模拟电路各章节习题解答

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 模拟电路各章节习题解答 1 第一章 电路的基本概念和基本定律 1.1 在题1.1图中，各元件电压为 U 1=-5V ，U 2=2V ，U 3=U 4=-3V ，指出哪些元件是电源，哪些元件是负载？ 解：元件上电压和电流为关联参考方向时，P=UI ；电压和电流为非关联参考方向时，P=UI 。P0时元件吸收功率是负载，P0时，元件释放功率，是电源。 此题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向，元件3上电压和电流为关联参考方向，因此 P 1=-U 13= -（-5）3=15W ； P 2=-U 23=-23=-6W ； P 3=U 3（-1）=-3（-1）

2、=3W ； P 4=-U 4（-4）=-（-3）（-4）=-12W 。 元件2、4是电源，元件1、3是负载。 1.2 在题1.2图所示的RLC 串联电路中，已知 )V 33t t C e e (u = 求i 、u R 和u L 。 解：电容上电压、电流为非关联参考方向,故 ()()33133t t t t c du d i c e e e e A dt dt -=-=-?-=- 电阻、电感上电压、电流为关联参考方向 ()34t t R u Ri e e V -=- ()()3313t t t t L di d u L e e e e V dt dt =?-=-+ 1.3 在题1.3图中，已知I

3、=2A ，求U ab 和P ab 。 解：U ab =IR+2-4=24+2-4=6V ， 电流I 与U ab 为关联参考方向，因此 P ab =U ab I=62=12W 1.4 在题1.4图中，已知 I S =2A ，U S =4V ，求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压U 及它们的功率，验证电路的功率平衡。 +U 4- 题1.1图b a 题1.3图 + u L -1/题1.2图 2 解：I=I S =2A ， U=IR+U S =21+4=6V P I =I 2R=221=4W ， U S 与I 为关联参考方向，电压源功率：P U =IU S =24=8W ， U 与I 为非关联参考方

4、向，电流源功率：P I =-I S U=-26=-12W ， 验算：P U +P I +P R =8-12+4=0 1.5 求题1.5图中的R 和U ab 、U ac 。 解：对d 点应用KCL 得：I=4A ，故有 RI=4R=4，R=1 U ab =U ad +U db =310（-4）=26V U ac =U ad -U cd =310- (-7)2=44V 1.6 求题1.6图中的U 1、U 2和U 3。 解：此题由KVL 求解。 对回路，有： U 1-10-6=0，U 1=16V 对回路，有： U 1+U 2+3=0，U 2=-U 1-3=-16-3=-19V 对回路，有： U 2+

5、U 3+10=0，U 3=-U 2-10=19-10=9V 验算：对大回路，取顺时针绕行方向，有：-3+U 3-6=-3+9-6=0 ，KVL 成立 1.7 求题1.7图中的I x 和U x 。 a b 10题1.5图 题1.4图 +U 3- -3V + +6V - 题1.6图 (a) 3 (b) 题1.7图 2 3 解：（a ）以c 为电位参考点，则V a =250=100V I 3100=V a =100，I 3=1A ， I 2=I 3+2=3A ， U X =50I 2=150V V b =U X +V a =150+100=250V I 125=V b =250, I 1=10A ，

6、 I X =I 1+I 2=10+3=13A （b ）对大回路应用KVL ，得： 62-37+U X +315=0， U X =-20V 由KCL 得：6+I X +8-15=0 I X =1A 1.8 求题1.8图中a 点的电位V a 。 解：重画电路如（b ）所示，设a 点电位为V a ，则 20 1a V I =，5502 +=a V I ， 10503-=a V I 由KCL 得： I 1+I 2+I 3=0 即 010 50 55020=-+a a a V V V 解得 V V a 7 100 -= 1.9 在题1.9图中，设t S m S e I i t U u -=0,sin ,

7、求u L 、i C 、i 和u 。 20 1 a 题1.8图 (a) (b) a 4 解： u L =()00t t s di d L L I e aLI e dt dt -=- ()sin cos C s C m m du du d i C C C U t cU t dt dt dt = t R U R u i m S R sin = 由KCL 得： t cU t R U e I i i i i m m t c R s cos sin 0- =-=- 由KVL 得： t U e LI u u u m t S L sin 0+-=+=- 1.10 求题1.10图所示电路端口的伏安关系。 解，a

8、 点电位V a =-U s +RI+U ，对a 点应用KCL ，得 I R U RI U I R V R V I I s a a s s +-=+=+12 2121 (其中R 12=R 1|R 2) 解得 U=U S +R 12（I S1+I S2）-（R 12+R ）I 题1.9图 题1.10图 5 其次章 电路的基本分析方法 2.1 求题2.1图所示电路的等效电阻。 解：标出电路中的各结点，电路可重画如下： （a ）图 R ab =8+3|3+4|（7+5）=8+3|（3+3）=8+2=10 (b) (a) (c) (d) 6 7 3 a a a b b b d d c b b (a)(d

9、) (c) (b) b b 4 6 （b ）图 R ab =7|(4|4+10|10)=7|7=3.5 （c ）图 R ab =5|4|4+6|(6|6+5)=5|(2+6|8)=5|(2+3.43)=2.6 （d ）图 R ab =3|(4|4+4)=3|6=2（串联的3与6电阻被导线短路） 2.2 用电阻的丫-的等效变换求题2.2图所示电路的等效电阻。 解：为便利求解，将a 图中3个6电阻和b 图中3个2电阻进行等效变换，3个三角形连接的6电阻与3个星形连接的2电阻之间可进行等效变换，变换后电路如下图。 （a ） R ab =2+(2+3)|(2+3)=4.5 （b ） R ab =6|(

10、3|6+3|6)=6|4=2.4 2.3 将题2.3图所示电路化成等效电流源电路。 解：（a ）两电源相串联，先将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个 b a b a (b) (a)题2.2图 (b) (a) 题2.3 图 b a b (a) (b) 7 电压源，结果再变换成电流源；等效电路为 （b ）图中与12V 恒压源并联的6电阻可除去（断开），与5A 恒流源串联的9V 电压源亦可除去（短接）。两电源相并联，先将电压源变换成电流源，再将两并联的电流源变换成一个电流源，等效电路如下： 2.4 将题2.4图所示电路化成等效电压源电路。 解：（a ）与10V 电压源并联的8电阻除去（

11、断开），将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，再变换成电流源，结果变换成电压源，等效电路如下： （b ）图中与12V 恒压源并联的6电阻可除去（断开），与2A 恒流源串联的4亦可除去（短接），等效电路如下： (a) (b) 题2.4图 a b a a b a b a b a b b b b b 8 2.5 用电源等效变换的方法，求题2.5图中的电流I 。 解：求电流I 时，与3A 电流源串联的最左边一部分电路可除去（短接），与24V 电压源并联的6电阻可除去（断开），等效电路如下，电路中总电流为 2 |6336 9+，故 A I 5.02 62 2|6615=+?+= 2.

12、6 用支路电流法求题2.6图中的I 和U 。 解：对结点a ，由KCL 得，I 1+2-I=0 对左边一个网孔，由KVL 得 6I 1+3I=12 对右边一个网孔，由VKL 得 U+4-3I -21=0 解方程得 I=2.67A, U=6V 2.7用支路电流法求题2.7图中的电流I 和U 。 解：与10V 电压源并联的电阻可不考虑。设流过4电阻的电流为I 1，则有 I+I 1=10 U=1I+10=4I 1 解得I=6A ，I 1=4A ，U=16V 题2.5图 -+ 题2.6图 b a b a b a b a - + 题2.7图 9 2.8 用网孔电流法求题2.8图中的电流I 。 解：设1A

13、 电流源上电压为U 1，2A 电流源上电压为U 2，网孔a 中电流为逆时针方向，I a =I ，网孔b 、c 中电流均为 顺时针方向，且I b =1A ，I c =2A ，网孔a 的方程为： 6I+3I b +I c =8 即 6I+31+12=8 解得 I=0.5A 2.9 用网孔电流法求题2.9图中的电流I 和电压U 。 解：设网孔电流如下图，则I a =3A, I b =I, I c =2A, 网孔b 的方程为 -8I a +15I+4I c =-15 即 -83+15I+42=-15， 解得 A I 151= 8电阻上的电流为 A I I b a 15441513=- =-, V U

14、15 352 15448=?= 2.10 用结点电压法求题2.10图中各支路电流。 解：以结点C 为参考点，结点方程为 5341 )4111(+=-+b a U U ， 25)4 1 21(41+-=+-b a U U 解方程得 U a =6V, U b =-2V A U I a 611= , A U I b 12 2-= A U U I b a 24 ) 2(643=-=-= 验算：I 1、I 2、I 3满足结点a 、b 的KCL 方程 2.11 用结点电压法求题2.11图所示电路各结点电压。 题2.8图 U +2- 题2.9图 题2.10图 10 解：以结点a ，b ，c 为独立结点，将电压源变换为电流源，结点方程为 236 2302121)212131(+ =-+c b a U U U 23621)12121(21-=-+-c b a U U U 2 302)2121(2121-=+-c b a U U