电路分析基础第三章作业答案.docx
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电路分析基础第三章作业答案
§3—1叠加定理
3—I
电路如题图3—I所示。
(1)用叠加定理计算电流I。
⑵欲使I=0,问US应改为何值。
18V“
2A3门6门
1A
-61'.1
U'-3A3;.;-5V
50+(10+30)
"3;'
U9V=3V
60+3。
)
U=U'U"=5V3V=8V
亠2A
2门36'J
3+6
5
—^68V=4V
21「36门
3+6
"—-3"”
i12cos3t=-5cos3tAu=-(21)i=10cos3tV
5[□23l丿
2+3
i=ii=(2「5cos3t)Au=uu=(410cos3t)V
3-4用叠加定理求题图3-4电路中的电流i和电压u。
⑷
题图3—4解:
画出独立电压源和独立电流源分别单独作用的电路如图
(a)和图(b)所示。
由此求得
列出图(a)电路KVL方程
(■」3「)i'2u1-6V=0
代入u1=2i'得到
列出图(b)电路KVL方程
'6V''
i1Au=—3门i=—3V
i"2u;3门(i"-4A)=0
代入u1』i"得到―罟①
最后得到i=i'订"=1A・2A=3A
u"=3门(4A-i")=6V
u=uu=-3V6V=3
3-6用叠加定理求题图3-6电路中电流i。
+12V
4okn
题图3—6
(=)
解:
画出12V和18V独立电压源单独作用的电路如图
-18V
o30汇403小
60103103'1
30+40
i=i'i"二0.2mA-0.1mA=0.1mA
3—7用叠加定理求题图3—7单口网络的电压电流关系。
解:
外加电流源,如图(a)所示,用叠加定理求端口电压电流关系。
由外加电流源单独作用的图(b)电路和单口网络内部独立电源作用的图(c)电路,可以求得
'63..''
ui2.;i
63
"363
u12V3A=4V6V=10V
6363
u=uu=2门i10V
§3-2戴维宁定理
3-8求题图3-8各单口网络的戴维宁等效电路。
解:
(a)计算单口网络的开路电压和将电压源用短路代替后单口的等效电阻为
最后得到单口网络的等效电路如图(a')所示。
(b)计算单口网络的开路电压和将电压源用短路代替后单口的等效电阻为
4060汉40小小
uoc12V=4.8V凡24'.1
60+40100
最后得到单口网络的等效电路如图(b')所示。
(c)计算单口网络的开路电压和将电压源用短路代替后单口的等效电阻为
Uoc=9V5010330010“V=24VR,=(1050)k;J-60k1.1
最后得到单口网络的等效电路如图(c')所示。
(d)
计算单口网络的开路电压和将电压源用短路代替后单口的等效电阻为
最后得到单口网络的等效电路如图(d')所示。
3-9用戴维宁定理求题圈3-9电路中电压U。
解:
计算负载电阻40Q断开后,单口网络的开路电压和输出电阻为
uoc=35V-30门0.5A=20VR。
=30"30「-60'.1
由图(b)所示等效电路求得
-40
U20V=-8V
4060
3-10用戴维宁定理求题图3-10电路中的电压u。
解:
断开20kQ负载电阻,求得余下单口网络的等效电路,从图(b)可以求得
30
Uoc(15—18)V=—1VR。
=20k"
3060
20
u(-1V)=-0.5V
2020
3-12用诺顿定理求题图3-12电路中电流i。
(b)所示电路,由此求得
3-13用戴维宁—诺顿定理求题图3-13电路中电流I。
解:
断开负载电阻,求出单口网络的戴维宁一诺顿等效电路,得到图(b)和图(c)所示电路,
由此求得
Ist20VaRo=10门
sc40门
Uoc=10门3A=30VI103A=1A1020
3-15求题图3-15所示各单口的诺顿等效电路。
(b)解:
先求出单口网络的开路电压,再求其短路电流和输出电阻,画出诺顿等效电路,如图(c)所示
列出KVL方程(15门10门)15门(I_:
l)=10V
求得I10AUoc=101竺V
30—5a6—a
从图(b)求得Isc=列=0.5A&=出型V
2gIsc6-a
3-16电路如题图3-16(a)和(b)所示。
已知U=12.5V,I=10mA。
求该单口网络的戴维宁等效电路。
(a)(b)
题图3-16
解:
将电阻单口网络用电阻和电压源串联等效电路代替,如图所示。
由此得到
题图3-17
解:
断开负载支路,求出ab两点间单口网络的的戴维宁等效电路,得到图(b)所示等效电
路,
从中计算出电流i。
先计算戴维宁等效电路参数
由于电桥处于平衡状态uoc=0
输出电阻为Ro=4二iI•J二11=2'-.1
2+22+2
由图(b)电路求得电流i
由于电桥处于平衡状态,
当电阻R=dO"时,不会影响戴维宁等效电路,因此不影响电流
的数值。
(C)所示等效电路,
解:
将短路线看作为负载,求余下单口网络的戴维宁等效电路,得到图由此求得电流i。
从图(a)电路中,断开短路线求单口网络的开路电压
63汉6
uoc24V1A-3门h=16V2V2A=12V
oc36361
其中
i124V61A-2A
如+603+6
从图(b)电路中,用在端口上外加电流源求端口电压的方法求输出电阻
Uba=^i136
362
iS=3iS2门iS=4」iS
Ro=皿*
iS
最后由图(c).电路求得电流
uoc=4」2A=8V
Ro=~=-8'
i
3-30求题图3-30所示单口网络的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。
解:
•在端口外加电源求端口电压电流关系
i=i。
-io=0
u=5门i'u1=5'」i=0
这表明单口网络的端口电压为零,电流也等于零,其特性曲线是ui平面的坐标原点,该单
口网络既不存在戴维宁等效电电路,也不存在诺顿等效电路。
换句话说,该单口在外加电流源时,电压不存在唯一解,因此不存在戴维宁等效电路。
该单口在外加电压源时,电流不存在唯一解,因此不存在诺顿等效电路。
3-31求题图3-31所示单口网络的戴维宁等效电路和诺顿等效电路。
解:
用外加电流源求端口电压电流关系
u=3山=32"10A=60V
由此可见,端口电压保持常数,与外加电流值无关,说明单口网络等效为一个60V的电压
源。
3-32题图3-32是梯形电阻分压网络。
试求每个结点对参考点的戴维宁等效电路。
题图3-32
解:
依次计算出结点n对地间的开路电压和输出电阻,即可以得到图(b)所示戴维宁等效电
路
结点n对地之间的开路电压分别为
结点n对地之间的输出电阻分别为
4x4
尺1=2"
Ro3
3x6
Ro42'」
3+6
从以上计算可以看出:
该梯形电阻分压网络中每个结点对地的输出电阻相等,均为2J
而每个结点对地的输出电压按照8V,4V,2V,1V的规律变化,即下一个结点电压是上
一个结点电压的一半。
=16V20040V=24V&二200800门刊60门p=(竺)2
800+200200+8001600+Rl
Rl
=80门
Rl
=160门
3-20求题图
24V2
p=()280门-0.8W
160门80'.1
24V2
p=()160I-0.9W
160门160门
24V2
p=()240门-0.864W
1600+240。
3-20电路中Rl30「60「120门时所吸收的功率。
4QQaHOD
(a)
⑹
(b)所示等效电路,由此计算负
3-21求题图3-21电路中电阻Rl获得的最大功率。
解:
断开负载电阻,求出单口的戴维宁等效电路,得到图载电阻吸收功率。
题图3-21
(c)和(d)所示的等效电路,由此
解:
断开负载电阻,求出单口的戴维宁等效电路,得到图计算负载电阻吸收功率。
Ro=29「3070门=50'.1
3070
30
(a)Uoc40V=12V
10+60+30
3-22求题图3-22电路中电阻Rl为何值时可获得最大功率?
(b)所示等效电路。
解:
断开负载电阻,求出单口的戴维宁等效电路,得到图
Uoc二―6"i2"i=-4门10^--10V
4门
由于输出电阻是负电阻,不能套用最大传输定理的公式。
3-23求题图3-23电路中电阻Rl为何值时可获得最大功率?
并计算最大功率值。
题图3-23
解:
断开负载电阻,求出单口的戴维宁等效电路,得到图(b)所示等效电路,由此计算负载
电阻吸收功率。
列出KVL方程4」i2门3i=20V-40V
求得i=-2A
得到uoc--2^i=4V
输出电阻为
2汉(2+6)
2门=16「
226
最大功率为
42
PmaxW=2.5W
41.6
3-24求题图3-24电路中电阻Rl为何值时可获得最大功率?
并计算最大功率值。
解:
断开负载电阻,用叠加定理计算单口网络的开路电压,再计算单口输出电阻,得到图(b)所示等效电路,由此计算出负载电阻得到的最大功率。
uoc=5V4门40V20V0V=15V
8'1
Ro-2眾-51'.1
当Rl二Ro=5「时
(a)⑹⑼
题图3-27
解:
先计算单口网络的戴维宁等效电路,再根据图(b)所示电路,计算电阻rl获得的最大
功率。
列出KVL方程
6"i4"(i-4A)-2门i=0
求解得到
i=2Auoc=6^i=12V
断开电流源,用外加电源求端口VCR的方法得到输出电阻。
-2^iuu0.5uu1
iS=i0.5iu
4“4」6“4」3'J
求得u=3「isRo=3「
当Rl=60时获得最大功率
12
Pmax=()26W=6W
6+6
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- 电路 分析 基础 第三 作业 答案