1、第一章“电路模型和电路定律”练习题1-1 说明题 1-1 图(a ) 、 (b)中:( 1)u、i 的参考方向是否关联?( 2)ui 乘积表示什么功率?(3)如果在图(a)中 u0、i 0、 i0,元件实际发出还是吸收功率? iu+元 件元 件iu+元 件元 件(a ) (b)题 1-1 图解:(1)图(a)中电压电流的参考方向是关联的,图(b)中电压电流的参考方向是非关联的。(2)图(a)中由于 电压电流的参考方向是关联的,所以 ui 乘积表示元件吸收的功率。图(b)中电压电流的参考方向是非关联的,所以 ui 乘积表示元件发出的功率。(3)图(a)中 u0、i0,所以 ui0。而图(a)中电
2、压电流参考方向是关联 的,ui 乘积表示元件吸收的功率,吸收的功率为负,所以元件实际是发出功率;图(b)中电压电流参考方向是非关联的,ui 乘积表示元件发出的功率,发出的功率为正,所以元件实际是发出功率。1-4 在指定的电压 u 和电流 i 的参考方向下,写出题 1-4 图所示各元件的 u 和 i 的约束方程(即 VCR) 。iu+10kiu+10iu+10V+( a) (b) (c)iu+5V+iu+10mAiu+10mA(d) (e) (f)题 1-4 图解:(a)电阻元件,u、i 为关联参考方向。由欧姆定律 u=Ri=104 i(b)电阻元件,u 、 i 为非关联参考方向,由欧姆定律 u
3、 = - R i = -10 i(c)理想电压源与外部电路无关,故 u = 10V(d)理想电压源与外部电路无关,故 u = -5V(e)理想电流源与外部电路无关,故 i=1010-3A=10-2A(f)理想电流源与外部电路无关,故 i=-1010-3A=-10-2A1-5 试求题 1-5 图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出) 。15V+52A15V+52A15V+52A( a) (b) (c)题 1-5 图解:(a)由欧姆定律和基尔霍夫电压定律可知各元件的电压、电流如解 1-5 图(a)故 电阻功率 (吸收 20W)102WRPui吸电流源功率 (吸收 10W)I5
4、吸电压源功率 (发出 30W)U3i发(b)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解 1-5 图(b)故 电阻功率 (吸收 45W)1245WRP吸电流源功率 (发出 30W)I30发电压源功率 (发出 15W)U发(c)由基尔霍夫电压定律和电流定律可得各元件的电压电流如解 1-5 图(c)故 电阻功率 (吸收 45W)1534WRP吸电流源功率 (吸收 30W)I20吸电压源功率 (发出 75W)U7发1-16 电路如题 1-16 图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。 2U+0.5AU+2I12V+ 2I11(a ) (b)题 1-16 图解:(1)题 1-16 图(a)中,应
5、用 KVL 可得到方程解得 20.51V电流源电压 U 与激励电流方向非关联,因此电流源发出功率为=.1.0.5SIPW发(实际吸收 0.5W)电阻功率为 2=.RPVCVS 两端电压 2U 与流入电流方向关联,故吸收功率为 =20.51SUPW吸(实际发出功率 1W)显然, +SSIUR发 吸(2)题 1-16 图(b)中,在结点 A 应用 KCL,可得 2113II再在左侧回路应用 KVL,可得到 解得123=I0.4A根据各电压,电流方向的关联关系,可知,电压源发出功率为 120.8SUPIW发CCCS 发出功率为 1320.42.=0.96SCPIW发电阻消耗功率为21R电阻消耗功率为
6、 显然 。122().I 12SSUCRPP发 发1-20 试求题 1-20 图所示电路中控制量 u1 及电压 u。1k2V+ 10u1+u10ku1+题 1-20 图解:设电流 ,列 KVL 方程i 311002iiuu得: 120uV第二章“电阻电路的等效变换”练习题2-1 电路如题 2-1 图所示,已知 uS=100V,R 1=2k,R 2=8k。试求以下 3 种情况下的电压u2 和电流 i2、i 3:(1)R 3=8k;(2)R 3=(R 3 处开路) ;(3)R 3=0(R 3 处短路) 。uS+R2R31i2i3u2+题 2-1 图 解:(1) 和 并联,其等效电阻 则总电流2R3
7、 84,2R1054sui mA分流有 ; 1238.36ii 25086.7uRiV(2)当 ; 33,0Ri有 21210sui mA281uiV(3) ; 320,0Riu有 31052suimAR2-5 用Y 等效变换法求题 2-5 图中 a、b 端的等效电阻:(1)将结点、之间的三个 9电阻构成的形变换为 Y 形;(2)将结点、与作为内部公共结点的之间的三个 9电阻构成的 Y 形变换为形。99999ab 题 2-5 图解:(1)变换后的电路如解题 2-5 图(a)所示。因为变换前,中 93121R所以变换后, R故 1236(9)/()12ab7(2)变换后的电路如图 2-5 图(b
8、)所示。因为变换前,Y 中 1439R所以变换后, 4327故 11/(/)ab2-11 利用电源的等效变换,求题 2-11 图所示电路的电流 i。10V+4 i104V+46V+2 1041A题 2-11 图解解 2-5 图2R331R4314解:由题意可将电路等效变,为解 2-11 图所示。于是可得 ,Ai25.01Ai125.02-13 题 2-13 图所示电路中 , ,CCVS 的电压 ,利用电431R12 1c4iRu源的等效变换求电压 。0uuS+ R2R4R1i1 uc+R3u10+01题 2-13 图解:由题意可等效电路图为解 2-13 图。所以 又由 KVL 得到 34211
9、()/RR12()cSuRi所以 =1Sui1014SSuui0.75S2-14 试求题 2-14 图(a ) 、 (b )的输入电阻 。abR解解 2-11 图 解 2-13 图R1R2u1+u1RababRab R2R1i1 i1ab(a ) (b)题 2-14 图解:(1)由题意可设端口电流 参考方向如图,于是可由 KVL 得到,i211,abuRiuR()i(2)由题已知可得 12121()abuiii12()abRRi第三章“电阻电路的一般分析”练习题3-1 在以下两种情况下,画出题 3-1 图所示电路的图,并说明其结点数和支路数:(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或
10、受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。 +(a ) (b)题 3-1 图解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解 3-1 图(a1)和(b1)。图(a1)中节点数 ,支路数6n1b图(b1)中节点数 ,支路数72(2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。图(a2)中节点数 ,支路数4n8b图(b2)中节点数 ,支路数1593-2 指出题 3-1 中两种情况下,KCL、KVL 独立方程各为多少?解:题 31 中的图(a)电路,在两种情况下,独立
11、的 KCL 方程数分别为(1) (2)56n314n独立的 KVL 方程数分别为(1) (2)61b 5148b图(b)电路在两种情况下,独立的 KCL 方程数为(1) (2)71n5n独立的 KVL 方程数分别为(1) (2)6172b 519nb3-7 题 3-7 图所示电路中 , , , ,1021R4385R26, ,用支路电流法求解电流 。V20S3u4S6 i+R1R2R3R4R5R6i3 i5uS3uS6题 3-7 图解:由题中知道 , , 独立回路数为 由4n6b1643lbnKCL 列方程:对结点 1260ii对结点 34对结点 46ii由 KVL 列方程:对回路 64281
12、0ii对回路 3-对回路 453ii联立求得 0.96A53-8 用网孔电流法求解题 3-7 图中电流 。5i解:可设三个网孔电流为 、 、 ,方向如题 3-7 图所示。列出网孔方程为1i2l3l2461246133325()()lllsll lsRiRuii 12308404lllllliiii行列式解方程组为 08014142802所以 3510.956Ai3-11 用回路电流法求解题 3-11 图所示电路中电流 I。+530I 5V+30V5201A题 3-11 图1R23R45R6R3Su6Su i2iii 题 37 图解:由题已知, 1IAl其余两回路方程为 2315002035l
13、lllII代人整理得 223345A1.ll lII所以 231.0AllI3-12 用回路电流法求解题 3-12 图所示电路中电流 及电压 。aIoU14V+15Ia Uo+4 1.4Ia2.582题 3-12 图解:由题可知 解得123131(45.).502.(814llLlLalIIII 12357laLIA得 123054lllUV3-15 列出题 3-15 图(a ) 、 (b )所示电路的结点电压方程。G2G4iS563 iS7iS2iS1iR2R1iS1 R4R6R3iiS5(a ) (b)题 3-15 图题 3-4图 (b) (a) 1si2si 5si 7si2G3G4G6 1si 5si i1R23R4R6Ri解:图(a)以为参考结点,则结点电压方程为: 2312321nnsGuGui45s313637nnsi图(b)以为参考结点,电路可写成 1215234412446nnsnnuiRRi由于有受控源,所以控制量 的存在使方程数少于未知量数,需增补一个i方程,把控制量 用结点电压来表示有:i 123nuiR3-21 用结点电压法求解题 3-21 图所示电路中电压 U。+20I15I+50V54+U10题 3-21 图解:指定结点为参考结点,写出结点电压方程