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文檔簡介
《電路分析簡明教程》(第三版)全書習(xí)題解答說明本解答嚴(yán)格遵循教材章節(jié)順序,涵蓋11個核心章節(jié)的全部習(xí)題,每個章節(jié)均先梳理核心知識點,再按習(xí)題編號提供分步解題過程、公式應(yīng)用及最終答案。解題過程注重基礎(chǔ)概念與工程實踐結(jié)合,兼顧理論推導(dǎo)與簡便算法,適用于本科電氣類、自動化類等專業(yè)學(xué)生課后練習(xí)參考,也可作為教師教學(xué)輔助材料。第一部分各章節(jié)習(xí)題解答第一章集總參數(shù)電路的基本概念(習(xí)題1-1至1-15)核心知識點回顧集總參數(shù)電路的定義與適用條件(頻率≤100MHz,尺寸≤波長/10);電流、電壓的參考方向及關(guān)聯(lián)參考方向的判定;功率的計算(P=UI,關(guān)聯(lián)參考方向下P>0吸收功率,P功率);電阻、電容、電感元件的伏安特性(瞬時值形式)。習(xí)題解答示例習(xí)題1-3:求圖1-23所示電路中各元件的功率,并判斷是吸收功率還是發(fā)出功率。已知:元件1的U=10V,I=2A(非關(guān)聯(lián)參考方向);元件2的U=5V,I=2A(關(guān)聯(lián)參考方向);元件3的U=6V,I=1A(關(guān)聯(lián)參考方向)。解:(1)元件1:非關(guān)聯(lián)參考方向,功率P?=-U?I?=-10×2=-20W(P<0,發(fā)出功率20W);(2)元件2:關(guān)聯(lián)參考方向,功率P?=U?I?=5×2=10W(P>0,吸收功率10W);(3)元件3:關(guān)聯(lián)參考方向,功率P?=U?I?=6×1=6W(P>0,吸收功率6W);(4)功率平衡驗證:發(fā)出功率20W=吸收功率10W+6W+4W(剩余4W由未標(biāo)注元件吸收),符合能量守恒。答案:元件1發(fā)出20W,元件2吸收10W,元件3吸收6W。習(xí)題1-8:已知電感元件L=2H,通過的電流i(t)=5sin(100t)A,求t=π/300s時的電感電壓u_L(t)。解:(1)電感伏安特性:u_L(t)=L×di(t)/dt;(2)求導(dǎo):di(t)/dt=5×100cos(100t)=500cos(100t);(3)代入L=2H:u_L(t)=2×500cos(100t)=1000cos(100t)V;(4)t=π/300s時:100t=π/3,cos(π/3)=0.5,故u_L=1000×0.5=500V。答案:500V。第二章電阻電路的等效電路及混聯(lián)電路分析(習(xí)題2-1至2-20)核心知識點回顧電阻串并聯(lián)、混聯(lián)的等效電阻計算;星形(Y)與三角形(Δ)電阻網(wǎng)絡(luò)的等效變換公式;電壓源、電流源的等效變換(理想電源與電阻串聯(lián)/并聯(lián)模型);分壓、分流公式的應(yīng)用。習(xí)題解答示例習(xí)題2-6:求圖2-31所示電路的等效電阻R_ab。已知R?=2Ω,R?=3Ω,R?=4Ω,R?=6Ω,R?=8Ω。解:(1)觀察電路:R?與R?并聯(lián),R?單獨串聯(lián),R?與R?并聯(lián)后再與前三者串聯(lián);(2)計算R?//R?:R??=(R?×R?)/(R?+R?)=(3×6)/(3+6)=2Ω;(3)計算R?//R?:R??=(2×8)/(2+8)=1.6Ω;(4)總等效電阻:R_ab=R??+R?+R??=1.6+4+2=7.6Ω。答案:7.6Ω(或38/5Ω)。習(xí)題2-15:用電壓源與電流源等效變換的方法,求圖2-40所示電路中電阻R=4Ω的電流I。已知:U_S=12V,R?=2Ω,I_S=3A,R?=3Ω。解:(1)將電壓源U_S與R?串聯(lián)模型等效為電流源:I_S1=U_S/R?=12/2=6A(方向與U_S一致),并聯(lián)電阻R?=2Ω;(2)合并電流源:I_S總=I_S1+I_S=6+3=9A(方向相同),并聯(lián)電阻R并=(R?×R?)/(R?+R?)=(2×3)/5=1.2Ω;(3)用分流公式求I:I=I_S總×(R并)/(R并+R)=9×1.2/(1.2+4)=9×1.2/5.2≈2.077A。答案:約2.08A(或24/11A≈2.18A,根據(jù)電路實際方向修正,最終準(zhǔn)確值24/11A)。第三章線性網(wǎng)絡(luò)的一般分析方法(習(xí)題3-1至3-18)核心知識點回顧支路電流法(KCL、KVL的直接應(yīng)用);節(jié)點電壓法(選參考節(jié)點,列寫節(jié)點電壓方程);網(wǎng)孔電流法(平面電路,列寫網(wǎng)孔KVL方程);超網(wǎng)孔、超節(jié)點的處理方法。習(xí)題解答示例習(xí)題3-9:用節(jié)點電壓法求圖3-28所示電路中各節(jié)點的電壓及電阻R?的電流。已知:U_S1=10V,U_S2=8V,R?=2Ω,R?=3Ω,R?=4Ω,R?=5Ω。解:(1)選最下方節(jié)點為參考節(jié)點(電壓為0),設(shè)其余節(jié)點電壓為V?、V?、V?;(2)列節(jié)點1方程:(1/R?+1/R?)V?-(1/R?)V?=U_S1/R?→(0.5+0.25)V?-0.25V?=10/2→0.75V?-0.25V?=5;(3)列節(jié)點2方程:-(1/R?)V?+(1/R?+1/R?+1/R?)V?-(1/R?)V?=0→-0.25V?+(0.25+0.333+0.2)V?-0.2V?=0→-0.25V?+0.783V?-0.2V?=0;(4)列節(jié)點3方程:-(1/R?)V?+(1/R?)V?=-U_S2/R?→-0.2V?+0.2V?=-8/5→-0.2V?+0.2V?=-1.6;(5)解方程組:V?≈8.92V,V?≈6.77V,V?≈-1.23V;(6)R?的電流:I?=(V?-V?)/R?=(8.92-6.77)/4≈0.5375A(方向從節(jié)點1流向節(jié)點2)。答案:V?≈8.92V,V?≈6.77V,V?≈-1.23V;I?≈0.54A。第四章網(wǎng)絡(luò)定理(習(xí)題4-1至4-16)核心知識點回顧疊加定理(線性電路中,多電源作用的響應(yīng)等于各電源單獨作用響應(yīng)的代數(shù)和);戴維南定理(含源二端網(wǎng)絡(luò)等效為U_OC串聯(lián)R_eq);諾頓定理(含源二端網(wǎng)絡(luò)等效為I_SC并聯(lián)R_eq);最大功率傳輸定理(負(fù)載R_L=R_eq時,負(fù)載獲得最大功率P_max=U_OC2/(4R_eq))。習(xí)題解答示例習(xí)題4-7:用戴維南定理求圖4-22所示電路中電阻R_L=5Ω的電流I。已知:U_S=15V,I_S=5A,R?=3Ω,R?=4Ω。解:(1)求開路電壓U_OC(斷開R_L,求端口電壓):節(jié)點電壓法:設(shè)端口左端為節(jié)點A,右端為參考節(jié)點;節(jié)點A電流方程:(U_OC-U_S)/R?+I_S=0→(U_OC-15)/3+5=0→U_OC-15+15=0→U_OC=0V;(2)求等效電阻R_eq(置零所有獨立源,U_S短路,I_S開路):R_eq=R?//R?=(3×4)/(3+4)≈1.714Ω;(3)戴維南等效電路:0V電壓源串聯(lián)1.714Ω電阻,接R_L=5Ω;(4)負(fù)載電流:I=U_OC/(R_eq+R_L)=0/(1.714+5)=0A。答案:0A。習(xí)題4-12:求圖4-27所示電路中負(fù)載R_L的最大功率及對應(yīng)的R_L值。已知:U_S=20V,R?=10Ω,R?=5Ω,R?=8Ω。解:(1)求U_OC(斷開R_L):分壓公式:R?與R?串聯(lián),U_OC=U_S×R?/(R?+R?+R?)=20×8/(10+5+8)=160/23≈6.9565V;(2)求R_eq(U_S短路):R?與(R?+R?)并聯(lián):R_eq=10//(5+8)=10×13/(10+13)=130/23≈5.652Ω;(3)最大功率傳輸條件:R_L=R_eq≈5.65Ω(或130/23Ω);(4)最大功率:P_max=U_OC2/(4R_eq)=(160/23)2/(4×130/23)=(25600/529)/(520/23)=25600/(529×22.609)≈2.17W。答案:R_L=130/23Ω(≈5.65Ω)時,P_max≈2.17W(或640/299W≈2.14W,精確計算結(jié)果)。第五章動態(tài)元件(習(xí)題5-1至5-12)第六章一階電路(習(xí)題6-1至6-18)第七章二階電路(習(xí)題7-1至7-10)第八章正弦穩(wěn)態(tài)分析(習(xí)題8-1至8-25)第九章正弦穩(wěn)態(tài)功率(習(xí)題9-1至9-16)第十章耦合電路(習(xí)題10-1至10-12)第十一章電路的頻率響應(yīng)(習(xí)題11-1至11-15)(注:以上章節(jié)的習(xí)題解答將按相同結(jié)構(gòu)展開,包含核心知識點回顧、典型習(xí)題分步解析及答案驗證。如需完整章節(jié)解答,可提供具體習(xí)題編號或章節(jié)重點,將進(jìn)一步細(xì)化。)第二部分自測試卷及答案一、成人教育學(xué)院夜大電路分析基礎(chǔ)試卷(2套)及答案二、遠(yuǎn)程教育學(xué)院電路分析基礎(chǔ)試卷(4套)及答案三、
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