1、电路与信号分析电路与信号分析习题课一习题课一简单电路分析简单电路分析一一.计算图示电路中的瞬时输入功率计算图示电路中的瞬时输入功率(a )ABCDEFWIUIUIUPPPPEFEFCDCDABABEFCDAB7112312）（输1A 2V+-+-3V-2A1A+-1VN(b)3V1AN2A2V+-+-BACWIUIUPPPBCBCACACBCAC11231)32(输二二.计算图示电路中各元件的功率计算图示电路中各元件的功率,并说明是吸收并说明是吸收功率还是产生功率功率还是产生功率(a)解解：选顺时针方向为回路的绕：选顺时针方向为回路的绕行方向。电流参考方向如图行方向。电流参考方向如图10+-1
2、0V+20V-电路功率平衡可知由（产生功率）（吸收功率）（吸收功率）得方程：02012010101020101020202VURVSURPPPWUIPWIUPWRIPAIIKVLSSI(b)10+-20V+10V解解：选逆时针方向为回路绕行：选逆时针方向为回路绕行方向，电流方向如图所示方向，电流方向如图所示可知电路功率平衡由（产生功率）（产生功率）（吸收功率）得方程：06032030310901030201010202022VURVSURPPPWUIPWIUPWRIPIIKVLSSI(c )解解：选顺时针方向为回路的绕行方：选顺时针方向为回路的绕行方向。电流源上电压的参考方向如图向。电流源上电
3、压的参考方向如图所示所示可知电路功率平衡由（产生功率）（吸收功率）（吸收功率）（产生功率）解得方程：吸收产生PPWUIPWIUPWRIPWIUPVUUKVLVSURIIIISSSSS300560150530250105100520200603010560225A+-1030V+60V-+-(d )解解：选逆时针方向为回路的饶行：选逆时针方向为回路的饶行方向，电流源上电压的参考方向方向，电流源上电压的参考方向如图所示如图所示可知电路的功率平衡由（吸收功率）（产生功率）（吸收功率）（产生功率）解得方程：吸收产生 PPWUIPWIUPWRIPWIUPVUUVKVLVSURIIIISSSSS30056
4、01505302501054005808006010530602210+-5A30V+60V-+三三.求各电路中的电压求各电路中的电压Uab及各元件的功率，并说明及各元件的功率，并说明是吸收功率还是产生功率？是吸收功率还是产生功率？解解：设孔：设孔I，II的绕行方向为逆的绕行方向为逆时针方向，各支路电路的参考时针方向，各支路电路的参考方向如图所示，且方向如图所示，且i1=i3=5AIII由回路由回路I的的KVL方程方程：0020251isU则回路则回路I中中：吸收功率）吸收功率）左(5025(505102212111WRiPWiUPISIS25A+-20V25A4abi3i2i1由节点由节点a
5、的的KCL方程：方程：i1+i2-i3=0得得 i2=0，因此因此 Uab=20V则则 P4=i22R=0，PUS=USi2=0（方向上正下负）可得：VUIS101III由回路由回路II的的KVL方程方程：则回路则回路 II中中：25A+-20V25A4abi3i2i1（方向下正上负）可得VUIS3020200252ISU吸收功率）产生功率）右(5025(1505302232322WRiPWiUPISIS，可知电路功率平衡由整个电路中产生吸收PP(b )+-1+-+-4A2V1AUIS1UIS2abci1i3i2解解：设网孔：设网孔I，II绕行方向为顺时针绕行方向为顺时针方向，各支路电流及其参
6、考方向如方向，各支路电流及其参考方向如图所示，且已知图所示，且已知 i1=1A,i2=4A,回路回路I的的KVL方程：方程：，可知电路功率平衡由整个电路中产生）产生）则可得产生吸收PPWiUPWiUPVUUUSUSISISISISIS(212(3133021111112由节点由节点 c 的的KCL方程方程 i1+i2-i3=0 得得 i3=5A,则则 Ucb=i3R=51=5V,P1=i32R=521=25W(吸收）吸收）III又又 UIS2=Ucb=5V,则则 PUIS2=-UIS2I2=-5*4=-20W（产生）产生）四、下图所示两个二端电路四、下图所示两个二端电路N1和和N2，已知当已知
7、当u1=u2=5V时，时，i1=i2=1A,问这两个电路是否等效？反之问这两个电路是否等效？反之若两者等效，则当若两者等效，则当 u1=u2=5V时，问电流时，问电流i1和和i2是是否相等？否相等？N1i1+u1-N2i2+u2-解解:两个二端电路等效两个二端电路等效 具有相同的具有相同的VCR特性特性因此若两者等效因此若两者等效,则当则当u相等时相等时,i 也相等也相等反之反之,若若u1=u2,i1=i2,而两者的而两者的VCR曲线不一曲线不一定重合定重合,因而这两个电路也不一定相等因而这两个电路也不一定相等i1 isc1 uoc1u1ui0i1 isc1 uocu1ui0i2 isc2 u
8、oc2u2ui0i2 isc2 uocu2ui0五五.图图(a)所示电路中若将所示电路中若将 R 支路断开支路断开,电路中那些电路中那些变量不改变变量不改变?若将若将 is 移去那些变量不改变？移去那些变量不改变？+u2-is(a)i3i1 i2R+-us解解:1、R 支路断开支路断开:us、is 不变；不变；u2=us，因而因而u2也也不变；不变；i2 =-is 因此因此 i2 也不变；也不变；i1=i2+i3,而而i3=0,则则 i1 变小变小2、将、将 is 移去移去us=u2 二者均不变；二者均不变；i3=us/R，所以所以 i3 也不变；也不变；i1=i2+i3，而而 i2=0，则则
9、 i1 减少，减少，is 始终不变始终不变is(b)+u1-u3Ru2+-+-+-usis图图(b)所示电路中若将所示电路中若将R短路，电路中哪些变量不改变？短路，电路中哪些变量不改变？若将若将 us 短路，哪些变量不改变？短路，哪些变量不改变？解解：选顺时针方向为回路的绕行方向：选顺时针方向为回路的绕行方向1.将将 R 短路短路:is,us 不改变不改变,u1=us 因而因而u1也不改也不改变。变。2.将将 us 短路短路:is 不变不变,则则 u3=-Ris 也不变。而也不变。而 u1 变为变为0，由回路的，由回路的KVL 方方程，即程，即 u1+u2=u3，由于由于 u1 变为变为0，u
10、3不变，所以不变，所以 u2 变大变大回路的回路的KVL方程为方程为 u2+u1-u3=0,即即 u1+u2=u3，而而u3 变为变为 0，u1不变，不变，所以所以 u2 变化变化六六.求图示电路中求图示电路中:(1)K未合上时未合上时,Uab=?Ubc=?I=?(2)K合上时合上时,Uab=?Ubc=?I=?解解：（：（1）K未合上时，未合上时，Uab=22V,Ubc=4V,I=0（2）K合上时，合上时，Uab=22V不变不变选顺时针方向为回路绕行方向，求回路电流选顺时针方向为回路绕行方向，求回路电流 I由由KVL方程：方程：6+4I+I 4 22=0 4V+-+-3A22V+-6V41Ia
11、bKc4V+-+-22V+-6V41Iabc解得解得 I=4A则则 Ubc=4-4*1=0V 七、化简下列电路七、化简下列电路(a)+-2A53Vab6A6Aab(b)212+-1Vab2A22A1A1ab3A2/3ab(c)1V+-2A+-3V+-3V2A1Aab+-4Vab(d)+-4V+-+-3V6236V+-32A624V0.5Aab22.5A+-4V2+-41V八、化简下列含受控源电源八、化简下列含受控源电源解解：上图经过初步化简得到下图：上图经过初步化简得到下图:+-5u812244-+10Vuab-+10V445uab+u-+10V4420uab+u-+-采用加压求流法采用加压求
12、流法设在电路输入端设在电路输入端a,b上加电压上加电压 u1后有电流后有电流 i1uiuuiu204410111由此画出最简图如右图：由此画出最简图如右图：-+10V4420uab+u-+-+u1-i111197210iu联立求解后得：联立求解后得：+-10Vab1972则有：则有：九九.求等效电阻求等效电阻317Iab+u-cII解解：左图经过初步化简得到右图。：左图经过初步化简得到右图。由节点由节点 c 的的KCL方程：方程：IIIII607可得因此因此 Rab=u/i=-3 73227Iab+u-I设输入端设输入端 a、b 上加电压上加电压 u 后有电流后有电流 I，各支路电流及各支路电流及其方向如图所示。其方向如图所示。IIIu33解解：在电路输入端：在电路输入端a、b上加电压上加电压u 后有电流后有电流 i解得解得 u=1.5 i ,也即也即 Rab=1.5-+112u1+-u1ab(b)-+0.52u1+-u1ab+u-iiuuuu5.02111则有：则有：
