电路分析基础第四版上册李瀚荪课后答案

所需积分/C币:29 2018-04-07 15:13:51 16.76MB PDF

电路分析基础_第四版_上册_李瀚荪_课后答案,答案基本齐全。
课后答案网(http://www.khdaw.com) 目录 第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系… ………(1) 本章知识要点 1) 思考题解答 (4) 练习题解答 (8) 习题全解…………………………(17) 第二章网孔分析和节点分析…………………………………………(38) 本章知识要点………………………………………………(38) 思考题解答………………………………(39) 练习题解答…………………………………………………………(40) 习题全解 ‘画翻画画翻潘画潘 t··1 日:百aa“4日:a (43) 第三章叠加方法与网络函数 ………"…………"………:(6l) 本章知识要点… .:::44444.:a;4“44+·" ……………(61) 思考题解答………………………………,(62) 练习题解答 …63) 习题全解……………,…………(66) 第四章分解方法及单口网络………………………………(82) 本章知识要点 和.·+·重 82) 思考题解答 (85) 练习题解答 画画■副副。“画副画请 ………(87) 习题全解 :4444.:4“+++·:“;4++ ……(95) 第五章电容元件与电感元件 ……*(118) 本章知识要点 ……(18) 思考题解答 (120) 课后答案网(http://www.khdaw.com) 电路分析基础(第四版)全程导学及习题全解(上册) 练习题解答 ,,,…,,,,4……4…4………………………“(I22) 习题全解…………… 〔I24) 第六章一阶电路… ………………(132) 本章知识要点… 〔l32) 思考题解答 ,想,..,,中,中·,s:· ………………〔l35) 练习题解答……………………………………………………………(138) 习题全解…………………………………………………(14) 第七章二阶电路………………(173) 本章知识要点 画;‘;诵画丰‘画国“‘和 ………………(173) 思考题解答 (174) 练刁题解答 (175) 习题全解 (177) 课后答案网(http://www.khdaw.com) 第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系 本章知炽要京 、电路及集总电路模型 称为“集总电路”的先决条件是电路尺寸远小于使用时最高工作频率所对应的波长,从而对 每一个单一的电磁现象抽象出一个“集总元件”·如电阻、电感、电容,并用数学方法加以定义。 由集总元件组成的电路称为集总电路。 二、电路变量电流、电压及功率 每单位时间内通过导体截面积的电荷叫做电流(1)=dt-°电压,也称电位差。表明a、b 两点间单位正电荷从a点转移到b点时所获得或失去的能量t 为了解决判断真实电流方向和电压极性的困难,引入电流参考方向和电压参考极性的概念。 从血便电路计算成为可能电流参考方向用“→”表示,电压参考方向用“+”、“-”表示。当计算 结果为正时表示真实方向(极性)同参考方向相同,否则相反。 关联参考方向是指如图方向定义,电流从电压参考方向正极流入,负极流 出,从而只须标明两参考方向的任意一个即可,这种定义是从元器件特性出发, 根据人们的习惯以及为了简化定义而决定的。 元件吸收能量的速率由功率p表示为p(t) dt dy d (t)i(t),此公式为电压电流取 关联参考方向时的计算公式 对于功率也可事先定义其参考方冋.吸收或提供。若电压参考极性、电流参考方向、功率参 考方向已定义,则功率所应采用的公式如表1-1。 表I一1计算功率所应用的公式 电压 功率 吸收 提供 电流 关联参考方向 p p=-ut 非关联参考方向 p 力=a 则当计算结果取正时,说明实际功率方向与功率参考方向相同,反之相反。 课后答案网(http://www.khdaw.com) 2 电路分析基础(第四版)全程导学及习题全解〔上册) 三、基尔霍夫定律 1.电荷守恒:电荷即不能被创造也不能被消灭,由此可得出KCL。KCL:对于集总电路中的某 个节点,在任意时刻流入电荷数等于流出电荷数即=0从而∑()=0 运用KCL分析电路时须要注意: (1)节点可不局限于某一个“点”,可以是任意闭合曲面(线)所包围的电路,即流入(流出)闭 合曲面(线)的电流和为0 (2)对于连入节点的每一支路,必须指定其电流参考方向,并且在逻辑上,流入节点时取负, 流出取正。当然在公式中也可以流入为正,流出为负,并不影响结果 2.能量守恒:对于集总电路总体来说,任意时刻能量即不能被创造也不能被消灭,只能从 个元件传递到另一个元件上去,即=0。由此定律出发建立整个集总电路的能量方程,可得 出KvL。KvL:对于任意集总电路中任一回路,在任意时刻沿回路的所有支路电压降的代数和 为0,即∑u(t)=0 应用KVL分析电路时应注意: (1)KvL适用于任意的假想冋路 (2)在应用KVL前,必须指定各支路的电压参考极性,以及回路绕行方向。当极性与绕行 方向关联时取正号,反之取负号。当然也可规定非关联时取正号,关联时取负号,并不影响计算 结果。 KCL和KVL是分析电路的两条最基本的定律,也是整个电路分析理论的基础定律,今后此 两条定律会贯穿全书的各个章节,所以理解和掌握,以及熟练运用KCL和KvL就显得尤其重 要 四、电阻元件 1.CR( voltage current relation):集总元件的两端电压与输入电流之间的关系,称作vCR。 2.一般电阻的定义,R丛(口或一(DR、G为常数。称R为元件的电阻值G为元件的 i(t) i(4X 电导值( conductance),有时也称此种电阻为线性电阻( Linear resistor)。 广义电阻的定义:若某个两端元件在任意时刻满足代数关系:f(u,i)=0,则此两端元件为电 阻元件。 对于线性电阻有f(n,i)=u-iR=0或f(u,i)=Ga-i=0 3,电阻分类:线性、非线性( nonlinear)、时不变( time-invarlant)时变( time-variant)双向性 bilateral)、单向性( unilatera)、无源性( passitive)、有源性( active)。 VCR不随时间而改变称为时不变电阻,反之为时变。 VCR关于原点对称时称为双向性电阻,反之称为非双向性电阻。当反相偏置电阻为无穷大 时称为单向性电阻,如理想二极管。 VCR位于一三象限(在关联参考方向下)为无源电阻,其吸收功率v(t) (r)i(r)dr≥ 0,反之为有源电阻也称其为负电阻 课后答案网(http://www.khdaw.com) 第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系 对于实际的电阻器件由于其WR并不是一尘不变的,而随时间温度的变化而变化,而且当其 通过的电流过大时,vCR也会发生弯曲。所以严格说来,实际的电阻器件应属于时变非线性电阻, 但其特性误差在额定使用范围内是可以接受的,所以可以抽象为线性时不变电阻器件。 五、电压源和电流源 1.电压源:VCR为平行于i轴且纵坐标为us的一条直线。 电压源特性:端电压是常数Us或只与时间有关的函数u3(1)(如信号发生器),与流过它的电流 无关,通过它的电流是任意的。VCR位于一二象限,可以提供能量,也可以吸收能量。 2.电流源:VR是平行于u轴且横坐标为is的直线。 电流源特性通过它的电流为一常数Is或为只与时间t有关的函数is(t),与其两端电压大 小无关,其两端电压大小只与外接电路有关。VCR处于一四象限,所以即可提供能量,也可吸收 能量,属于有源器件。 六、受控源 受控源分为电压控制电压源(VCVS),电压控制电流源〔VCCS),电流控制电压源(CVS), 电流控制电流源(CCCS)。它是从实际元器件中抽象出来的一种理想模型,在电路中用棱形表 示,旁边注明受控系数和控制量。其特点有: (1)受控源的输出量与控制量呈线性关系,但不影响控制量大小。 (2)受控源在具体实现时往往须借助运算放大器等有源器件,所以受控源同样是有源器件 其提供的功率来自外电路。 七、分压公式和分流公式 由于这两种电路是电阻网络中最常见,也是最基本的网络形式,所以这两个公式被单独提 出 1.串联电阻的分压=R R R1+R2 R1+R2 2.并联电阻的分流;=R R R,+R 八、两类约束KCL和KVL方程的独立性 1. KCL KVI和元件VCR是对电路中各电压变量电流变量施加的全部约東。与一个节点 相连的各支路,其电流必须受KCL约束,与一个回路相连的各支路,其电压必须受到KⅥL的约 束。这种只取决干互连形式的约束,称为拓扑约束( topological constraints)。 2,(1)若电路中有n个节点,则独立的KCL数为n-1个,且为任意的n-1个。 (2)若电路中有b个支路则一般产生n-(b-1)个网孔拓扑节构,且b-(n-1)个KVL L相 互独立。 (3)b条支路,就有2b个独立电压、电流变量。b个VCR,n-1个KCL,b-(n-1)个KVL, 相互独立。共有b+n-1+b-(n-1)=2b个独立方程,所以可解出所有2b个独立变量。 九、支路分析 一般的电路分析方法如上节分析,就是在定义了电流参考方向电压参考极性后列写所有独 立的KCL和KVL以及VCR解出所有的电路和变量。但在实际计算中,ⅤCR往往非常简单, 课后答案网(http://www.khdaw.com) 4 电路分析基础(第四版)全程导学及习题全解(上册) 而且要求求解的变量仅限于某个电压值,或某个电流值,所以可以先将VCR与KVL相结合,再 与KCL联立,解出电流值称之为支路电流法。或先将VCR与K(L结合,再与KVL联立,解出 各节点的电压,称为节点电压法。 考题解誉 1-1试结合教材例1-1,运用参考方向的概念为使用教材(1-2)式建立符号规则。 【解答】对于参考方向的定义包括两个方面:电压极性和电流方向。电流方向也就是+q 的流动方向但若要利用教材(1-2)式,两个方向就必须对应起来,即为当定义电流从一端向另 端流动为正时,由于是放出能量,w为正。所以电流必应从高电位处流向低电位处,从而可知 根据使得电流方向与电压极性关联起来。在放能时v为正的前题下,可以定义两种参考方 向,如答1-1图所示。 答1-1图 1-2思考题1-2中所示虚线为电路中包围若干元件的封闭面,与外界有三条支路相连, 其支路电流为i、t和i3,如图中所示,它们是线性相关的吗?其 约束关系如何? 【解答】所学的KL定律是源自于电荷守恒定律,即电荷在 个节点即不能被产生也不能被消灭,而节点不能积累电荷,从而 流人节点电荷等于流出节点电荷。据此可以断定当一个封闭曲面 内的“空间”不能积累电荷时,流人此曲面的各电流之和必然等于流 出此曲面的电流。而在实际器件中绝大多数元器件都满足不聚积 电荷的条件,如电容、电感、电阻。所以在只有电阻、电感、电容和 般电压源、电流源的电路中,图中的三电流是线性相关的i1+i2+t 思考题1-2图电路 =0虚线所围部分可看作是“广义节点”。 中的一个封闭面 1-3判断下列说法是否正确: (1)在节点处各支路电流的方向不能均设为流向节点,否则将只有流人节点的电流而无流 出节点的电流(结合思考题1-2)。 (2)利用节点KCL方程求解某一支路电流时,若改变接在同一节点所有其他已知支路电流 的参考方向,将使求得的结果有符号的差别。 (3)从物理意义上来说,KCL应对电流的实际方向说才是正确的,但对电流的参考方向来说 也必然是正确的。 【解答】(1)这种说法是错误的。电流方向的定义只是为方便计算而定义的“任意假想”方 课后答案网(http://www.khdaw.com) 第一章集总参数电路中电压、电流的约束关系 向,实际电流与参考电流方向一致时,取“+”号,反之取“负”号。所以可建立∑i=0的方程,最后 根据解的正负号及参考方向来判定是流入节点还是流出节点。 (2)这种说法是错误的。参考方向的定义仅仅影响本支路求解结果的符号,这是因为无论 方向如何定义,实际方向是不变的。 3)这种说法有偏颇。KCL定理是一种物理现象的抽象,电流有了参考方向就可以用数学 的语言来描述这个定理,一个是内容,一个是表述手段,不存在说法对错的问题。 l-4接续教材例1-4,试分别在下列各情况下,重新求解u3: (1)另设n5的参考极性; (2)沿逆时针方向列写KVL方程; (3)改变所有已知电压的参考极性。 解答】(1)由于改变参考极性只是改变了参考极性和真实极性的正反关系,所以 V,表明真实极性是左负右正的。 (2)从a点出发,看电压降。 + +u:=0 (3)改变所有电压参考极性,从a点出发顺时针看电压降,列KVL方程。 + 2 =-1+a2+u2+ 已知电压为实际电压,所以当参考极性变时,所有已知电压反号可得t=5V 1一5思考题1-5图〔a)所示电路中,(t)、w(r)、(t)的波形是否可能如思考题1-5图 (b)所示?为什么? 1(r u rrv wOW 2 n) ()y 思考题1-5图 n1()-2(O+3 【解答】根据KVL定律 u1(f)-n2(t)+u2(t)=0,任意时刻t 将三者波形代入上面式子左侧可得波形如答1-5图 所示,所以不满足KVL关系。 从而不可能是如思考题1-5图(b)波形所示 1-6R=0时伏安特性曲线是怎样的?(该曲线称为 答1-5图 课后答案网(http://www.khdaw.com) 电路分析基础(第四版)全程导学及习題全解〔上册 “短路特性”。)R=∞时又如何?(该曲线称为“开路特性”) 【解答】R=0时的伏安特性曲线就是电流轴,此时两端电压永远为0,而电流可以为任意 值 R=∞时,VCR为电压轴,此时电压可以为任意值,但电流永远为0 1-7思考题1-7图所示方框内为一电源元件,当R=1 时,a=7V。(1)若电源元件为电流源,问当R=2a及R=1/2 n时,n各为多少?(2)若为电压源,问当R=20及R=1/2D 时,a又各为多少? 【解答】(1)若为电流源则=R=1=7A 当R=2Ω时,故=is·R=2×7=14V。 思考题1-7图 当R 时,=s·R=1 x7=3.5V。 (2)若为电压源ws=A=7V电压源两端电压不会变化,所以电阻变化时w=s=7V。 l-8试回答思考题1-8图所示各电路中的u及i为多少? 10 Al 10g 2A6 10A 50 2A 20v 5 6A 10 Se 2 10 A 2Y 思考题1-8图 【解答】图1中,根据KCL,=10-2=8A 图2中,由于导线短路,=0V 图3中,=-is×5=-10V 图4中,=6+=8A 图5中,由于两个电流源存在,使中间回路电流为0,所以电阻两端电压为0,从而n=1=-2V。 图6中,14电阻两端电压就是电压源电压,所以i=1+1=2A 1一9思考题1-9题图所示两电路中,问允许取何值?

...展开详情

评论 下载该资源后可以进行评论 1

weixin_43441482 还是很棒的
2020-05-20
回复
img
jasonlove98

关注 私信 TA的资源

上传资源赚积分,得勋章
    最新推荐