《电工学(少学时)张南编第一章答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学(少学时)张南编第一章答案（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1-1题1-5题，根据题意，画出电路，通过求解，进一步增强电源、负载、额定值的概念。1-6：在图1-63中，d点为参考点，即其电位Vd=0，求a、b、c三点的电位Va、Vb、Vc。解：根据电位与电压的关系：要求电压：需求电流：。根据电压降准则：1-7：在图1-64中，已知R1= R2=5W，求电位Va、Vb、Vc。解：根据电位与电压的关系：Va=Uao，Vb=Ubo，Vc=Uco，求电压需求电流：。根据电压降准则：1-8：在图1-64中，b为电位器移动触点的引出端。试问R1和R2为何值时，b点电位等于零？解：1-9：求图1-65中的电压Uab解：本题不限方法，首先进行化简。中无电流，电压降为零
2、，图1-65化简为图1-65-1，设参考点O，Uab= UaoUbo，求Uao。可用多种方法：(1) 叠加法求Uao，除源求Rao；(2) 结点法求Uao，除源求Rao；(3) 把电压源转换为电流源，电流源合并，最后把电流源再转换为电压源，如图1-65-2所示。(4) 用KVL求回路电流，再用电压降准则求出Uao，除源求Rao。同样，用上面的思路求Ubo，图1-65-2已经是简单电路了，Uab不难求出。1-10：求图1-66中的电压Ucd。在图1-66的4与6V的连结处插入点m，根据电压降准则：1-11：求图1-67中两个电源的电流以及导线ab的电流。解：此题主要为了练习KCL、及KVL。Ia
3、b的正方向是从a 流向b。画出各支路电流的实际方向。1-12：用支路电流法求图1-68各支路中的电流。解：在图上标注各支路电流正方向，插入a、b、c、d四点，选定两个回路（两个网孔），标注回路绕行方向。列a结点的KCL：(1)在acba回路：(2)在acda回路：(3)代入各电阻、电源数值。联立求解(1)(2)(3)方程得：。1-13：求图1-69中开关断开和闭合时的电压Uab。该题若用结点电压法求解很方便，若用其他方法求解都比结点电压法烦，比较如下：结点法求解：开关断开时：开关接通时：其他方法求解：开关断开时：US1作用，US2除源，（方向）US2作用，US1除源，（方向）故开关闭合时：图1
4、-69 改画为图1-69-1在图1-69-1上标注各电流正方向并插入c、d两点。选定两个回路（两个网孔），标注回路绕行方向。列a结点的KCL：(1)在cbac回路中：(2)在dbad回路中；(3)代入各电阻、电源数值，联立求解(1)(2)(3)方程得：故：1-14：用叠加原理求图1-68中各支路电流。解：方法已限定，只能按照叠加原理三步法进行。第一步：在图1-68中，标注各支路电流的正方向：第二步：画出两个源单独作用的分图：作用，除源分图为1-68-1，在分图1-68-1上求各分电流大小及确定各分电流实际流向。作用，除源分图为1-68-2，在分图1-68-2上求各分电流大小及确定各分电流实际流
5、向。第三步：叠加：1-15：此题与1-14基本相同，方法已限定，只能按照叠加原理三步法进行。第一步：待求电流的正方向已经给出，无须假设。第二步：画出两个源单独作用的分图，在各分图上，求各分电流的大小及确定各分电流实际流向30V作用，90V除源：90V作用，30V除源：第三步：叠加1-16：用电源变换法求图1-71中的电流I。图1-71 题1-16解：此题方法已限，尽管元件多，支路多，但可以逐步化简，化简准则见前述。为了说明方便，在图1-71上标注电阻代号。（1）R1对6A而言可短接之，6A与R2的并接可变换为电压源。如图1-71-1所示。图1-71-1（2）R2与R3相加，把电压源用电流源换之
6、，R4与20V也用电流源换之，如图1-71-2所示：图1-71-2（3）电流源代数相加，R23与R4并联，如图1-71-3所示：图1-71-3利用分流公式求出：=2（A）再利用一次分流公式求出I：I=（A）1-17用电源变换法求图1-72中的电压Ucd图1-72 题1-17解：此题与1-16题相似，方法限定，元件多，支路多，使用化简准则逐步化简。为说明方便，在图上标注元件代号。（1）处理R1、R2及R3：图1-72变为图1-72-1；图1-72-1（2）把10A、2及3A、10两个电流源转换为电压源，如图1-72-2所示：图1-72-2（3）图1-72-2电路，已经变为简单电路，根据KVL：I
7、=1.5（A）（4）求：（V）1-18 用戴维宁定理求图1-73中电流IO图1-73 题1-18解：按照等效电源解题三步法：第一步：除待求支路（）产生a，b两点，余者为有源二端网络如图1-73-1所示。图1-73-1 第二步：把有源二端网络等效为电压源；，根据化简准则（电压源除之），图1-73-1变为图1-73-2，把（5A、3W）、（2A、3W）分别化为电压源，合并后如图1-73-3所示。在图1-73-3中，U ab=15-6=9（V），Rab=3+3=6（W），画出电压源的模型，如图1-73-4所示。第三步：接进待求支路（），求出电流I：注：也可以用叠加原理求Uab：1-19：用戴维南定理
8、求图1-74中电流。图1-74 题1-19 图1-74-1解：按照等效电源解题三步法求解如下：第一步：移去待求支路（），产生a，b两点，余者为有源二端网络如图1-74-1所示。第二步：把有源二端网络等效为电压源模型Uab = Us；Rab = R0。为方便说明，在图1-74-1上标注电阻代号。（1）Uab=Uao-Ubo，欲求Uao、Ubo，关键是合理选择参考点位置，设O点为参考。Uao =要求Ubo，必求通过R4的电流I，求电流需找回路，在bob回路中。Ubo=-IR5-10= -14（V）（电压降准则）故：Uab= UaoUbo=6(-14)=20（V）（2）除源求RabRab=(R1R2
9、)+(R3R4)= (66)+(22)=4（）画出实际电压源模型Uab = Us；Rab = R0，如图1-74-2所示：图1-74-2 第三步：接进待求（1W），求出电流I：I=4（A）1-20：在图1-75中，已知I=1A，用戴维南定理求电阻R。图1-75题1-20解：按照等效电源，解题三步法：第一步：移去待求支路R，产生a，b两点，余者为有源网络，如图1-75-1所示：第二步：把有源二端网络等效为电压源US=Uab，RO=Rab 。(1) Uab =Uao-Ubo,欲求Uao、Ubo，关键是合理选择参考点位置，设O点为参考。(2) 除源求ab；Rab=10（W）画出电压源模型US=Uab
10、，RO=Rab，如图1-75-2所示：第三步：接进待求支路R，由已知电流求出电阻R值：故：R=40-10=30（W）1.2 电路的暂态分析基本要求(1)了解经典法分析一阶电路暂态过程的方法。(2)掌握三要素的含义，并用之分析RC、RL电路暂态过程中电压、电流的变化规律。(3) 了解微分电路和积分电路。基本内容.1 基本概念1. 稳态与暂态(1)稳态。电路当前的状态经过相当长的时间（理想为无穷时间）这种状态叫稳态。(2) 暂态。电路由一种稳态转换到另一种稳态的中间过程叫暂态过程（过渡过程）。暂态过程引起的原因： 电路中存在储能元件L、C是内因： 电路的结构、元件参数、电源强度、电路通断突然变化统
11、称换路，换路是外因。说明：换路瞬间记为t=0，换路前瞬间记为t=(0-)，换路后瞬间记为t=(0+)。2.初始值、稳态值（终了值）(1) 初始值：换路后瞬间（t=(0+)）各元件上的电压、电流值。(2) 稳态值：换路后，经t=时间各元件上的电压、电流值。3. 一阶电路仅含一个储能元件和若干电阻组成的电路，其数学模型是一阶线性微分方程。.2换路定律在换路瞬间（t=0），电感器中的电流和电容器上的电压均不能突变，其数学表达式为：UC(0+)= UC(0-) ; iL(0+)= iL(0-) 注：（1）UC(0+)，iL(0+)是换路后瞬间电容器上的电压、电感器中的电流之值。UC(0-)，iL(0-
12、)是换路前瞬间电容器上的电压、电感器中的电流之值。（2）换路前若L、C上无储能，则UC(0-)=0，iL(0-)=0称为零状态。零状态下，电源作用所产生的结果，从零值开始，按指数规律变化，最后到达稳态值。 UC(0-)=0，视电容为短路：iL(0-)=0，视电感为开路。（3）换路前若L、C上已储能，则UC(0-)0，iL(0-)0，称为非零状态。非零状态下，电源作用所产生的结果，依然按指数规律变化，然而，不是从零开始，而是从换路前UC(0-)；iL(0-)开始，按指数规律变化，最后到达稳态。.3电路分析基本方法1.经典法分析暂态过程的步骤(1) 按换路后的电路列出微分方程式：(2) 求微分方程
13、的特性，即稳态分量：(3) 求微分方程的补函数，即暂态分量：(4) 按照换路定律确定暂态过程的初始值，从而定出积分常数。2. 三要素法分析暂态过程的步骤三要素法公式：。注：(1) 求初始值f（0+）： f（0+）是换路后瞬间t =（0+）时的电路电压、电流值。由换路定律知uc（0+）= uc（0-），iL（0+）= iL（0-），利用换路前的电路求出uc（0-）、iL（0-），便知uc（0+）、iL（0+）。(2)求稳态值：是换路后电路到达新的稳定状态时的电压、电流值。在稳态为直流的电路中，处理的方法是：将电容开路，电感短路；用求稳态电路的方法求出电容的开路电压即为，求出电感的短路电流即为。（
14、3）求时间常数 是用来表征暂态过程进行快慢的参数愈小，暂态过程进行得愈快。当t=(35)时，即认为暂态过程结束。电容电阻电路：=RC=欧姆法拉=秒。电感电阻电路：。重点与难点.1重点(1) 理解掌握电路暂态分析的基本概念。(2) 理解掌握换路定律的内容及用途。(3) 理解掌握三要素法分析求解RC、RL一阶电路的电压、电流变化规律。如何确定不同电路、不同状态下的、f（0+）及是关键问题。(4) 理解掌握时间常数的物理意义及求解。(5) 能够用前面讲过的定律、准则、方法处理暂态过程分析、计算中遇到的问题。.2难点(1) 非标准电路的时间常数中的R是从电容C（电感L）两端看进去的除源后的电阻(2) R不是储能元件，但求暂态电路中的时，依然要从求、出发，借助KVL定律，便可求之。(3) 双电源电路的分析计算(4) 双开关电路的分析计算(5) 电感中电流不突变，有时可用电流源模型代之，电容电压不突变，有时可用电压源模型代之，便于分析求解。例题与习题解答.1例题：例1-10：在图1-18（a)中，已知电路及参数，并已处稳态，t=0时开关S闭合，求t0的uC(t)、i2(t)、i3(t)，并绘出相应的曲线。图1-18（a）图1-18（b）t=（0+）的等效电路解：因为f(t)=f()+f(0+)f()et中，只要分别求出f()、f(0+)、三个要素，代入公式
