(整理完)电路高升专作业题参考答案20121114

东北农业大学网络教育学院 电路高升专作业题参考答案 作业题（一）答案 一 、简答题（共 8题） 1 电场力移动单位正电荷从一点到另一点所做的功，即为两点间的电压。 2 导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 3 流过同一电流的电路分支即为一条支路。 4 由全部结点和部分支路组成的一个子图，不能有回路。 5 将电压源短路，电流源开路。 6 储能元件无原始储能，换路后仅由外加激励引起的响应 7 由三个频率相同，幅值相等，初位不同的三个电源组成的供电体系。 8 任意两个结点之间至少存在一条路径的图。 二 、填空（共 10题） 1电源，负载，中间环节 2开路，短路 3吸收功率，发出功率 4两 516 6 410ui 740V，1A 8. 20W 9. ， ，0，500varj.jS 10. 0.02s，-21 0， 72 三 、选择题（共 10题） 1A 2C 3A 4C 5D 6. B 7A 8. D 9. B 10. A 四、计算题（共 5题） 1解： U4=15V I4=U4/R4=15/5=3 A 由 KCL,得： I6 I4 I5=0 I5=I6 I4=53=2 A， U5=R5I5=102=20 V 由 KVL,得： U5 U4 U3=0 U3=U5 U4=2015=5 V， I3=U3/R3=5/5=1 A 由 KVL,得： I3+I5 I1=0 I1=I3+I5=1+2=3 A 由 KCL,得： I4 I2 I3=0 I 2=I4I 3=31=2 A 2. 解：（1）图（b）是由图（a）经过电源等效变换后得到的电路，根据电源等效变换的条件可知： （2）由图（b）可求得电阻 R两端电压为 所以 R3的电流和消耗的功率分别为 （3）设图（a）中各支路电流参考方向如图所示，根据 KVL，得： 又由 KCL，得： i1=i2+i3 求解以上方程组得： 所以，图（a）中各电阻消耗的功率分别为： 图（b）中电阻 R消耗的功率为 PR=u2/R= 42/4=4W 显然 （4）图（a）中 us1， us2发出的功率分别为 图（b）中 is发出的功率为 Pis=uis= 43=12W 显然 以上结果表明，等效电源发出的功率一般并不等于原电路中所有电源发出的功率之和；等效电阻消 耗的功率一般也并不等于原电路中所有电阻消耗的功率之和。这充分说明，电路的“等效”是指对外等 效，对内并不等效。 3解：（1）当 3V电压源单独作用时 ViRus432)/(3WRiPAu824323212suiAiA5 3WiR67.091.2221Wi sss 2)31(64052121 21ssi1 6/12/34121AuisS （2）当 6A电流源单独作用时 （3）当两个激励共同作用时，根据叠加定理，有 4 解： 据题意 VAUISPtgQW34var267805 5. 解： 作业题（二）答案 一、 简答题（共 8题） 6、 带电粒子的定向移动形成电流。 7、 一是用于能量的转换和传输；二是对电信号进行加工处理。 8、 支路的联接点。 9、 单连支回路即为基本回路。 10、 在线性电路中，当电路中仅有一个激励时，响应与激励成正比。 11、 用复数表示出正弦量的有效值和初相，即为相量。 12、 在星形联接负载不对称时，中线的作用在于使负载的相电压对称，从而能够正常工作。 13、 对任一有源二端网络而言，对外总可以用一个电流源和电阻并联的等效电路替代，其 中电流源的电流即为该有源二端网络的短路电流，电阻为该网络除源后的等效电阻。 AI163/1 I 216/3 AI1 ms 0.5 )V(204 -6)Uc(c U(t) (s) 5.01*.0CR)(k 1eq :V 4 c: 0t () 60U(-)(teettt()6-其 中 ：阻 为电 容 两 端 的 等 效 输 入 电稳 态 值 为时 ， 时 ， 电 路 已 处 于 稳 态 ， 二、 填空（共 10题） 1 理想电路元件 2 50，60 3品质因数 Q 4端子 59 6 0.2diut 7. 40V，1mA 8. 20W 9. 220/00V， = 5/-300A，感性 I 10. 20V，1A 三、 选择题（共 10题） 1. A 2. B 3C 4. C 5. B 6. C 7. B 8. B 9.B 10.C 四、计算题（共 5题） 1. 解：设电流 i参考方向如图所示。对图中两个网孔列写 KVL方程，有： 0)5.0(4211uuiabs 对控制量 u1补充方程为： u1=5(i0.5 u1) 求解以上方程组，得： u1=5V i=3.5A us=12V 2 解：利用电源的等效变换，可得 AI8125.0 等效变换过程如下： 3解：（1）当电压源单独作用时 IX1= 20/(2+4+14) = 1A （2）当电流源单独作用时，用结点电压法求解。 化简后的方程组为： 求解方程组得 un1=5V un2=35V IX2= un1/2=5/2=2.5A （3）根据叠加定理，当四个激励同时作用时，所求电流 IX= IX1+ IX2=12.5=1.5A 4. 解：根据 t0的等效电路，这是一个一阶 RC零输入电路。 时间常数 =ReqC =5010310106 =0.5s 所以，电容电压 Veuttt24)0() 10)4(15)2(2nnuu2809731nn 电流 mAetutitC204.1)( 5. 解：设 ，则 。根据 V0 负载 P2=U2I2=11(3)=33W0 负载 P4=U4I4=(2)1= 2W0 负载 2. 解：设电流源两端的电压为 u，各支路电流的参考方向如图所示，两个网孔的绕向均为顺时针方向。 根据 KCL、KVL，得： 将已知数据代入上述方程后，求解得： i1=1A i2=1A u=40V 各元件吸收的功率分别为：+ PR1=iS2R1=45=20W PR2=i12R2=120=20W PR3=i22R3=130=30W Pus= us i1=101=10W Pis= u iS=402=80W 电路中电流源发出功率，电阻和电压源均吸收功率，且 PR1+ PR2 PR3+ Pus= Pis，所以功率守恒。 3. 解：将待求支路移去，构成一个含源一端口网络。 （1）求短路电流 AISC635 （2）求等效电阻 Req=6 （3）将得到的诺顿等效电路与待求支路相连，根据叠加定理： SSuRiii2312 4. 解： iL(0+)= iL(0_)=0，应用叠加定理求 iL() AiL 4.153210)( 时间常数 sR0. 所以 t0 时的 iL为 Aeei ttL )1(4.)1(50 根据电感元件的约束方程 VdtitutLL50)( 10V电压源中的电流 i为 i=iL2=0.61.4e 50 t A 电压源发出的功率为 p =10i =614e 50 t W 5. 解：设 ，则02U jIAjI41032AjI61 相量图如题解图所示。 102104.68.1XRIjZ 在图示由电压相量构成的直角三角形中，有 21212)()( SRXUIIU 即 542100)6()( 322222 IXIXV 作业题（四）参考答案 一 、简答题（共 8题） 22、 在线性电路中，当有多个激励同时作用时，电路中的响应等于每个激励单独作用时所 得该响应的代数和。 23、 电源力推动单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。 24、 在集总电路中，在任一时刻，沿任一回路，所有元件电压的代数和恒等于零。 U2 US U1 U X 1 UR 1I 1 I 2 I 3 25、 对电路图进行再次抽象，仅由支路和结点组成的集合。 26、 含有一个等效的储能元件的电路。 27、 当电流分别从一对耦合线圈的一端同时流进（或流出） ，产生的磁场相互增强，这两端 即为同名端。 28、 当元件两端的电压与其电流方向相同，均由正指向负时，即为关联参考方向；否则为 非关联参考方向。 29、 有效值、频率和初相称为正弦量的三要素。 二、 填空（共 10题） 1电磁特性，电感 2小，大 3正弦 4反 53 6u=-5V 7.1V，6A 8. 2A电流源（流出 B结点） 9. ， 图，1440W，0VAR20.5S 10. 7A，5A 三、 选择题（共 10题） 1. B 2B 3C 4.B 5. A 6. D 7. D 8. C 9.D 10. D 四、计算题（共 5题） 1 解：设电流源两端电压为 U，受控源支路电流为 I，电阻 R1、 R2、 R3支路电流分别为 I1、 I2、 I3。由 于 R1、 R2为并联联接， R3与受控电压源亦是并联联接。所以， aaSIRIA5.042331 由 KCL，得： I1=Ia I3 即 2= Ia0.5 Ia Ia=4A I3=0.5 Ia=2A U=R3 I3 R1 I1=4212=6V I = ( I3 IS ) = 5A 电流源的功率 P=UIS=63=18W0，吸收功率； 受控源的功率 P=2 Ia I=24(5)= 40W0，发出功率。 2. 解：设三个网孔电流 I1、 I2、 I3的参考方向 如图所示。网孔电流方程如下： )()0)(3132 35424 22131IRUUIRIIS 将已知数据代入上述方程，整理后得： 解方程组，得： I1=3.75A U1= R1I1=1(3.75)=3.75V 3解：应用戴维宁定理求解。 （1）求开路电压 uoc，根据 KVL，(2+2) i1+8i1=6 i1=0.5A 则 uoc=2i12 i1+6=6V （2）求等效电阻 Req。用外加电压法求解，根据 KVL，有 u= 4i+2i12 i14 i Req= u / i =4 （3）根据负载获得最大功率的条件可知，当 RL= Req=4 时，负载获得最大功率，即 Pmax= uoc2/4Req=62/44=2.25W 4解：（1） AiL 6.08124/6)0( 根据换路定律： iL(0+)= iL(0)=0.6A 作出 t=0+的等效电路，如题解图所示。用网孔 电流法求解 i (0+)。网孔电流方程如下： 求解方程组，得 im1=1.2A im3=1.8A i (0+)= im3 im2=1.80.6=1.2A )(2542031321IIU 2 2 2 2 26V i(0+) im1 im2 im3 0.6 A642 .031miAii （2）t时，电路达到稳态。用网孔法求解稳态值 iL()， i ()。网孔的选取同上，网孔电流方程 为 求解方程组，得 im1=1.5A im2=0 im3=1.5A iL()= im2=0 i ()= im3 im2=1.5A （3）时间常数 代入三要素公式得 5 解：据题意 kWIUPAZIlA 4.173.5cos4380cos31.5200 作业题（五）参考答案 一、 简答题（共 8题） 1 各点与参考点之间的电压。 2 从实际电路中抽象出来的，由一种或几种理想电路元件的组合而形成的模型。 3 由支路组成的流经电路的通路。 4 一是适用于线性电路；二是注意是代数和叠加；三是注意参考方向；四是注意除源指的是除独立 电源，电阻和受控源保持在电路中不变；五是功率不能用叠加定理进行叠加。 5 换路后，电路中没有外中激励，仅由储能元件的原始储能引起的响应。 6 电路中三相电源依次到达正的最大值的顺序。 7 电路元件的尺寸与电磁波工作波长相比，如果可以忽略不计的即为集总元件，由集总元件组成的 电路即为集总电路。 8在感性负载两端并联一补偿电路器。 二、填空（共 10题） 1电阻 2特性阻抗，品质因数 3额定电压 4正 51.667 6i= 2A 7. 40V，1A 6420231miisR412/2eeti AtttL 443.051).1(5.)( 6.06 8. 24W 9纯电容 10参考方向 三、选择题（共 10题） 1. B 2. A 3. A 4. D 5. D 6. A 7. A 8. D 9. A 10.A 四、计算题（共 5题） 1. 解：（1）由于 R2与 R3并联，所以由分流公式可得： ssiRuii3232 （2）由于 R1和电流源串联，对外电路而言可等效为一个电流源，所以当 R1增大时，对 R2、 R3、 R4及 us 的电流和端电压都没有影响，但对电流源自身的端电压 uis有影响。根据 KVL， uis= R1 is+ u2 us 。显然， uis随 R1的增大而增大。 2. 解：参考结点的选取如图所示。结点电压方程为： 化简后得： 求解方程组得 Un1=18V Un2=12V U1= Un1 Un2=1812=6V 3. 解：（1）求除 R以外的戴维宁等效电路。应用叠加定理求开路电压 UOC，如图所示。令 2917)461(30 201nnnUII81265.nn 32102/ 311R 20 20 + a b + Uoc1 20 20 +a b + Uoc250V 50V 20 20 20 20 20 20 等效电阻 Req=(20/20+20/20)/20=(10+10)/20=20/20=10 在下图电路中, I=37.5/15=2.5A a，b 间应并接一个理想电流源 IS，如图。因为若使 I=0，则 Uab=RI=0 故 I1=UOC/Req=37.5/10=3.75A IS= I=3.75A 4. 解:由已知条件可得 102IUXC 令 Z1=R+jXL 则 001 3I 从阻抗三角形可知 530sin1si6.8co3c01ZXRL VUROCOCOC 5.372.104520.12512231