潘双来电路基础第二版课后习题答案详解

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1、第二章习题解答(电阻电路分析)P2-44 第一章 答案 2A3-+u53e-tAu+-(b) (c)+-5V1010(a)i1-3 求电路中未知的u、i、R或p的值。解：(a) i = -0.5A； (b) u = -6V； +-3cos2tV547cos2t V+-5+4Re-6tA15+12e V+-(d) (e) ( f )-6tp=?i (c) u = -15； (d) i = 1.75cos2t A； (e) R =3； (f ) p = 1.8W1-13 图示电路中的电源对外部是提供功率还是吸收功率？其功率为多少？8A(d) -2V +5A +-2V -1A(c)(b)+10V-4

2、A +3V -4A(a)解：(a) 供12W；(b) 吸40W； (c) 吸2W；(d) 2V供26W；5A吸10W（总共向外供16W）。1-15 求图示各电路中电压源流过的电流和它发出的功率。+ 2V-1i(b)i(c)+ 2V-1Ai(d)4+ 2V-4i(a)解：(a) i = 0.5A, p发 = 1W；(b) i = 2A, p发 = 4W；(c) i = - 1A, p 发= - 2W；(d) i = 1A, p 发= 2W.3A+ U1 -4-2U1+(a)I210(b)6I2+5V-1-18 (1) 求图(a)电路中受控电压源的端电压和它的功率； (2) 求图(b)电路中受控电

3、流源的电流和它的功率； (3) 试问(1)、(2)中的受控源可否用电阻或独立源来替代，若能，所替代元件的值为多少？并说明如何联接。解：(发出)； (吸收)；(3) 图(a)中的VCVS可用下正上负的24V电压源替代；图(b)中的CCCS可用3A的电流源或(5/3)的电阻替代。RLi2i1+ u0-+ US-(a)i2i1+ u0-+ US-(b)R1Rf1-19 试用虚断路和虚短路的概念求图示两电路中的 i1 、i2 及u0 的表达式。解：(a) i1 = 0， u0 = US ，i2 = US/RL ； (b) i1 = i2 = US/R1 ，u0 = - Rf US/R1.1-22 求图

4、示各电路中的uab ，设端口a 、b 均为开路。(c)i10- 3i +ab+ 5V-101A+ 3V -ab(d)55242+ 6V -+ 4V -ab(a)152+ 6V -ab(b)+ 8V-解：(a) Uab = 2 + 4 = 2V；(b) Uab = 1 + 8 = 7V；(c) i = 0.25A，Uab = 13i = 3.25V；(d) Uab = 3 + 5 = 2V.+20V 5k10k2k3knm+ 5V-5V+5V1-24 求电压Umn .解：Um = 5 +10 =15V，Un = 6 5 =1V，Umn = 15 1 =14V.1-26 求图题1-26所示电路中的

5、电压u和电流i，并求受控源吸收的功率。6V4A+u-i2i2V(a)解：(a) 4 = i 2i + 6i/2 i = 2 A u = 6i = 12V，PCCCS发 = 2iu = 48W；PCCCS吸 = -48W；+6V- u +2V+ 3u -6Vi(b)(b) 3u + u + 6 + (6/2)u u = 6V i = u/2= 3A，PVCVS吸 = 3ui = 54W .2S 2 a 22S b (c)2-1 求各电路的等效电阻R abab各电阻阻值均为R (b)10 101010 a b (a)a 1 1 Kb 2 2 4(h)(1) K打开(2) K闭合 R R RRR R

6、 R Rab(g) 2.5 a 8 5 4 4 5 2 b(i) 1 1 a 2 2 1 2 b 2 (i)解：(a)R ab=10/4=2.5；(b) R+R/(R+0.5R) =1.6R ; (c) 2+2/(0.5+0.5) =8/3；(g) R ab =R/8 ；(h) (1) R ab =(1+2)/(2+1)=1.5；(2)因为电桥平衡，故R ab =1.5；(i) 变换得右图，故R ab =(20/9)/(20/10.5)+(20/19)=1.269；2-4 如图(a)，R = 500，其额定电流为1.8A，u =500V，R1 =100，求(1)输出电压u 2 ； (2)如图(

7、b)，用内阻来800的电压表去测量输出电压，其读数为多大？ (3)若误将内阻为0.5、量限为2A的电流表当作电压表去测量输出电压，则有何后果？+ R1 u R + A - - (c)u2+ R1 u R + V - - (b)+ R1 u R + u2 - - (a)解：u2(1) ； (2) (3) ， 远大于2A及1.8A，这会导致电流表及滑线电阻器的损坏。a 2 +1V- 1A 2 5 2 1Ab (d )a6A 22A 2b(c)2-8 利用电源等效变换化简各二端网络。 a 21 5A b (b) a3+ 210V- b (a)+ a 8V-4 b- a 5V+3 b+ a 4V-1.

8、2 b解：(a) (b)(c) a A 3 b 5 3 a2A 4 b a A 1.2 b10 3 或或或a 4 -1V+ 1A 5 2ba + 3V - 5 6ba 4 0.75A 5 2ba A b301112(d ) 2-10 应用等效电源变换的方法求电路中的电流i 1A 42 2 i+ - 10 10 11V 6V- +解：(a)5- 2i 1.5V 5+ +4V- 42 2.5A 2 i 10 10i =-0.075A(b)i2 2+ 2V-i 223 4+- 2V 6V 12V-+ i 2 31A 2 + 46V 3A - i=-0.5A .2-11 求各电路的入端电阻Ri .解：

9、1i1 2i1Ri 2 2 (a);+ u1 - 64 +Ri 2 2u1 -+ u1 -4 u1 1.5 i 4i1+ i1 +-u 2 3-13+ u1 - 1.5 + i 4 + u 0.5u1 - - (b) + u1 - - 2u1 +10 10+ u1 -10 100.2u1 0.4u1+ u1 -Ri 1010 20 10 (c)+ u1 - 4u110- + 20 20 ;i i1+ 6 +u 3 i1- -i1i13 133 3i1Ri 3 6+364A-2i1 (d).2-12 求各电路的入端电阻Ri (提示：设控制量等于1)。4i1 +Ri 2 4i1 -4 + i 1A

10、 + u 2 4V - -解： (a) ;i11A+u- 62A 31 i1Ri 62i1 3 (b) ;12k+ u1 - 3kRi 1k2k + 4k -1.5u1i+ 1V - + 1k2k + u- 3k -1.5V (c)+ 4V -24+ 8ix-+ 6V-ix10m1m22-16 用网孔分析法求电路中的ix 。解： 2-17 电路如图示，用回路分析法求电流源的端电压u 。0.511+10V-1A2l3l1l2+u-解： 2-23 用节点分析法求图示电路中的u和i 。解：43i2+u-+12V-(b)i8A311+u-i+10V-2(a)(a)(b)2-24 用节点分析法求电路中的

11、ua 、ub 、uc (图中S代表西门子)。2S1S4S6S5S9S3S9A+ 1.2V- 1V +cba解： 2-28 试求电路中的u1 。解：2-32 图示电路为一电压-电流变换器，试证明：如果R1R4= R2R3 ，则无R2R4R1+uS-R3RLiL+uo-论RL取何值，iL与uS均成正比。证明：3-1 用叠加定理求各电路的电压u2 。432i1i1+u23A+ 2V(a)解：(a) 2V电压源单独作用时，3A电流源单独作用时，3-3 电路如图示，当开关S在位置“1”时，毫安表的读数为40mA；当开关S在位置“2”时，毫安表的读数为60mA。问：开关S在位置“3”时，毫安表的读数为多少

12、？mAR2R11R332+ 6V - 4V + US+I3解：可设I3 = K1US + K2US右 3-5 电路如图示，当2A电流源未接入时，3A电流源向网络提供的功率为54W，u2 =12V；当3A电流源未接入时，2A电流源向网络提供的功率为28W，u3 =8V；求两电流源同时接入时，各电流源的功率。2A3A纯电阻网络+u3-+u2-解：可设：u2 = K1 iS1 + K2 iS2 ， u3 = K3 iS1 + K4 iS2 ，3-7 试用戴维南定理求图示各电路的电流i .112i111A1+2V- 2V +(d)30k60k20ki-120V+120V-100V(c)i64A23ba

13、+24V-4(a)解：3-9 用诺顿定理求图示各电路的电流i .42332i1i+5V-i1(a)3506000300050i1i1+u2-+10V-+0.1u2-(c)i解：(a) 开路时短路时Ri =(-5)/(-2.5)=2； i = -2.52/(3+2) = -1A； (c) 短路时开路时Ri =102.4/(-1.4286)= -71.69； i = 102.4/(6000-71.69) = 0.0173A .3-14 在图(a)电路中，测得U2 = 12.5V，若将A、B两点短路，如图(b)所示，短路线电流为I =10mA，试求网络N的戴维南等效电路。B5k+U2-+20V-2.

14、5kAN(a)B5kI+20V-2.5kAN(b)B+UOC-R i(c)A解：设网络N的戴维南等效电路如图(c)所示。按题意有：13i+4V-iRx113-16 电路如图示，问Rx 为何值时它可获得最大功率？此最大功率为何值？解：3-19 对图示电阻网络中，电压源电压uS及电阻R2 、R3之值可调，改变uS 、R2 、R3之值，进行两次测量的数据如下：R2R3R8R9R7R11+ u3 -R6R4R12R18R10R19R20R17R14R15R16R13i1i3+u2-+uS-i2R5(1) 当uS = 3V，R2 = 20，R3 = 5时，i1=1.2A，u2= 2V，i3= 0.2A；

15、(2) 当uS = 5V，R2 = 10，R3 = 10时，i1= 2A，u3= 2V。求此时的i2 。解：由特勒根定理(仿照互易定理的证明)知：3-20 线性无源电阻网络NR如图(a)，若US =100V时，U2 =20V，求当电路改为图(b)时，I = ?10+U2-5NR(a)10A105INR(b)5A10+U2-5+US-NR(a)解法一：图(a)可等效成图(a)，故由互易定理得：10I = 0.5U2 I = 0.0520 =1A .解法二：将10、5、NR NR 100I + 20(-5) = 0I1+ U20 I = 1A .3-22 试用互易定理的第三种形式及对称性求各电路中

16、的i 。6030402012+8V-(a)+u-506030504020128AiiS(a)解：(a) 求图(a)的i可对应为求图(a)的u ，而后者因电桥平衡，50可开路，且60/90=36，4-3 计算图示周期电压及电流的有效值。i(mA)100 3 5 8 10 t(b)uUm-T 0 T 2T t(a)解：4-4 已知电流相量。试写出其极坐标形式和对应的瞬时值表达式。设角频率为 。解：4-5 已知图(a)、(b)中电压表V1的读数为30V，V2的读数为60V；图C中电压表V1、V2和V3的读数分别为15V、80V和100V。(1) 求三个电路端电压的有效值U各为多少(各表读数表示有效值

17、)？(2) 若外施电压为直流电压(相当于= 0)，且等于12V，再求各表读数读数。CLV2V1+ U -(b)LCV3V2+ U -(c)RV1RLV2V1+ U -(a)解：(1)4-7 图示电路中，已知激励电压u1为正弦电压，频率为1000Hz，电容C = 0.1F。要求输出电压u2的相位滞后u1 60，问电阻R的值应为多少？R|XC |60RC+u2-+u1-解：+u-RLiS4-8 图示电路中已知A，V，试确定R和L之值。解：AVA2A1CR4-10 电路如图所示，已知电流表A1的读数为3A，A2为4A。求A表的读数。若此时电压表读数为100V，求电路的复阻抗及复导纳。解：+U -Z3

18、Y1Z2A4-11 图示电路，已知Y1 = (0.16 + j0.12)S，Z2 = 15，Z3 = 3 + j4，电磁式电流表读数为2A，求电压U =？解： V1A0V0 jXC jXC jXLRU1=100V4-12 图示电路，已知XC = -10，R = 5，XL = 5，电表指示数为有效值。试求A0及V0读数。IC1 = j10AIRL 10 2 -45 AIA0 = 10AU 0U CU 1=100V解：设U 1 =100 0 V，则：4-13 图示电路，试确定方框内最简单的等效串联组合的元件值。+u= 30sin2tV- i= 5sin2tA(c)2H2+u=100sin2tV-

19、i=10cos(2t-150o)A(b)0.01F2解：4-21 图示电路中，并联负载Z1 、 Z2 的电流分别为I1 = 10A，I2 = 20A，其功率因数分别为1 = cos1 = 0.8(1 0)，端电压U = 100V，=1000rad/s 。(1) 求电流表、功率表的读数和电路的功率因数；(2) 若电源的额定电流为30A，那么还能并联多大的电阻？并联该电阻后功率表的读数和电路的功率因数变为多少？+U -Z1AWI1I2Z2R(3) 如果使原电路的功率因数提高到0.9，需并联多大的电容？解：+U S-ZCN+U 1-+ U 2 -R4-23 图示网络中，已知u1 =10cos(100

20、0t+30o )V，u2 =5cos(1000t-60o )V，电容器的阻抗ZC = -j10。试求网络N的入端阻抗和所吸收的平均功率及功率因数。解：+ 20 0o V-42j4-j4j10AA+U Is-4-25 电路如图所示。试求节点A的电位和电流源供给电路的有功功率、无功功率。解：4-35 为使图示电路ZL获得最大功率，问ZL=？此时Pmax=？1 0o A1j204U 12ZL+U 1-解4-38 串联谐振电路实验中，电源电压US =1V保持不变。当调节电源频率达到谐振时，f0 =100kHz，回路电流I0 =100mA；当电源频率变到f1 = 99kHz时，回路电流I1 = 70.7

21、mA。试求(1)R、L和C之值；(2)回路的品质因数Q 。解：4-43 在图示电路中，试问C1 和C2 为何值才能使电源频率为100kHz时电流不能通过负载RL ，而在频率为50kHz时，流过RL的电流为最大。RL20C2C1L+uS-10H解： +u-500.2H5F5010F0.1HA3A14-44 图示电路中，正弦电压u的有效值U = 220V，电流表A3 的读数为零。求电流表A1 的读数。解：设 A3 的读数为零 右边CL并联谐振，IBIAIC26120120UZAUZBUZCUZABUZBCUZCA304-45 已知对称三相电路的星形负载Z =165 + j84，端线阻抗Zl = 2

22、 + j1，中线阻抗ZN =1 + j1，线电压Ul = 380V。求负载的电流和线电压，并作电路的相量图。解：4-46 已知对称三相电路的线电压Ul = 380V(电源端)，三角形负载Z = 4.5 + j14，端线阻抗Zl = 1.5 + j2，求线电流和负载的相电流，并作相量图。IAB35.8120120IBCICAUA65.8120120IAICIB解：负载由Y(为Z/3)后按一相计算：4-47 图示三相对称电路，电源频率为50Hz，Z = 6 + j8，在负载端接入三相电容器组后，使功率因数提高到0.9，试求每相电容器的电容值。CACCZZZBC解：AZZZBCW1W2*4-50 图

23、示对称三相电路，已知U AB = 380 0V，I A = 1 60A，则功率表读数各为多少？解：A对称三相负载BCW*IA4-52 三相对称感性负载接到三相对称电源上，在两线间接一功率表如图所示。若线电压UAB = 380V，负载功率因数cos= 0.6，功率表读数P = 275W。求线电流IA 。解：ARRRBCW1*LLLRgRgW2*N 4-53 图示为星形连接的三相对称负载，电源线电压为380V，电路中接有两只功率表W1和W2 ，Rg等于W1的电压线圈及其附加电阻的总电阻。已知R = 60，L = 80。求：(1) 负载所吸收的有功功率和无功功率；(2) W1和W2的读数。解：(1)

24、 5-1 求图示各电路中u1(t)及u2(t)，已知：L1 =1H，L2 = 0.25H，M = 0.25H。e-2tAL2+u1-+u2-ML1*(c)e-tAsintAL2+u1-+u2-ML1*(a)L2+u1-+u2-ML1*(b)2sintV+-图题5-1解5-5 把两个耦合的线圈串联起来接到50Hz、220V的正弦电源上，顺接时测得电流I =2.7A，吸收的功率为218.7W，反接时的电流为7A。求互感M。解： jvMjvL1jvL2R1R2I1+U1-+U2-ab*图题5-85-8 图题5-8是一个空心自耦变压器电路。已知：R1 = R2 =3V，vL1 =vL2 = 4V，vM

25、 =2V，输入端电压U1 =10V，试求(1)输出端的开路电压U0 ；(2)若在输出端a、b间接入一个阻抗Z = 0.522j0.36V，再求输出电压Uab .解(1) (2) 由互感消去法得：.jvL1.R2II1+U2-+US-3 U2jvL2jvMI2R15-13 图示电路中，R1=3V，vL1 = 4V，R2 =10V，vL2 = 17.3V，vM = 2V，US = 20 30 V。试求I1 、I2 及I 。解：.ZL0.28H*80V0.32HM=0.1HiS500mF0.05ua+ ua -2:1abT5-18 图示正弦电路。已知：A，T为理想变压器。试求负载阻抗ZL为何值时，其

26、获得的功率为最大，并求此最大功率Pmax 。解：5-19 一个正弦稳态网络如图所示。已知R1 = 20V，vL1 = 80V，R2 = 30V，vL2 = 50V，vM = 40V，U = 120 + j20V。试求三个功率表测得的功率值，并根据所得结果说明网络中的能量传递过程。+U-WW1W2I1I2IR1R2jvL1jvL2jvM*解：注意到PR1=1220 = 20W，PR2= 2 230 = 60W，可见：电源供给第2线圈共100W的功率，其本身仅耗60W，其余40W经互感耦合至第1线圈，线圈1耗20W，还剩20W送还给电源(P1=220W) P =100-20 = 80W 。i1(t

27、)*n:1R1R2u1(t)u2(t)i2(t)5-21 图示电路，求u1(t) 及u2(t) 。解：ajvMj1000j1010+10 0V-*5-22 全耦合变压器如图所示，各阻抗值的单位为V。(1) 求ab端的戴维南等效电路； (2) 若ab端短路，求短路电流。b解： 7-4解： 7-5解：7-7解：7-11解：7-13解：7-15解：8-1 (1) 电路如图(a)所示，试列出求uC(t)的微分方程；(2) 电路如图(b)所示，试列出求uL(t)的微分方程；R(t=0)Si+uL-(b)+US-bi2A4V4V0.01F(t=0)Si1+ 2 i1 - +uC-(a)解： 8-3100V

28、S(t=0)0.1H20mF100V150V160V2iiLiC8-9 换路前图示电路已达稳态，试求i(t)，t0。解：1uS(t)21Vi11V(t50)Si20.318Hi8-14 电路如图所示，已知uS(t)510cospt V，i2(0)50，试求换路后的i1(t)、i2(t) 和i(t)。解：11V2(t50)S2FN1u0(t)28-15 图示电路中，N内部只含电源及电阻，若1V的直流电压源于t50时作用于电路，输出端所得的零状态响应为。问若把电路中的电容换为2H的电感，输出端所得的零状态响应为将如何？解： 8-24te(t+1)-10t(5)-1e(3-2t)10t(3)1.5e(2t)10t(1)8-255e-2td(t-1)(5e-2)0t(9)1e-5te(t)-e(t-1)10t(7)218-26(1)原式 = f(- t1)； (2)原式； (3)原式 = f(t1) .8-28uab , Vt, ms04117.5100120111.4150187.58-328-35 试判断图示两电路的过渡过程的阻尼状态。解：(a) V，临界阻尼；(b) V，过阻尼；8-378-41uC (0+) = uC (0-) = -100 V；iL (0+) = iL (0-) = 50 A；8-498-518-53