4 3=7.2V33S16A12i0.1

13、Hu2i(0 )u(0 )0.5F2.4A7.2V图题 6-5图题解 6-5画出初态等效电路如图题解6-5所示 , 用叠加定理得 :i(0 )7.2232.44A；322u(0 )7.2 (3) 2.44V336-7在图题 6-7 的电路中，电压和电流的表达式是u400e 5t V ， t0i10e 5t A ， t0求： (a) R；(b)；(c) L ； (d) 电感的初始贮能。解 (a) 由欧姆定律Ru40i1/ 5 s(b) 时间常数为(c) 求 L ：RLL1R40,即有L 8H。5(d) 电感的初始贮能wL1 Li (0)218 100 400 J226-8图题 6-8 所示电路中

14、，开关S 断开前电路已达稳态，解初始值 i (0) i (0) 2 A终值 i()0时间常数：伏安关系法10U10I0.5U0.5U10 IU1020VR20I0.5L1sR20iu L图题 6-7t0 时 S 断开，求电流i 。iS101Hu0.5u图题 6-8精彩文案实用标准文档所以，电流为i2e 20t At06-9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10iCuC (V ),i C ( A )10101FuCuC1A20SiC10V5uC(t)、 iC(t)，并画出它们的波形。t图题 6-91.5图题解 6-9解 : 初始值： uC(0+ )=uC(0

15、-)=10V , 稳态值： uC( )= -5V 时间常数： =RC=10 1=10s;故有uC (t )5 15e 0.1t V t0i C (t)C du C1.5e 0.1t At 0波形如图题解 6-9 所示。dt6-11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i L (0 ) i L (0 )0100200t 0 时，电感元件相当于开路，故有u(0)(100300)10 1034 V10mAS稳态时，电感元件相当于短路，故有3001Huu( )(10060000 )1010 32.2 V500时间常数：R0200 300 5

16、00图题 6-11L1R0s500所以，u(t ) 2.2( 4 2.2) e 500 t2.2 1.8 e 500 tVt06-13如图题 6-13 所示电路中 , 开关解 : 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=200.1=2s;2 =L/R=0.2/20=0.01s故有i1 (t)e 0.5t At0iL (t )e 100 t At0S 打开前电路已稳定，求S 打开后的i 1(t) 、i L (t)。51010S10100.2H

17、40V0.1FiLi1图题 6-136-15 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 ；S9 V精彩文案1A32FuC6实用标准文档稳态值：uC ( )235V时间常数：R0 C224s零输入响应： uCx (t)3e 0. 25t Vt0零状态响应： uCf (t )5(1e 0. 25t )Vt0全响应：uC (t )52e 0 .25 t Vt08-1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。(a) 6 cos(2 50t 9 ) 和 6cos(2 50

18、t9 ) ；(b) cos(t 100 ) 和 sin(t 100 ) ；(c) sin(t 13 ) 和 sin(t 90 ) 。解(a)6 cos(2 50t9 )6cos(250t 171 )相位差为9171162 ，前者超前后者162(b)sin(t100)sin(t80 )cos(t10 )相位差为1001090，前者滞后后者90(c)相位差为139077，前者超前后者908-3 已知电流相量 I(5j 3) A ，频率 f50 Hz ，求 t0.01s 时电流的瞬时值。解I(5j 3)5.83 30.96A ，时域表达式为i5.832 cos(2ft 30.96 ) At0.01s

19、 时， i( 0.01)5.83 2 cos(1000.0130.96 )7.07 A8-6 某元件上的电压为 u65cos(314t30 ) V ，电流为 i10 sin(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U m65150V，i10 sin(314t30 )10cos(314t60 )I m1060 A元件的阻抗为ZU m651506.590j6.5I m10601显然，该元件是电容元件。由6.5 ，则电容值为CC11490 F6.56.53148-8二端无源网络如图题8-8 所示，已知：u300 cos(5000t78 ) V ， i6

20、sin(5000t123 )A 。求 N 的阻抗，并画出最简等效电路。解电压和电流的相量为U m30078 V ， I m6 33AN 的阻抗为ZU m30078504535.355j 35.355I m633即 R=35.355, L35.3550.0023 H。画出最简等效电路如图题解8-8 所示。5000ii35.355uNu2.3mH精彩文案图题 8-8实用标准文档图题解 8- 88-9在如图题8-9 所示的正弦稳态电路中，已知uS200 2 cos(314t60 ) V ，电流表 A 的读数为2A 。电压表 V 1、V 2 的读数均为200V 。求 R、 XL 和 XC 。解根据题意

21、，可得V1X CU C200RI1002jX C根据阻抗三角形，有R 2X L2100 2U SV2jX LR 2( X LXC)2100 2A解得：R=503， 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 。AA111j11j1j1BB(a)(b)图题 8-14(a)Z ABj1/(1j1)j (1j )1 j45解j11j121YAB111452j S22(b)Z AB11/(1 j1)1j13j 27.1251.6 j 0.21j121.61252j1YAB17.1250.6154j 0.0769 S1.61258-17在如图题 8-17所示电路中，已知： U220 0V，求电压 U ab 。解由分压公式：U ab3j 632208220j 48j 4j 6353.1353.1 ) 2200UaU abb(553j6图题 8-17精彩文案实用标准文档8-19图题 8-19 所示电路中，已知电源U10 0V， 2000 rad s ，求电流 I1 。解感抗和容抗为0.5mHX LL20000.51031IX C1110 62R11I 1C2