邱关源第五版电路习题解答(全)ppt课件.ppt
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1、Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物电电 路路 习习 题题 解解 答答Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-1 (题目略题目略)解解: 当流过元件的电流的参考方向与元件两端电压降落的方当流过元件的电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致时,称电压电流的参考方向关联。向一致时,称电压电流的参考方向关联。 因此图因此图(a)是关联,图
2、是关联,图(b)为非关联。为非关联。当当u、i方向为关联方向时,定义方向为关联方向时,定义p=ui为吸收的功率;当取元为吸收的功率;当取元件的件的u、i参考方向为非关联时,定义参考方向为非关联时,定义p=ui为元件发出功率。为元件发出功率。 因此图因此图(a)中的中的ui表示元件吸收的功率,图表示元件吸收的功率,图(b)中中ui表示元件发表示元件发出的功率。出的功率。(3)关联条件下,关联条件下, P0,元件吸收功率,元件吸收功率,P0,元件发出功率,元件发出功率,P0,吸收功率。,吸收功率。图图(a)中,中,ui为关联方向,为关联方向,p0,表示元件实际发出功率。,表示元件实际发出功率。元件
3、元件+_u(a)元件元件+_u(b)Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-3 (题目略题目略)解解:即元件即元件A发出的总功率等于元件吸收的总功率。满足功率平衡。发出的总功率等于元件吸收的总功率。满足功率平衡。+_5A60VA+_1A60VB+_2AC 60VD+_2AE20V40V2APA=60 5=300W0,为发出功率;,为发出功率;PB=60 1=60W0,为吸收功率;,为吸收功率;PC=60 2=120W0,为吸收功率;,为吸收功率;PD=40 2=8
4、0W0,为吸收功率;,为吸收功率;PE=20 2=40W0,为吸收功率;,为吸收功率;总总吸收功率吸收功率P=PB +PC +PD +PE =300W 元件元件A的电压电流的电压电流为非参考方向,其为非参考方向,其余为关联方向。余为关联方向。Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-4 (题目略题目略)解解:(a)图为线性电阻,其图为线性电阻,其u、i为非关联方向,其约束方程为:为非关联方向,其约束方程为: u= -Ri= -10 103i 。i+_u10k (a)
5、i+_u20mH(b)i+_u10 F(c)i+_u5V(d)+_i+_u2A(e)(b)图为线性电感,其图为线性电感,其u、i为非关联方向,其约束方程为:为非关联方向,其约束方程为: u= -L(di/dt)= -20 10-3 (di/dt) 。(c)图为线性电容,其图为线性电容,其u、i为关联方向,其约束方程为:为关联方向,其约束方程为: i= c(du/dt)= 10 10-6 (du/dt) 。(d)图为理想电压源,参考极性与实际相反,其约束方程为:图为理想电压源,参考极性与实际相反,其约束方程为: u= -5V 。(e)图为理想电流源,参考方向与实际相同,其约束方程为:图为理想电流
6、源,参考方向与实际相同,其约束方程为: i=2A 。Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-5 (题目略题目略) diCtututtccc 010本题中电容电流本题中电容电流i(t) 的函数表达式为:的函数表达式为: 21020500ttttti将将i(t) 代入积分式代入积分式(注意积分的上下限注意积分的上下限):i+_u2 FO12345i/At/s10-10解:解:已知电容电流求已知电容电流求电压,用电容伏安关电压,用电容伏安关系积分形式:系积分形式:Cir
7、cuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物当当t=1s时,时, V.tdttdttiCuuccc251252152101011021010 当当t=2s时,时, VtdttdttiCuuccc5252152101022022020 当当t=2s时,也可把当时,也可把当t=1s时的值作为其初始值,时的值作为其初始值, 即:即: Vdtt.dttiCuuccc55212511122121 Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
8、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物当当t=4s时,因时,因t=2s时电流的值发生改变,所以把时电流的值发生改变,所以把t=2s时的值时的值作为其初始值:作为其初始值: VtdtdttiCuuccc51021510215124424242 本题的要点:本题的要点:1)在计算电容电压时,要关注它的初始值,即初始状态时的值。在计算电容电压时,要关注它的初始值,即初始状态时的值。2)已知的电流是时间的分段函数,电压也是时间的分段函数。已知的电流是时间的分段函数,电压也是时间的分段函数。Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什
9、么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-8 (题目略题目略)解解:电压电压u(t)的函数表达式为:的函数表达式为:(1) 求电流:根据求电流:根据u、i的微分关系:的微分关系:i+_u2 FO12345u/Vt/ms2 tu0103t4 -103t0t 00 t 2 ms2 t 4 ms4 t dttduCti 得电流表达式:得电流表达式: dttduti610202 10-30t 00 t 2 ms2t 4 ms4 t-2 10-3Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里
10、呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物电压电压u(t)的函数表达式为:的函数表达式为:(2) 求电荷:根据库伏特性:求电荷:根据库伏特性:i+_u2 FO12345u/Vt/ms2 tu0103t4 -103t0t 00 t 2 ms2 t 4 ms4 t ms tCutq 得电荷表达式:得电荷表达式: tutq610202 10-3t0t 00 t 2 ms2 t 4 ms4 t ms2 10-6(4-103t)Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一
11、个活的生物电压电压u(t)的函数表达式为:的函数表达式为:(3) 求功率:根据功率公式:求功率:根据功率公式:i+_u2 FO12345u/Vt/ms2 tu0103t4 -103t0t 00 t 2 ms2 t 4 ms4 t ms tutitp 电流电流i为:为: tp02t0t 00 t 2 ms2 t 4 ms4 t ms-2 10-3(4-103t) ti02 10-30t 00 t 2 ms2t 4 ms4 t-2 10-3 得功率表达式:得功率表达式:Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证
12、实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-10 (题目略题目略)解解:图图(a):Ai2510 i1+_uS6 5 abi0.9i1+_10V(a)2A+_u15 20 abi0.05u1(b)_+3Vc电流电流i为:为:即受控源电流为:即受控源电流为:A.iAii.90229011 V.i.iiuabab8990904411 Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解解:图图(b):VVu10521 i1+_uS6 5 abi0.9i1+_10V(a)2A+_u15
13、 20 abi0.05u1(b)_+3Vc电流电流u1为:为:即受控源电流为:即受控源电流为:A.u.i500501 Viuac1020 Vuca10 或或Vuab3 而而VVVuuuabcacb13310 故故Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4A3A6A2A-10AR1R3R2ABC1-12 (题目略题目略)解解:设定电流设定电流i1、i2、i3、i4、i5如图示。如图示。(1) R1、R2、R3值不定,值不定,i1、i2、i3不能确定。不能确定。对所选的闭
14、合面列对所选的闭合面列KCL方程得:方程得: AAi16434 i4i5i1i3i2对对A点列点列KCL方程得:方程得: Aii1310245 Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4A3A6A2A-10AR1R3R2ABC解解:(2) R1=R2=R3,对回路列,对回路列KVL方程,对方程,对B点、点、C点列点列KCL方程:方程:0332211 iRiRiRi4i5i1i3i2213ii 432 ii将将 R1=R2=R3代入,解得代入,解得Ai3101 Ai31
15、2 Ai3113 i4、i5的值同的值同(1):Ai14 Ai135 Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1-20 (题目略题目略)解解:在图在图(a)中设电流中设电流 i,右边网孔的,右边网孔的KVL方程为:方程为:108822 iii+_uS22 8A10V(a)50 i11 ab+_2V2 u+_3 i3i288 +_u(b)解得:解得:A.i0910 VV.iu809108888 则:则:在图在图(b)中设电流中设电流 i1、i2、i3,8321 iiiK
16、VL方程:方程:a结点的结点的KCL方程为:方程为:2131223ii,ii 求解上述方程得:求解上述方程得:Ai23 Viu633 注:列注:列KVL方程时应方程时应尽量选取没有电流源尽量选取没有电流源的回路。的回路。Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2-4 (题目略题目略)解解:(a):图中:图中R4被短路,应被短路,应用电阻的串并联,有:用电阻的串并联,有: 445321.RRRRRab 所以:所以:R1(a)abR2R3R4R5(b)abG2R3G1R4
17、(b):图中:图中G1、G2支路的电阻为:支路的电阻为:21121 GGR 334 RRRRabCircuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(c):这是一个电桥电路,由于:这是一个电桥电路,由于R1=R2,R3=R4,处于电桥平衡,处于电桥平衡,故开关打开与闭合时的等效电阻相等。故开关打开与闭合时的等效电阻相等。 514321.RRRRRab (d):这是一个电桥电路,处于电桥平衡,:这是一个电桥电路,处于电桥平衡,1与与1同电位,之间的同电位,之间的电阻电阻R2可以去掉
18、可以去掉(也可以短路也可以短路)。故。故 5012121.RRRRRRab R1(c)abR2R3R4R5SR1(d)abR2R1R1R2R211Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(e):这是一个对称电路,结点:这是一个对称电路,结点1与与1等电位,等电位,2与与2等电位,等电位,3、3、3”等电位,可以分别把等电位点短接,短接后的电路如图等电位,可以分别把等电位点短接,短接后的电路如图e所示。则所示。则 323422 RRRRabab(e)RRRRRRRRRR
19、RR1122333”a(e)RRbRRRRRR RRRRRCircuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(f):图中:图中(1 ,1 ,2 )和和(2 ,2 ,1 )构成两个构成两个Y形连接,分形连接,分别将两个别将两个Y形转换成形转换成 形连接,如图形连接,如图f 所示。设所示。设(1 ,1 ,2 )转转换后的电阻为换后的电阻为R1、R2、R3, (2 ,2 ,1 )转换后的电阻为转换后的电阻为R1、R2、R3 ,则,则 52211111.R ab(f)1 1 1 2 2
20、 2 2 ab(f)R1R12 R2R3R2R3 5121212 R 5112123 R 8122221 R 4221212 R 4221213 RCircuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物并接两个并接两个 形,得到等效电阻:形,得到等效电阻: 26914585245221221133.RRRRRRRab ab(f)1 1 1 2 2 2 2 ab(f)R1R12 R2R3R2R3Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样
21、一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(g):这是一个对称电路。由对称性知,节点:这是一个对称电路。由对称性知,节点1,1,1”等电位,等电位,节点节点1,2,2”等电位,连接等电位点,得到图等电位,连接等电位点,得到图(g)。则。则 667165363.RRRRRab a(g)bRRRRRRRRRRRRab1RRRRRRRRRRRR11”222”(g)Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物把把(10 ,10 ,5 )构成的构
22、成的 形等效变换为形等效变换为Y形,如图形,如图(b)所所示。其中各电阻的值为示。其中各电阻的值为 45101010101 R4 (a)ab+_Uab+_U5A10 10 6 5 24 5A4 (b)ab+_Uab+_U6 24 R1R2R3I1I2解解: 2510105102 R 2510105103 R2-8 如图如图(a),求,求U和和Uab。两条支路的电阻均为两条支路的电阻均为10 ,因此两条支路的电流,因此两条支路的电流:I1=I2=5/2=2.5A应用应用KVL得:得:V.U5524526 入端电阻入端电阻 302422644 abR所以所以VRUabab1505305 Circu
23、it exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物A.i25010521 4 10V2 4 4 +_1A10V6V10 10 i4 2 4 4 +_10 10 i2.5A4V1A3A(a)(b)解解:9 1 +_6.5A4V(d)i110 i4V(c)4 1 +_10 6.5Ai110 +_2.5Vi12-11 求求 i 。A.ii1250211 (e)Circuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的
24、猜测没有错:表里边有一个活的生物解解:2-15 求求RinR11(a)R2Rin i11i1(a):在:在1,1端子间加电压源端子间加电压源u,设电流,设电流i,,如图,如图(a)所示。所示。根据根据KCL,有:,有:0211 Ruiii 而:而:11Rui 由此可得:由此可得: 0121 RuiRu 解得输入电阻:解得输入电阻: 12121RRRRiuRinR1(a)R2 i1i1+_uiCircuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2-15 求求Rin解解:(b):在:
25、在1,1端子间加电压源端子间加电压源 u,设电流,设电流 i,,如图,如图(b)所示。所示。根据根据KVL,有:,有:uu 1由由KCL得:得: 231Ruii 联立求联立求 解上式得:解上式得: 13311RRRRiuRin 111111uiRuiRu (b)R21R1Rin i11+_u1+_ u1R3(b)R2R1 i1+_u1+_ u1R3_+ui1iCircuit exercise我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解解: (1) 按标准支路:按标准支路: 图图(a)中,中,n=6,b
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