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电路分析第四章习题参考答案

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4-2 试用外施电源法求图题4-2 所示含源单口网络VCR ,并绘出伏安特性曲线。

解:图中u 可认为是外加电压源的电压。 根据图中u 所示的参考方向。可列出 (3)(6)(5)20(9)50u i i A V A i V

=Ω+Ω++=+

4-5试设法利用置换定理求解图题4-5所示电路中的电压0u 。何处划分为好?置换时用电压源还是电流源为好?

解:试从下图虚线处将电路划分成两部分,对网路N 1有(节点法)

111196

7(1

1)u

u u u i ???+-=? ?+????-++=-? 整理得:

1511714u i =-

对网络2N 有

251133

u i i i =?+?= 解得3i A =,用3A 电流源置换N 1较为方便,置换后利用分流关系,可得: ()121031V 1V u +=??=

4-9 求图题4-7所示电路的输入电阻R i ,已知0.99α=

解: 施加电源t u 于输入端可列出网孔方程:

12335121(25100)100 (1)

100(100100101010)100.990(2)

t i i u i i i +-=-++?+?-?=

将(2)代入(1)得135t i u R i ==Ω

4-14求图题4-10所示各电路的等效电路。

解: 图(a):因电压的计算与路径无关,所以

[5(1)]4(13)4ad ac cd ad ab bd u u u V V

u u u V V =+=---=-=+=--=-

图(b): 流出a 点的电流(521)8a i A =++=,流入b 点多的电流(541)8b i A =+-=。所以ab 之间的等效电路为8A 的电流源,电流从b 端流出。

图(c):导线短接。

4-23 电路如图题4-15 所示,已知非线性元件A 的VCR 为2u i =。试求u ,i ,i 1.

解: 断开A ,求得等效内阻:1o R =Ω

开路电压a u 所满足的方程:

()(11)12111/21

c a c a u u u u +-?=???-?++=?? 求得2a u V =,最后将A 接到等效电源上,如上图所示。

写出KVL :220i i +-=12A i A ?=-或

当1i A =时,1u V =,21120.5,[2(0.5)1] 1.52

i A A i A -=

=-=---= 当2i A =-时,4u V =,21421,[212]32

i A A i A -===-+=

4-25 试求图题4-17所示电路中流过两电压源的电流。

解:

4-25(1)

4-25(2)

用分解方法求解

(1) 将电路划分为两部分,如图4-25(1)(a)所示。

(2) 分别将两部分等效化简成4-25(1)(b)所示电路。

(3) 将两部分连接求出i 和u 。

(4) 用2.736A 电流源置换右侧电路后计算15V 电压源的电流i 1,如图4-25(2)(c)所

示。列节点1的方程

111211516.58516881624.475 2.4348

u u V

u i A ??+=-+ ???

=-==

4-30 电路如图题4-22所示。

(1) 求R 获得最大功率时的数值;

(2) 求在此情况下,R 获得的功率;

(3) 求100V 电源对电路提供的功率;

(4) 求受控源的功率;

(5) R 所得功率占电路内电源产生功率的百分比。

解:(1) 断开R ,求出戴维南等效电路,如下图所示。在该图中,令控制量u 1=1V 则:

111141,2,(21)320.5,14

3cb cd ac ac ab ab ac ab o ab i i A i A u V u V u u i A i i i A u R R i

==

===+=-===+====Ω 即R=3ohm 时可获得最大功率。

(2) 求开路电压,对上图(b)列网孔方程:

121211

1(44)4100204(444)4i i i i u u i +-=-??-+++=??=?,解得1215,10i A i A ==。由求得的U oc =(4*10+15*6+20)=120和R o 可构成戴维南等效电路,并由最大功率传递定理可知3R =Ω时,可获得最大功率。故得()2

120/2331200R P W =??=

(3) 设网孔电流为123,,i i i ,其中3i 即为流过R 的电流,即320i A =

12121113(44)4100204(444)4()i i i i u u i i +-=-??-+++=??=-?1230,20i A i A ?==,解得P 100V =-3000W

(4)1214(20)20800P u i i W =-=--?=-受控源

(5) 201320()20(3020)200V P i i W =-=-=,1200(3000800)31.58%η+==

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