电路分析试题及答案(第二章)

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节点、回路、支路分析法:

1、如下图所示,应用节点电压法计算。已知Us1=60V,Us2=40V,R1=6Ω,

R2=12Ω,R3=6Ω,R4=10Ω,R5=6Ω,R6=4Ω,求I1,I2,I3,I4,I5,I6的值。

I1 + Us1 - R1 I2 I3 a R4 I4 b I5 I6 + Us2 - R6 R2 R3 R5 解:???1Us1111?1? ???U?U?ab?R4R1?R1R2R3R4??1Us211?1????U?U??R?bRaR RR56?46?4Ua=Ub=24V;

I1=6A;I2=2A;I3=4A;I4=0A;I5=4A;I6=-4A;

2、求下图电路的电压U.

4A 6? + 24V - 4? a + 2? U - 3? b 解:利用戴维南等效做,先求ab两端开路电压:

只有24V的电压源工作时: ‘

Uab=24/(6+3)=8V; 只有4A的电流源工作时: ‘U‘4=16V; ab=4×

Uab= U‘ab +U‘ab =24V; 等效电阻R0=6Ω;

1

U= Uab/(6+2)×2=6V

3、计算下图电路中的电压U1与U2.

4Ω8A18Ω+U1-6Ω3Ω+U2- 解:U1=8×[4+(6//3)]/[18+4+(6//3)] ×18=36V; U2=8×18/[18×4+(6//3)] ×3=12V.

4、已知下图电路的回路方程为2I1+I2=4V和4I2=8V,式中各电流的单位为安培。求:

(1) 各元件的参数;

(2) 各电压源供出的功率;

(3) 改变Us1和U s2的值,使各电阻的功率增加一倍。

+ U1 - R1 I1 + U s1 - R3 I2 R2 + U s2 - + U cs=kU1 -

解:

(1) (R1+ R3)I1+R3I2+kU1=Us1 (R1+ R3-kR1)I1+R3I2 =Us1-kUs1

R3I1 + (R2+ R3)I2+kU1=Us2

U1=Us1- R1I1 (R3-kR1) I1+ (R2+ R3)I2+kU1=Us2-kUs1

将上式与题中所给条件逐项对比,得:

R1=2Ω, R2=3Ω, R3=1Ω, Us1=8V, Us1=12V, k=0.5 (2)求解方程式,得到:I1=1A, I2=2A,计算各电源功率:

Us1:P1= Us1 I1=8W; (发出) Us2:P2= Us2 I2=24W; (发出) Ucs:Pcs= Ucs (I1+I2)=9W;(吸收) (3)各电源增加2倍,则各电阻上的电流相应增加2倍,即可实现目的。

2

5、求下图电路中受控电压源的电压。

(1) 以I1、I2、I3为变量列出下图的网孔方程; (2) 求图中受控源的电压Ud。

I1 + 5V - 1kΩ I2 + Ud - Ia 3kΩ I3 4kΩ 4.5kΩ

解:(1)网孔方程为:

(1+3)I1- I2 -3I2=5

-I1+(1+4.5)I2 -5Ia=0 其中:Ia= I1- I3 -3I1+(3+4)I3 +5Ia=0

(2)从(1)中求得Ia=2mA

则受控源的电压为Ud= rIa=5×2=10V 叠加 6、如图所示电路,当3A的电源断开时,2A的电源输出功率为28W,这时U2=8V。当2A的电源断开时,3A的电源输出功率为54W,这时U1=12V。试求:两个电源同时作用时,每个电源的输出功率。

+Is1=2AU1 - 线性电阻网络 +U2 -Is2=3A解:Is1单独作用时:U′1=14V;U′2=8V;

Is2单独作用时:U\1=12V;U\2=18V;

同时作用时: U1=12+14=26V;U2=8+18=26V; 则:P1= Is1 U1=2×26=52W;P2= Is2 U2=3×26=78W;

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7、电路如下图所示,应用叠加定理求电压U。

R1 I1 解:电压源单独作用时:

U′=(R1+r)/( R1+R2+r) ×Us

+ 电流源单独作用时:

R2 Is U\(R1R2)/( R1+R2+r) ×Is

+ 同时作用时,根据叠加定理:

+ U s U U= U′+ U\

rI 1 - =(R1+r)/( R1+R2+r) ×Us+R1R2)/( R1+R2+r) ×Is

- -

8、如下图所示电路:(1)用叠加定理求I1,I2和U;

(2)若所有激励都增加10倍,求I1,I2和U。

I1 6Ω + + I2 4A 10V U 4Ω - - 解:(1)当10V电压源单独作用时,有: I′1= I′2=10/(6+4)=1A U′=4×1=4V

当4A电流源单独作用时,有: I\1= -4×4/(6+4)= -1.6A I\2=4×6/(6+4)=2.4A U\2.4=9.6V

由叠加定理,当两个电源同时作用时:

I1= I′1+ I\1= -0.6A I2= I′2+ I\2= 3.4A U= U′+ U\

(2)若所有的激励都增加10倍,则由齐次定理可知,

响应也应该增加10倍。即: I1= -6A I2= 34A U=136V

4


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