电路第五版（邱关源）课后习题答案@@电路第五版（邱关源）课后习题答案.pdf-资料库

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第一章 !! 电路模型和电路定律学习要求 $" #" !" 了解电路模型的概念和电路的基本变量! 理解电压"电流的参考方向与实际方向的关系#电压与电流的关联参考方向的概念! 掌握功率的计算"功率的吸收与发出! 掌握电阻"电容"电感"独立电源和受控源的定义及伏安关系! 掌握基尔霍夫定律$’() &" 知识网络图 ’*)! %" 和 ! 电路和电路模型 # 电流和电压的参考方向电功率和能量关联 %非关联电路模型和电路定律 " 电路元件电容元件电阻元件电感元件 # " $ 电压源和电流源独立电源 %受控电源基尔霍夫定律 ’()% ’*) $ &!&

!! 电路同步辅导及习题全解 ! 课后习题全解 %!!!! 说明题图’+("’,(中$ !!! 的参考方向是否关联) 乘积表示什么功率) 图’+(中 ’!(""# ’#(""# ’$(如果在题 !!! 发出还是吸收功率) "&-##’-*图’,(中 "&-##&-#元件实际题图 !!! 解 ""# 的参考方向是关联的*’,(图中 ! ’!(当流过元件的电流的参考方向#从该元件的标示电压正极性的一端指向负极性的一端#即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致#称电压和电流的参考方向关联#所以’+(图中 ""# 的参考方向是非关联的! 参考方向为关联参考方向时#定义 ’#(当取元件的 ""# 参考方向为非关联时#定义率*当取元件的 ""# ’+(图中的表示元件吸收的功率*’,(图中的 ’$(在电压"电流参考方向关联的条件下#代入表示元件实际吸收了功率*若 ’+(图中#若在电压"电流参考方向非关联的条件下#代入 -#为正值#表示元件实际是发出功率*若率#实际是吸收功率!所以’,(图中#当实际发出功率! $%"#&-# $’-#表示元件吸收负功率#实际是发出功率! $%"#’-#表示元件吸收了负功率#实际发出功率! $%"#& $ ’ -#为负值#表示元件发出负功 $%"#&-#表示元件为元件吸收的功 $%"# 为元件发出的功率!所以表示元件发出的功率! 数值#经计算#若 "&-##&-#则 "## 数值#经计算#若 "&-##’-#则 "# $%"# "# ""# %!!# ! 若某元件端子上的电压和电流取关联参考方向#而 %.123’!--!&(4!求$ ’!(该元件吸收功率的最大值* ’#(该元件发出功率的最大值! "%!.-/01’!--!&(*## 解 ! !!!!!!!!!$’&(%"’&(#’&( %!.-/01’!--!&(’.123’!--!&( %&5&123’#--!&(6 ’!(当 123’#--!&(&- 元件吸收最大功率$ 时#$’&(&-#元件实际吸收功率*当 123’#--!&(%! 时# &"&

第一章 ! 电路模型和电路定律 $7+8 %&5& 6 时#$’&(’-#元件实际发出功率*当 123’#--!&(%!! ’#(当时#元件发出最大功率$ 123’#--!&(’- $7+8 %&5& 6 %!!$! !!$ 试校核题图中电路所得解答是否满足功率平衡!’提示$求解电路以后#校核所得结果的方法之一是核对电路中所有元件的功率平衡#即元件发出的总功率应等于其它元件吸收的总功率(! 解 ! 4 !!$ 图可知#元件由题的电压"电流为非关联参考方向#其余元件的电压"电流均为关联参考方向!所以各元件的功率分别为$ $4 %9-’ ’!&(%!$-- 6 ’-#为发出功率 $: %9-’!%9- 6 &-#为吸收功率 $( %9-’#%!#- 6 &-#为吸收功率 $; %%-’#%<- 6 &-#为吸收功率 $= %#-’#%%- 6 &-#为吸收功率电路吸收的总功率为题图 !!$ $%$: )$( )$; )$= %9-)!#-)<-)%-%$-- 6 即#元件 4 发出的总功率等于其余元件吸收的总功率#满足功率平衡! %!!%! 在指定的电压组成关系(! 和电流 # " 参考方向下#写出各元件和 " # 的约束方程’元件的题图 !!% 解 ! ’+(图为线性电阻元件#其电压"电流关系满足欧姆定律!’+(图电阻元件 " 和的约束方程为$ # ’,(图为线性电感元件!’,(图电感元件 " 和 # 的约束方程为$ "%!*#%!!-’!-$# "%!#-’!-!$ ># >& &#&

!! 电路同步辅导及习题全解 ’/(图为线性电容元件!’/(图电容元件 " #%!-’!-!9 >" >& 和的约束方程为$ # %!-!& >" >& ’>(图是理想电压源!’>(图的约束方程为$ "%!&* ’?(图是理想电流源!’?(图的约束方程为$ (!!&! !!& 题 -#试求图’+(电容中电流 # &%!1#&%#1 和 &%%1 #%#4 的波形如题 !!& 时的电容电压图’,(所示#现已知 "! "’-(% 分析 ! 电容两端电压"电流的关系为 #’&(% ( 题图 !!& >"’&( >& #"’&(% &- ! () !@ #’!(>!) 解 ! 已知电容的电流 & ! () &- #’!(>!#根据公式求解即可! "’&(时#有 #’&(#求电压 ! &- () !@ #’!(>!) "’&(% & ! () #’!(>!%"’&-(! &- & ! () #’!(>! &- 式中#"’&-(为电容电压的初始值! 本题中电容电流 #’&(的函数表示式为 -!!! &*- # #’&(% &&! !!-’&*#1 " !!- && $ #1 根据 "## 积分关系#有 &%!1 时# "’!(%"’-() &%#1 时# &$& ! ! () - #’&(>&%-) ! &&>&% - ! #) ! # ’ ’& # &#( ! - %!+#&*

第一章 ! 电路模型和电路定律 # "’#(%"’-() #’&(>& ! - () # &&>&% - ! #) %-) &%%1 时# "’%(%"’#() % ! # #’&(>& () ’!!-(>&%&) % ! # ’ ’& # &#( # - %&* %!!9! 题 !!9 试求当 %&) ! #) # 图’+(中 ,%%A#且 &%!1#&%#1#&%$1 % ! # ’ ’!!-&( #’-(%-#电压的波形如题和 #! 时的电感电流 &%%1 # %!&* !!9 图’,(所示! 解 ! 电感元件关系的积分形式为 "## 题图 !!9 本题中电感电压的函数表示式为 #’&(%#’&-() & ! ,) "’!(>! &- - # !- "’&(% - " &*- -’&*#1 #’&*$1 !-&!%- $’&*%1 - $ && % ! 应用 "## 积分关系式#有 &%!1 时# #’!(%#’-() %-) &%#1 时# "’&(>& ! - ,) ! !->&% - ! %) ! % ’ ’!-&( ! - %#+&4 &%&

!! 电路同步辅导及习题全解 # !->&%#+&) ! ! % ’ ’!-&( # ! %&4 #’#(%#’!() "’&(>& # ! ! ,) %) ! $ ! # "’&(>& ,) $ ->&%&4 # ! %) %#+&) &%$1 时# #’$(%#’#() %&) &%%1 时# #’%(%#’$() %&) ! %) $ % ! $ "’&(>& ,) ’!-&!%-(>&%&) % ’ ’&&# !%-&( % ! % %$+.&4 图所示#现已知线圈 $ !!. (!!.! 若已知显像管行偏转圈中的周期性扫描电流如题电感为 -+-!A#电阻略而不计#试求电感线圈所加电压的波形! 题图 !!. !!!!!!!!!!!!! 题解图 !!. !! 分析 ! 根据图示可写出 #’&(的表达式#由 "(’&(%, >#’&( 即可求解! >& 解 ! 电流 #’&(的函数表示式为 !+# # 9- " $’!-&’9%’!-!9 !&( 9-’&*9%" 1 $ -*&*9-"1 #’&(% ’!-9& 根据电感元件 "## 的微分关系#得电压的函数表示式为 "’&(%-+-! % >#’&( #’!-#!!!-*&*9-"1 % !$’!-$!!9-’&*9%" 1 >& 图#说明电感的电压可以是时间的间断函数! 的波形如题 !!< 图所示!求$ " "’&(的波形如题解 !!. 的电容上所加电压 %!!

第一章 ! 电路模型和电路定律 ’#(电容电荷 ’$(电容吸收的功率 -* $! 解 ! ’!(电压 "’&(的函数表示式为 "’&(% 根据电容元件 $ "## - &*- # !-$& -’&*#71 " %!!-$& #’&*%71 - %71 的微分关系#得电流 && #’&(%#’!-!9 >"’&( % >& ’#(因为 (% #所以有 - " -’&(%("’&(% 图 !!< 题 #’&(的函数表示式为$ - # #’!-!$ -’&*#71 " !#’!-!$ #’&*%71 - &*- %71 && $ &*- - # #’!-!$& -’&*#71 " #’!-!9’%!!-$&( #’&*%71 - %71 && $ ’$(在电容元件上电压"电流参考方向关联时#电容元件吸收的功率为 - # &*- $’&(%"’&(#’&(% -’&*#71 #& !#’!-!$’%!!-$&( #’&*%71 - $ #’&(#-’&(#$’&(波形如题解图所示! !!< %71 && " (!!5! 电路如题路的输入电流为$ !!5 图所示#其中 *%#"#,%!A#(%-+-!B#"(’-(%-#若电题解图 !!< ’!(#%#123’#&) ! $ (4* &’&

!! 电路同步辅导及习题全解分析 ! ’#(#%?!&4! 试求两种情况下#当电阻两端的电压与电流关系为 &&- 时的压为 ", %, #电容端电压为 ># >& 和 "( 值! "*"", "* %#*#电感端电 ! ( "( %"(’-() & ) - 根据 #’!(>!#根据公式求解即可! *#, 关系有 "## ( 和的解 ! 题图 !!5 ’!(若 #%#123’#&) (4#则有 ! $ !!!!!"*’&(%*#’&(%#’#123’#&) ( ! $ %%123’#&) ! $ (* !!!!",’&(%, %!’#+/01’#&) >#’&( >& ! $ (,’# %%/01’#&) ! $ (* !!!!!!!"(’&(%"(’-() & ! - #’!(>! () #123’#!) & %-) ! -+-!) - ! $ (>! %&-!!--/01’#&) ! $ (* #%?!&4#则有 ’#(若 !!!!!!!!"*’&(%*#’&(%#’?!&* !!!!!!",’&(%, %!’ ’!?!&(%!?!&* >#’&( >& & ! () - 题 !!!- 图 !!!"(’&(%"(’-() #’!(>! ?!!>!%!--’!!?!&(* % & ! -+-!) ! ! !- - %!! !-! 电路如题题图所示#设 .7/01’#&(##C’&( % /?!$&# 试求 #(# ’&(! "C’&(% ",’&( 和可以看出#流过电感的电流等于电流源的电流电容 "## "C#故由上的电压为元件的 ,#( (# #C# 约束方程可得解 ! &(&

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