【《电路》第五版-第4章答案解析1】在学习《电路》这门课程的过程中,第四章的内容通常涉及线性网络的基本分析方法,包括叠加定理、戴维南定理、诺顿定理以及最大功率传输等重要概念。这些内容不仅是理解复杂电路结构的基础,也是后续学习如交流电路、滤波器设计等内容的重要铺垫。
本章的习题练习是巩固知识、提升解题能力的关键环节。为了帮助同学们更好地掌握相关知识点,以下将对第四章的部分典型题目进行详细解析,力求通过通俗易懂的方式,帮助大家深入理解理论背后的物理意义与实际应用。
一、题目解析示例
题目1:
使用叠加定理求图中电流 $ i $ 的值。
解析:
叠加定理指出,在由多个独立源组成的线性电路中,任一支路的电流或电压等于各个独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。因此,我们需要分别考虑每个电源单独作用时的情况,再将结果相加。
1. 当电压源 $ V_s $ 作用时,电流源 $ I_s $ 短路。
此时,电路简化为一个仅由电压源和电阻组成的简单回路,根据欧姆定律可得此时的电流 $ i_1 = \frac{V_s}{R} $。
2. 当电流源 $ I_s $ 作用时,电压源 $ V_s $ 置零(即短路)。
此时,电流源直接提供电流,根据并联分流原理,可计算出此时的电流 $ i_2 = \frac{I_s R_2}{R_1 + R_2} $。
3. 最终电流 $ i = i_1 + i_2 $,注意方向是否一致,若方向相反则应取差值。
题目2:
用戴维南定理求图中电阻 $ R_L $ 上的电流。
解析:
戴维南定理的核心思想是将复杂网络等效为一个电压源和一个电阻的串联组合。具体步骤如下:
1. 断开负载 $ R_L $,求开路电压 $ V_{oc} $。
这一步需要利用节点电压法或支路电流法,计算无负载时的端口电压。
2. 将所有独立源置零(电压源短路,电流源开路),求等效电阻 $ R_{th} $。
注意,受控源不能置零,需保留。
3. 将等效电路还原为戴维南等效电路,再接入负载 $ R_L $,计算电流 $ i = \frac{V_{oc}}{R_{th} + R_L} $。
二、常见错误与注意事项
- 叠加定理只适用于线性电路,不适用于含有非线性元件(如二极管)的电路。
- 在使用戴维南定理时,必须确保所有独立源已置零,但受控源仍需保留。
- 在计算等效电阻时,若电路中含有受控源,可能需要用外加电源法或开路短路法来求解。
三、总结
第四章的内容虽然看似抽象,但只要掌握了基本定理的应用方法,并结合大量练习题加以巩固,就能逐步建立起对复杂电路的分析能力。建议在做题过程中注重理解每一步的物理意义,而不是单纯追求答案的正确性。
通过反复练习和思考,不仅能够提高解题速度,还能加深对电路理论的理解,为后续章节的学习打下坚实基础。
如需更多题目解析或进一步讲解,请继续关注本系列内容。希望每位同学都能在电路学习的道路上越走越远,越学越扎实!