(第1章)
1.解(a)由KCL—4+7+i1=0—10+i2—2—i1=0,所以i1=—3Ai2=9A。
(b)由KCL可知—i1+5—2=0,i2+1—1=0。所以i1=3A,i2=4A。
又由KVL可知3+10i1+4×5=0Uab=53V。
2.解(a),(b)由节点的KCL可知:
i0=0。
(c)i1=4/(2+4)×3=2A。
i2=4/(4×4)×3=(3/2)A。
所以i0=i1—i2=1/2A。
.解(a)u=us—Ri(b)u=us+Ri(c)u=—us—Ri(d)u=—us+Ri。
4.解(a)因为i=3/(2+1)=1A,所以uab=—3+2i+3=2V。
(b)i=6/(4+2)=1A,所以uab=—2i+4=2V。
因为us=10VI=us/R,P=u2s/R。
所以(1)R=∞时,I=0,P=0。
(2)R=10Ω时,I=1A,P=10W。
(3)R=1Ω时,I=10A,P=100W。
(4)R=0Ω时,I=∞,P=∞。
6.解由KCL可知i1+i2=3。
由KVL可知10i1—10—5—5i2=0。
所以i1=2Ai2=1A。
7.解由KVL可知2×6+6i—3×6=0。
由KCL可知i5+i—2=0。
所以i5=1A。
又由KVL2×6+22×1=us。
所以us=34V。
8.解(a)因为45—5i1=4i1,50—10i2=4i1,所以i1=5A,i2=3A,i3=i1+i2=8。
(b)因为i=(1—2)/2=—(1/2)A,所以i3=2i=—1A。
9.解因为P=I21R,所以I1=P/R=4A。
U1=120V。
2=120/20=6AI3=I1+I2=10A。
又因为Us=0.5I3+U1=125V。
所以Ps=UsI3=1250W。
10.解因为U=2×(1+2+4)=14V。
i=14/3is=2+i=20/3A。所以Ps=Uis=280/3W。
(第2章)
1.解略。2.解略。3.解略。4.解略。5.解略。
6.解因为u1=10V。所以uab=—3Vucb=—20×0.05u1—3=—13V。
7.解原电路经等效变换,由此可得:
(u—5)/3+u/6+(u—21u)/9=0。所以u=—30/31=—968mV。
8.解因为1+4—i2=0。6i1+4i2=10。
所以1=—0.6A,i2=3.4A,u3=4i2—10i1=19.6V。
9.解因为i1—i2=—4,6i1+4i2=4。
所以i1=—1.2A,i2=2.8A。
u3=4i1+6—10i2=29.2V。
10.解因为i1=2/4=0.5Ai2=3—2i1=2A。
所以u2=3i2+2=8V。
(第3章)
1.解(a)以i1,i2,i3选作网孔回路电流,可列网孔电流方程为:
3i1—i2—2i3=7—u。
—i1+6i2—3i3=0。
—2i1—3i2+6i3=u。
i1—i3=7。
所以:
i1=9A。
i2=2.5A。
i3=2A。
(b)以i1,i2,i3选作网孔回路电流,有:
i1=15。
—i1+6i2—3i3=0。
—2i1—3i2+6i3=U。
—i1+i3=1/9u。
u=3(i3—i2)
所以:
i1=15A。
i2=11A。
i3=17A。
2.解(a)u=(2/40+2/40+2/40)/(1/40+1/40+1/40+1/2)=(6/23)V。
(b)因为1.5φ1—φ2=3u。
—φ1+2φ2=2。
u=φ1—φ。
所以:
φ1=4V。
φ2=3V。
3.解网孔回路电流方程为:
2i1—i2—i3=—2u2。
—i1+4i2—2i3=0。
—i1—2i2+4i3=—5。
u2=2(i2—i3)
所以i2=—3.75Au1=—i2=3.75V。
4.解节点电位方程为:
—(1/10)φ2+(1/10+1/5)φ1=—6—0.4i。
—(1/10)φ1+(1/10+1/15)φ2=6。
i1=φ2/15。
所以φ2=28.125Vi1=1.875A。
5.解网孔电流方程为:
1=1。
—i1+2i2=4—1—u。
i3=u。
i2—i3=2i。
i=i2—i1。
所以i=1A。
6.解因为uab=5V,所以I1=0。
又因为:
I2+I=—10。
I2—I=5。
所以I=—7.5Aus=uab—I=12.5V。
7.解节点方程为:
φ1—φ2=us1—i。
φ2=5i。
—φ2+φ3=i—is4。
φ1=φ3。
或:
2φ1—φ2=us1—i。
—φ1+2φ2—φ3=I。
—φ1+φ3=i—is4。
φ2=5i。
φ1—φ3=0。
(第4章)
1.解(a)当12V电压源单独作用时:i′=12/(1+5)=2Au′=—5i=—10V。
当6A电流源单独作用时:i″=5/6×6=5Au″=5V。
当两电源共同作用时:i=i′+i″=7Au=u′+u″=—5V。
(b)当4V电压源单独作用时:3(i′+2i′)+i′=4i′=0.4Au′=2.4V。
当8V电压源单独作用时:
i″+3(i″+2i″)=—8Ai″=—0.8Au″=—4.8V。
i=i′+i″=—0.4Au=u′+u″=—2.4V。
2.解由迭加定理可知,ux=K1i51+K2i52,故有:
8K1+12K2=80。
—8K1+4K2=0。
K1=2.5。
K2=5。
所以ux=2.5i51+5i52=150V。
3.解经等效变换后的电路。
(1)us=10V时,有:i3=(16+10)/(2/3)+3=78/11A。
(2)若使i3=0,则us=—16V。
4.解i=(10—5)/5=1AI=8A。
R=5/8=0.625Ω。
5.解由于电路含有受控源,所以采用外加电压法求R—o。
(a)由于:
U=—2i1+10i1。
i1=i—5i。
所以Ro=U/i=—32Ω。
(b)由于:
U=—5i1+0.1u2。
u2=—30i1。
所以Ro=—U/i1=8Ω。
(c)由于:
U=I+2i。
3(I—i)+5i=2i。
所以I=0Ro=U/I=∞。
6.解(a)移去R求uoc则:uoc=10V。(b)所示,除源求R—o,则U=(i—0.5i)×1×103+i×1×103。
所以R—o=U/i=1.5kΩ。
原电路(a)的等效电路(c)所示。由最大功效传输定理可知:
当R=Ro=1.5kΩ时,R可获最大功率Pm,且:Pm=u2oc/4Ro=1/60W。
(b)(d)所示,移去R求Uoc。由于U=Uoc,则:
Uoc=6i+3i。
i=3/(6+3)=(1/3)A。
Uoc=3V。
除源外加电压U,则有(3V电压源短接)
U=6i+3i;
i=6/(6+3)I。
则:Ro=U/I=6Ω。
所以R=Ro=6ΩPm=u2oc/4Ro=3/8W。
7.解(a)Uoc=2i1—2i1=0Ro=U/i=7Ω。
则Pm=U2oc/4Ro=0。
(b)Uoc=5V除源外加电源i,有:
u=15×(i—0.5i)+10i—0.5u。
u1=10iRo=u/i=12.5Ω。
则:Pm=U2oc/4Ro=0.5W。
(第5章)
1.解U1=10/2∠30°VU2=5/2∠120°V。
φ12=—30°—120°=—150°。
2.解I1=8—j6=10∠—36.9°A。
I2=—8+j6=10∠143.1°A。
i1=102cos(ωt—36.9°)A。
i2=102cos(ωt+143.1°)A。
φ12=—36.9°—147.1°=—180°。
3.解=10∠30°mA。
Im=6∠—60°mA。
Im=I1m+I2m=11.6—j0.196=11.6∠—0.968°mA。
i=i1+i2=11.6cos(ωt—0.968°)mA。
4.解(a)U=3的2次方+4的2次方=5V(b)U=3的2次方+4的2次方=5V。
5.解设U=U∠0°V,则。
(a)I=10+j10=102+45°A,所以电流表A读数为102A。
b)I=10—j10=102∠—45°A,所以A读数为102A。
(c)I=—j10+j10=0,所以A读数为0。
6.解设I=I∠0°A,则。
U1=30VU2=j60VU3=—j100V。
所以U=U1+U2+U3=30—j40=50∠—53.1°A。
电压表○V的读数为50V。
7.解设U=U∠0°V,则:
I1=j3AI2=±j2A。
所以I=I1+I2=j5A,j1A。
即电流表○A的读数为5A或1A。
8.解外加电流I,则:
U=j20I+12I—j3(I+0.1U1)。
U1=—j20I。
Z=U/I=6+j17Ω。
9.解I=I1+I2=jωCU+U/(R+jωL)
当R=0时I′=jωCU+U/jωL。
当R=∞时I″=jωCU。
依题意I′=I″,即:
ωC—1/ωL=ωC。
所以ω=1/2LC。
(第6章)
1.解u1(t)=L【1di1(t)】/dt=—10sint=10cos(t+90°)V。
u2(t)=M【di1(t)】/dt=—2.5sint=2.5cos(t+90°)V。
2.解两电感串联时,则有:
(a)顺接:L=L1+L2+2M=16H。
(b)反接:L=L1+L2—2M=4H。
两电感并联时,则有:
(a)同名端同侧:L=(L1L2—M2)/(L1+L2—2M)=(15/4)H。
(b)同名端异侧:L=(L1L2—M2)/(L1+L2+2M)=(15/16)H。
3.解(1)由于K=0.5,则:
M=KL1L2=0.5H。
jωI1—j0.5ωI2=100。
—j0.5ωI1+(jω+10)I2=0。
得I1=11.3∠81.8°AI2=4∠—36.9°APL=I22RL=160W。
(2)由于K=1,则:
M=KL1L2=1H。
列方程组,则:
j10I1—j10I2=100。
—j10I1+(10+j10)I2=0。
解得:
I1=10—j10A。
I2=10∠0°A。
PL=I22RL=1000W。
4.解由于K=0.1,则:M=KL1L2=0.2H。jωM=j200Ω。
Uoc=100/【(1+j)×10×10×10】×j200=10×根号2∠45°V。
Zo=20+j3980。
由得:
I2=Uoc/(Zo+1×10×10×10)=3.44∠—30.625°mA。
5.解原电路图等效为,则:
L=14+【6×(—4)】/【6+(—4)】=2mH。
6.解设变压器两边的电压相量分别是U1,U2,电流相量分别为I1,I2。则有:
U2=2U1=2/2VI1=2I2=2/2A。
所以P1=U1I1=1/2×2/2=1W。
P2=—U2I2=—2/2×1/2=—1W。
7.解5Ω电阻在图中等效为:
R3′=1/(1/5)×(1/5)×5=5Ω。
25Ω电阻在图中等效为:
R2′=1/5×25=1Ω。
I1=U/(R1+R2′+R3′)=2∠0°A。
P5Ω=2。
2×5=20W。
8.解a,b两端的开路电压为:
Uoc=20∠0°/(2+2j)×2—(20∠0°)/(2—j2)×2=40×—j/2=—j20V。
由a,b两端左看的等效阻抗为:
Zo=【2×(—j2)/】2+(—j2)】+【2×(j2)】/【2+j2】=2Ω。
当Z=Zo时,有:
Pmax=U/2oc4Ro=20/(24×2)=50W。
(第7章)
1.解(1)Uo=400V单独作用,则:
U20=400/(160+2000)×2000=370.37V。
(2)u13(t)=100cos3×314tV单独作用,则:3ωL=30615Ω1/3ωC=106.2Ω。
Z3=160+j30615+2000×(—j106.2)/2000—j106.2≈j30509Ω。
I23m=100∠0°/Z3=100∠0°/j30509A。
U23m=I23m×2000×(—j106.2)/2000—j106.2=—0.347∠0°V。
(3)u16(t)=20cos6×314tV。
6ωL=61230Ω1/6ωC=53.08Ω。
6ωL=61230Ω1/6ωC=53.08Ω。
I26m=20∠0°/Z6=20/j61177A。
U26m=I26m×2000×(—j53.08)/2000—j53.08=0.0173∠0°V。
u26(t)=0.0173cos6×314tV。
故u2(t)=U20+u23(t)—u26(t)=370.37—0.347cos3×314t—0.0173cos6×314tV。
U2=3702+0.3472/2+0.01732/2=370V。
2.解(1)Uo=100V单独作用,则:Z1=R+jωL1+【jωL2(1/jωC)】/【jωL1+(1/jωC)】=20.95∠17.6°Ω。
I1m=U1m/Z1=276∠0°/20.95∠17.6°=13.2∠—17.6°A。
(3)u3(t)=100cos3ωtV单独作用,则:3ωL2=15Ω,1/3ωC=15Ω。
即L2和C发生了并联谐振,故:
I3m=0,i3(t)=0。
(4)u9(t)=50cos9ΩtV单独作用,则:
Z9=R+j9ωL1+【j9ωL2(1/j9ωC)】/【j9ωL2+(1/j9ωC)】=20Ω。
即电路对第9次谐波发生了串联谐振。
I9m=50∠0°/Z9=2.5∠0°A。i9(t)=2.5cos9ωtA。
故i(t)=Io+i1(t)+i2(t)+i9(t)=5+13.2cos(ωt—17.6°)+2.5cos9ωtA。
I=5×5+(13.2/2)×(13.2/2)+0+2.5/2×2.5/2=10.7A。
3.解Z1=ωL=100/10=10Ω。
Z3=3ωL=30Ω。
U1×U1+U3×U3=100×100。
I1×I1+I3×I3=8×8。
U1=10I1。
U3=30I3。
联解得。