张永瑞第四版,前五章答案

张永瑞第四版电路分析基础课后习题答案

第1章所示。

电路基本概念

1.1 图示一段电路N, 电流、 电压参考方向如图

(1) 当t=t1时， i(t1)=1 A, u(t1)=3 V, 求t=t1时N吸收的功

率PN(t1)(2) 当t=t2时， i(t2)=-2 A, u(t2)=4 V, 求t=t2时N产生的 功率PN(t2)。

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解 (1) 因u(t)和i(t)参考方向关联， 所以N在t1时刻

PN(t1)=u(t1)i(t1)=3×1=3 W(2) N在t PN(t2)=-u(t2)i(t2)=-4×(-2)=8 W

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题1.1图

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1.2 在题1.2图所示的直流电路中， 各矩形框图泛指二端

元件或二端电路， 已知I1=3 A, I2=-2 A, I3=1 A, 电位Va=8 V, Vb=6 V, Vc=-3 V, Vd=-9 V。 (1) 欲验证I1、 I2电流数值是否正确， 直流电流表应如何接 入电路？并标明电流表极性。 (2) 求电压Uac、 Udb。要测量这两个电压， 应如何连接电

压表？并标明电压表极性。(3) 分别求元件1、 3、 5所吸收的功率P1、 P3、 P5。

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解 (1) 电流表 A1、 A2 分别串联接入I1、 I2所在的两个支

路， 使电流的实际方向从直流电流表的正极流入， 如题解1.2图所示。

题解1.2图

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(2)

uac=Va-Vc=8-(-3)=11 Vudb=Vd-Vb=-9-6=-15 V

测量这两个电压， 应将电压表 V1、 V2 分别并联到ac、 bd端，使直流电压表的正极接实际的高电位端， 负极接实际的低电

位端， 如解题1.2图所示。

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题解1.2图

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(3) 根据元件1、 3、 5上电流、 电压参考方向是否关联选

用计算吸收功率的公式， 再代入具体的电流、 电压的数值，即得各元件上吸收的功率。 设元件1、 3、 5上吸收的功率分

别为P1、P3、P5,P1=-I1Va=-3×8=-24 W P3=I3Vb=1×6=6 W P5=I2Vdc=I2(Vd-Vc)=-2×(-6)=12 W

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1.3 图示一个3 A的理想电流源与不同的外电路相接， 求 3 A电流源在以下三种情况下供出的功率Ps。

题解1.3图

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解 在图示电路中设3 A电流源两端的电压U参考方向，

如题解1.3图所示。 U与3 A电流源参考方向非关联， 所以3 A

P=3×U 图(a): U=3×2=6 V→P=3×6=18 W 图(b): U=5 V→P=3×5=15 W

图(c): U=-10 V→P=3×(-10)=-30 W。

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1.4 图示一个6 V的理想电压源与不同的外电路相接， 求

6 V电压源在以下三种情况下提供的功率Ps。

题解1.4图

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解 在图示电路设电流I参考方向， 如题解1.4图所示。 因I与Us对Us电压源来说参考方向非关联， 所以Us提供的功率 Ps=UsI 图(a): I U s 6 3A P 6 3 18W s 2 2 图(b): I=1 A→Ps=6×1=6 W 图(c): I=-2 A→Ps=6×(-2)=-12 W。

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1.5 图示为某电路的部分电路， 各已知的电流及元件值

已标示在图中， 求电流I、 电压源Us和电阻R。

题解1.5图

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解 在图示电路上设节点a、 b、 c、 d, 闭曲面S及电流

I1、 I2、 IR的参考方向， 如题解1.5图所示。由KCL推广， 对闭曲面S列写电流方程。 选取流出闭曲 面S的电流取正号， -6+5+I=0 I=6

-5=1 A 对节点a, -6-12+I1=0

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I1=6+12=18 A对节点b, -I1+I2+15=0 I2=I1-15=3 A

对节点c,I + IR-15=0

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IR=15-I=15-1=14 A由KVL, 对回路bcdb

15×1+Ucd-12I2=0故得 Ucd=12×3-15=21 V

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应用欧姆定律，

U cd 21 R 1.5 I R 14对回路abda列写KVL方程， 3I1+12I2-Us=0 Us=3I1+12I2=3×18+12×3=90 V

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1.6 图示电路， 求ab端开路电压Uab。

题解1.6图

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解 在图示电路中设电流I、I1及回路A, 如题解1.6图所

示。 由KCL推广形式可知I1=0;由KVL对回路A列方程， 有6I-5-5+4I=0

5 5 I 1A 4 6自a点沿任何一条路径巡行至b点， 沿途各段电路电压之代数 和即是电压Uab。 Uab=6I-5+10I1+5-3=3 V

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