《简明电路分析》——第2章习题2

目 录 前 言教学建议第一部分 电阻电路分析第1章 电路基本约束关系 1.1 电路与电路模型 1.2 电学主要参数 1.3 电源 1.4 电阻与电阻器 1.5 电路网络的约束关系 1.6 简单电路分析实例 1.7 本章小结 习题1第2章 单口网络 2.1 单口网络与单口网络等效 2.2 纯电阻单口网络 2.3 含源单口网络 2.4 单口网络简化分析实例 2.5 本章小结 习题第3章 含受控源电路分析 3.1 受控源 3.2 运算放大器模型 3.3 含受控源电路分析 3.4 开关模式电路 3.5

第1章电路基本约束关系本章的主要内容包括:电路分析的基本对象--电路与电路模型,电路分析的基本变量--电学的主要参数,电阻电路的基本构成单元--电源与电阻,以及组成电阻电路网络需满足的基本约束关系--两类约束,最后给出简单电路的分析实例.

1.7 本章小结1电路分析的对象是电路模型,电路模型是从实际电路抽象出来的数学模型,近似描述实际电路电气特性之间的关系,根据分析问题的不同,实际电路可以用不同的电路模型来描述.2.本书仅分析电路满足集总假设的情况,即电路的几何尺寸远小于工作波长.此时电荷的运动可以用电流.电压来描述,并且受VCR和KCL.KVL方程的约束.3.VCR用于约束元件电压.电流之间的关系,又称元件约束,本书着重讨论线性时不变的元件及模型,其特性曲线是不随时间变化的直线.4.独立电压源用数学表达式u=uS(t)来描述,其

第2章单 口 网 络 电路分析的一种基本方法是将结构复杂的电路分解成若干单口网络,使复杂电路的求解变成简单电路的求解.本章将介绍单口网络的特性与等效简化方法,并给出利用单口网络简化电路分析的实例. 2.1 单口网络与单口网络等效 由单个或多个元件构成的电路又称为网络(network),前面介绍了含有两个端点的元件为二端元件,而含有两个端点的网络则称为二端网络,其中,只有一对端电压和端电流与之对应的两个端点构成一个端口.根据电荷守恒定律,对于二端网络而言,从一个端点流入的电流必从另一个端点流出,二

1.5 电路网络的约束关系 电路中除了元件还包括元件之间的连接关系.一旦元件确定以后,元件上的电压.电流将满足元件的伏安特性,称为元件约束.根据不同的元件连接关系,形成不同的电路网络,这些电路网络中的电压.电流根据连接关系的不同,需遵循一定的关系,称为拓扑约束.电路中的拓扑约束包含电流的约束和电压的约束,即著名的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律.1.5.1 电路网络基本术语 在介绍电路中的拓扑约束与基尔霍夫定律之前,先介绍电路中常用的名词和术语. 1) 端点(terminal):元件的边界点,

1.3 电源 电路分析中的电路特指满足集总假设的电路模型,该电路模型中的元件是理想元件,即仅考虑元件主要电特性,并用唯一的数学表达式进行描述的元件模型.电路分析中的理想元件按照其与能量的关系分为四种:提供电能.消耗电能.储存电能.储存磁能,本节首先介绍第一种提供电能的元件--电源. 1.3.1 电源简介电源(electronic source)是为电路提供电能的装置,如手电筒中的干电池或者为家用电器提供能源的交流电等.电能的来源有很多种,比如干电池把化学能转换成电能,或者是来自水力.风力.太阳能

1.1 电路与电路模型 电路(electronic circuit)是将元件按一定方式连接起来,为电荷的有序运动提供路径的一个总体,也称电子回路.电子线路.电气回路等.电路可以完成很多功能,如传递信息.传输能量.供电等.实际电路可以是具有某一特定功能的单元,如图1-1所示的放大电路,该类电路的组成相对简单:也可以是由多种不同功能的单元所组成的更大的电路,如图1-2所示的电力系统和图1-3所示的卫星导航系统,这类电路较为复杂,通常也称为系统(system)或网络(network). 最简单的实际电

1.6 简单电路分析实例 电路模型图由不同的电路元件以一定方式连接而成.元件一旦确定,元件上的电压.电流将受元件约束.而元件连接一旦确定,电路网络中的电压.电流就将受拓扑约束.这两类约束是分析电路的基础,根据这两类约束能够计算出需要的电压.电流或电功率等.例1-15 电路如图1-66a所示,1)若已知I1=-1A,求U2:2)若已知U2=8V,求I1. 解:1) 假设流经4Ω电阻的电流为I2,与U2成关联参考方向,如图1-66b所示.对于节点A,根据KCL有-I1+I2-3=0得到关于I2的方程

2.2 纯电阻单口网络根据是否含有独立源,可将单口网络分为含源单口网络和无源单口网络.纯电阻单口网络是无源单口网络图2-9 纯电阻单口网络的特殊情况,其内部只由电阻构成,如图2-9所示.因为本书只讨论线性电阻,所以纯电阻单口网络是无源的线性单口网络. 2.2.1 纯电阻单口网络特性电阻的特点是端电压u和端电流i必须成对出现,或同时为0,即电阻的特性曲线必是u-i平面上过原点的一条直线.所以,由纯电阻构成的单口网络,无论电阻之间怎么连接,其端口特性曲线必是u-i平面上过原点的一条直线,这和电阻的特