1第一章电路的基本概念和定律1.在下图中,已知I1=3mA,I2=1mA。试确定电路元件3中的电流I3和其两端电压U3,并说明它是电源还是负载?校验整个电路的功率是否平衡。解:231123IIImA;60303103UV;3301USP90mW;1802USP-80mW;)2(603UP-120mW;23321310)103(10101010IPk90mW;23322320)101(10201020IPk20mW;0P功率平衡。2.在下图所示电路中,求各理想电流源的端电压、功率及各个电阻上所消耗的功率。解:112123IIIA;20201311IRUV;40210202212IRUUV;20)20(1111UIPAW;80)40(2222UIPAW;202011211RIPRW;401042222RIPRW;3.将下图化简成电压源模型。解:(a)(b)4.在图所示电路中,试求RX、IX、UX。解:(a)46110Ω=AVUXV;32121=ΩXXUAIA;6/XXXIURΩ(b)102137375.05.1=)(XUV;3.035.05.1=)(XXUIA;9.75.05.15.020XXURΩ25.试计算电路中的各未知量。解:(a)8)21(16R;8R;(b)88)31(U;U=24V(c)88)2(16I;I=1A;(d)88)1(16I;I=-2A161)16(ISPW(消耗)6.试求所示电路中A点的电位和6V电压源的功率。解:设A点与参考点之间的电压为UA,则:5621233AUV在6V电压源中,由于构不成通路,所以通过6V电源的电流为0,故6V电压源的功率为0。7.图示电路中,已知电流源产生的功率为4W,试求RX。解:设各电流参考方向为:从b→c;b→e;c→e;d→c;各电压参考分析与各电流取关联方向。则:-4W=-1×Va,Va=4V;Vb=Va-1×1=3V;Ibe=Vb/2=1.5A;Ibc=1-Ibe=-0.5A;Vc=Vb-2Ibc=3-2×(-0.5)=4V;5.124727cdcVIA;Ice=Ibc+Idc=-0.5+1.5=1A;414cecXIVRΩ第二章电路的基本分析方法1.用支路电流法计算所示电路中的各支路电流。解:1021III012048.01II由此解得:I1=9.38A;I1=8.75A;I1=28.13A;011644.02II注意:列写电压方程时,应避开电流源。2.试用弥尔曼定理求解图示电路中的各支路电流。3解:501501501501205010050200BAU140V2.150140200AIA;8.050140100BIA;4.050140120CIA;3.在图示电路中,⑴当开关S合在A点时,求电流I1、I2和I3;⑵当开关S闭合在B点时,利用⑴的结果,运用叠加原理计算电流I1、I2和I3。解:⑴S在A点时:12042130423231321IIIIIII由此解得:151IA;102IA;253IA;⑵当20V电压源单独作用时:设电流分别为I1′,I2′,I3′,则6)4//2(2202IA;442421IIA;242223IIA所有电源共同作用时:11415111IIIA;16222IIIA;27333IIIA4.试分别用叠加定理和戴维南定理求图示电路中得电流I。解:⑴戴维南定理:6821OCUV;20RΩ;6.080RUIOCA⑵叠加定理:电流源单独作用时I(方向与原图同)2.01822IA电压源单独作用时I(方向与原图同)8.0288IA两个电源共同作用时:6.0IIIA5.试用戴维南定理求图示电路中得电流I。10)2(423111III;1I=2A6521032OCUV;75)42//(30RΩ;6.030RUIOCA6.计算图示电路中的电流I。4VUabo1024266632722)6//6(0RARUIaboab13710307.用你最熟悉的电路分析方法计算图示电路中的U0;欲使U0=0,试确定电流源电激流IS值。解:⑴弥尔曼定理:3202216131336ABUV;3102220ABUUV;⑵叠加定理6V电压源单独作用时:342646)4//6(360UV;3A电流源单独作用时:22322)6//3(6//30UV;共同作用时:310000UUUV⑶电源等效变换法:将6V、3Ω电压源变换为2A、3Ω的电流源,如图所示。3102)32(22)6//3(6//30UV;⑷还可以用支路电流法求出2Ω电阻中的电流,最后求出电压U0,这里略。欲使U0=0,6V电压源单独作用时:342646)4//6(360UV;3A电流源单独作用时:SSIIU32222)6//3(6//30V;共同作用时:03234000SIUUU2SIA例:在图示电路中,NO为只含有线性电阻组成的无源网络。已知开关s合在位置1和位置2时,电路中的电流I分别为-4A和2A,求开关s合在位置3时,电流I为多少?解:本题利用叠加定理先求出各电源单独作用时的电流,最后进行叠加即可。在位置“1”时,为Us和-10V电压源共同作用,此时电流为-4A;5在位置“2”时,为Us单独作用,此时电流为2A;由此可知,-10V电压源单独作用时,电流为-6A。在位置3时,此时外加电源是位置1时的一半,并且极性相反。所以在位置“3”时,为Us和5V电压源共同作用,532IA第三章电路的暂态分析1.如图所示电路中,设开关动作前电路已经处于稳定状态。在0t=时开关S闭合,求()Cut。解:126)0()0(CCuuV;0)(CuV;7123210310100103CRsttCeu81033.0)(126V(该电路为零输入响应)2.图示电路中,R1=6kΩ,R2=1kΩ,R3=2kΩ,C=0.1μF,IS=6mA,换路前电路已经处于稳定状态,求S闭合后的()Cut和)(tCi。解:361)0()0(RIuuSCCV;833211)(RIRRRRuSCV;46332110914101.010]2//)16[(]//)[(CRRRsttCeu6430)(288V(该电路为全响应)ttCtCeedtduCi643064306)(018.0)6430(28101.0A3.如图所示电路为发电机的励磁电路,励磁绕组的参数为R=40Ω,1.5LH=,接在U=120V的直流电源上。当打开开关S时,要求绕组两端的电压不超过正常工作电压的2.5倍,并使电流在0.05s内衰减到初值的5%,试求并联放电电阻为多大?(图中二极管的作用是,当开关S闭合时,放电电阻dR中无电流,当S打开后,绕组电流将通过dR衰减到零,此时二极管如同短路。)解:340120)0(RUiLA;UiRLd5.2)0(;由此可知:100dR又:05.03dRRL;由此可得:50dR;故:10050dR4.图示电路中,开关S原与“1”接通,电路已达稳态。0t=时,S换接到“2”,试求6电流i和电压)(tLu。已知10SUV=,R1=R2=R3=10Ω,L=1H。在2支路增加US2。解:5.010101021)0()0(RRUiiSLLA;0)(LiA;2.010//101//32RRLs;ttLei5)(5.0A(该电路为零输入响应);ttLtLeedtdiLu55)(5.2)5(5.01V5.如图所示电路中,已知R1=10kΩ,R2=40kΩ,R3=10kΩ,US=250V,C=0.01μF。开关S原闭合,试求开关S断开后电压uab的变化规律。解:50211)0()0(SCCURRRuuV;250)(SCUuV;463321051001.010)1040()(CRRsttCeu2000)(200250V(该电路为全响应)tCCtabeudtduCRu20003)(160250V6.如图所示,R1=100Ω,R2=100Ω,R3=150Ω,L=0.1H,100SUV,C=2000μF,电路开关S不闭合时处于稳态。试问:⑴S在t=0时合到端子a,求uC(t)和iL(t)?⑵S在t=0时由端子a合到端子b,求uC(t)和iL(t)?解:⑴4.015010010032)0()0(RRUiiSLLA;40100150100100322)0()0(SCCURRRuuV;0)(LiA;0)(CuV;100012RLLs;2.010200010061CRCs;ttLei1000)(4.0A;ttCeu5)(40V;⑵0)0()0(LLiiA;0)0()0(CCuuV;11001002)(RUsiLA;100)(UsuCV;7100012RLLs;2.010200010061CRCs;ttLei1000)(6.01A;ttCeu5)(60100V;第四章正弦交流电路1.已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别是2A、-30°;36V、45°,频率均为50Hz。⑴写出它们的瞬时值表达式和有效值的相量表达式;⑵指出它们的幅值、角频率;⑶两者之间的相位差是多少?解:⑴)30314sin(22tiA)45314sin(236tuV302IA4536UV;⑵幅值:22mIA236mUV314rad/s;⑶754530电流落后电压75°。2.已知正弦交流电压及电流的相量式分别为:UV10050,IA11020,IA2530,且ω=628rad/s,试画出相量图,并写出它们对应正弦量的瞬时表达式。解:相量图略。)50628sin(2100tuV;)20628sin(2101tiA;)150628sin(252tiA3.已知UV1630,UV28120,IA11030,IA22060,试求:⑴21UU;⑵21II。解:21UU=93.643196.5120sin8120cos830sin630cos61208306jjjj1.831093.9196.1j21II=)60sin(20)60cos(20)30sin(10)30cos(1060203010jj43.3336.2232.1266.1832.1710566.8jjj4.在图示的电路中,已知ut2202314sinV,)45314sin(221tiA,)90314sin(2112tiA,试求:⑴各仪表读数;⑵电路等效参数R、L和C;⑶该电路的有功功率和无功功率。解:⑴452111IA;90112IA;0220UV;1111111190114521121jjIIIA所