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《電路_五版_丘關(guān)源_羅先覺答案》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第一章電路模型和電路定律電路理論主要研究電路中發(fā)生的電磁現(xiàn)象，用電流、電壓和功率等物理量來描述其中的過程。因為電路是由電路元件構(gòu)成的，因而整個電路的表現(xiàn)如何既要看元件的聯(lián)接方式，又要看每個元件的特性，這就決定了電路中各支路電流、電壓要受到兩種基本規(guī)律的約束，即：（1）電路元件性質(zhì)的約束。也稱電路元件的伏安關(guān)系（VCR），它僅與元件性質(zhì)有關(guān)，與元件在電路中的聯(lián)接方式無關(guān)。（2）電路聯(lián)接方式的約束（亦稱拓撲約束）。這種約束關(guān)系則與構(gòu)成電路的元件性質(zhì)無關(guān)。基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（K
2、VL）是概括這種約束關(guān)系的基本定律。掌握電路的基本規(guī)律是分析電路的基礎(chǔ)。1-1說明圖（a）,（b）中,（1）的參考方向是否關(guān)聯(lián)？（2）乘積表示什么功率？（3）如果在圖（a）中；圖（b）中，元件實際發(fā)出還是吸收功率？解：（1）當流過元件的電流的參考方向是從標示電壓正極性的一端指向負極性的一端，即電流的參考方向與元件兩端電壓降落的方向一致，稱電壓和電流的參考方向關(guān)聯(lián)。所以（a）圖中的參考方向是關(guān)聯(lián)的；（b）圖中的參考方向為非關(guān)聯(lián)。（2）當取元件的參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向時，定義為元件吸收的功率；當取元件
3、的參考方向為非關(guān)聯(lián)時，定義為元件發(fā)出的功率。所以（a）圖中的乘積表示元件吸收的功率；（b）圖中的乘積表示元件發(fā)出的功率。（3）在電壓、電流參考方向關(guān)聯(lián)的條件下，帶入數(shù)值，經(jīng)計算，若，表示元件確實吸收了功率；若，表示元件吸收負功率，實際是發(fā)出功率。（a）圖中，若，則，表示元件實際發(fā)出功率。正值，表示元件確實發(fā)出功率；若，為負值，表示元件發(fā)出負功率，實際是吸收功率。所以（b）圖中當，有，表示元件實際發(fā)出功率。1-2若某元件端子上的電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向，而，，求：（1）該元件吸收功率的最大值；（2）
4、該元件發(fā)出功率的最大值。解：（1）當時，，元件吸收功率；當時，元件吸收最大功率：（2）當時，，元件實際發(fā)出功率；當時，元件發(fā)出最大功率：1-3試校核圖中電路所得解答是否滿足功率平衡。（提示：求解電路以后，校核所得結(jié)果的方法之一是核對電路中所有元件的功率平衡，即元件發(fā)出的總功率應(yīng)等于其他元件吸收的總功率）。解：由題1-3圖可知，元件A的電壓、電流為非關(guān)聯(lián)參考方向，其余元件的電壓電流均為關(guān)聯(lián)參考方向。所以各元件的功率分別為：，為發(fā)出功率，為吸收功率，為吸收功率，為吸收功率，為吸收功率電路吸收的總功率即
5、，元件A發(fā)出的總功率等于其余元件吸收的總功率，滿足功率平衡。注：以上三題的解答說明，在電路中設(shè)電壓、電流參考方向是非常必要的。在計算一段電路或一個元件的功率時，如果不設(shè)電流、電壓的參考方向，就無法判斷該段電路或元件是發(fā)出還是吸收功率。此外還需指出：對一個完整的電路來說，它產(chǎn)生（或發(fā)出）的功率與吸收（或消耗）的功率總是相等的，這稱為功率平衡。功率平衡可以做為檢驗算得的電路中的電壓、電流值是否正確的一個判據(jù)。1-4在指定的電壓和電流參考方向下，寫出各元件和的約束方程（元件的組成關(guān)系）。解：（a）圖為線
6、性電阻，其電壓、電流關(guān)系滿足歐姆定律。需要明確的是：（1）歐姆定律只適用于線性電阻；（2）如果電阻上的電流、電壓參考方向非關(guān)聯(lián)，歐姆定律公式中應(yīng)冠以負號，即。由以上兩點得（a）圖電阻元件和的約束方程為歐姆定律表明，在參數(shù)值不等于零、不等于無限大的電阻上，電流與電壓是同時存在、同時消失的。即電阻是無記憶元件，也稱即時元件。（b）圖為線性電感元件，其電壓、電流關(guān)系的微分形式為：。如果電壓、電流參考方向為非關(guān)聯(lián)，上式中應(yīng)冠以負號，所以（b）圖電感元件和的約束方程為電感元件的電壓、電流微分關(guān)系表明：（1）
7、任何時刻，其電壓與該時刻的電流變化率成正比，顯然直流時，電感電壓為零，電感相當于短路。因此，電感是一個動態(tài)元件。（2）當電感上的電壓為有限值時，電感中的電流不能躍變，應(yīng)是時間的連續(xù)函數(shù)。（c）圖為線性電容元件，其電壓、電流關(guān)系的微分形式為：。如果電壓、電流的參考方向為非關(guān)聯(lián)，上式中應(yīng)冠以負號，即。所以（b）圖電容元件和的約束方程為電容元件的電壓。電流微分關(guān)系表明：（1）任何時刻，通過電容的電流與該時刻其上的電壓變化率成正比，即電容是一個動態(tài)元件。顯然直流時，電容電流為零，電容相當于開路。（2）當電
8、容上的電流為有限值時，電容上的電壓不能躍變，必須是時間的連續(xù)函數(shù)。（d）圖是理想電壓源。理想電壓源的特點為：（1）其端電壓與流經(jīng)它的電流方向、大小無關(guān)。（2）其電壓由它自身決定，與所接外電路無關(guān)，而流經(jīng)它的電流由它及外電路所共同決定。由以上特點得（d）圖的約束方程為（e）圖是理想電流源。理想電流源的特點為：（1）其發(fā)出的電流與其兩端電壓大小、方向無關(guān)。（2）其輸出電流由它自身決定，與所接外電路無關(guān)，而它兩端電壓由它輸出的電流和外部電路共同決定。由以上特點得（e）圖的約束方程為注：以
