【电路分析邱关源第五版第一章习题解答】在学习电路分析的过程中,第一章通常作为入门内容,涵盖了电路的基本概念、元件特性以及基本定律。对于许多学生来说,掌握第一章的内容是后续学习的基础。为了帮助大家更好地理解和巩固知识,本文将针对《电路分析》(邱关源第五版)第一章的典型习题进行详细解答,力求深入浅出,便于理解。
一、第一章主要内容概述
第一章主要介绍电路的基本概念,包括电压、电流、电功率、电阻、电感和电容等基本元件的定义与特性,以及基尔霍夫定律(KCL 和 KVL)的应用。同时,还涉及电路模型的建立与简化方法,为后续章节的学习打下坚实基础。
二、典型习题解析
习题1-1:已知某支路中电流i(t)=5cos(100t) A,求该支路的电荷量q(t)。
解题思路:
电流是电荷随时间的变化率,即:
$$
i(t) = \frac{dq(t)}{dt}
$$
因此,电荷量 $ q(t) $ 可以通过对电流进行积分得到:
$$
q(t) = \int i(t) dt + C
$$
代入已知条件:
$$
q(t) = \int 5\cos(100t) dt = \frac{5}{100} \sin(100t) + C = 0.05 \sin(100t) + C
$$
若初始时刻 $ t=0 $ 时电荷为零,则常数项 $ C=0 $,最终结果为:
$$
q(t) = 0.05 \sin(100t) \, \text{C}
$$
习题1-3:一个电阻R=2Ω的电路,两端电压为u=4V,求通过该电阻的电流i。
解题思路:
根据欧姆定律:
$$
i = \frac{u}{R}
$$
代入数值:
$$
i = \frac{4}{2} = 2 \, \text{A}
$$
习题1-7:图示电路中,已知各元件参数,求各支路的电流和电压。
由于题目未提供具体图示,以下为通用解法思路:
1. 识别节点和回路:确定电路中的独立节点和回路。
2. 应用基尔霍夫电流定律(KCL):在每个节点列出电流方程。
3. 应用基尔霍夫电压定律(KVL):沿每个回路列出电压方程。
4. 联立方程求解:使用代数方法或矩阵运算求解未知变量。
例如,若有两个节点和三个支路,可设两个未知电流,利用KCL和KVL列出方程组,进而求解。
习题1-12:计算图示电路中的等效电阻R_eq。
假设电路由多个电阻串联或并联组成,可通过以下步骤计算等效电阻:
- 串联电阻:$ R_{eq} = R_1 + R_2 + \cdots $
- 并联电阻:$ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots $
若电路结构复杂,可采用等效变换法(如Y-Δ变换)简化电路后再求解。
三、学习建议
1. 注重基础概念的理解:电路分析的核心在于对基本物理量(电压、电流、功率)和元件特性的理解。
2. 多做练习题:通过大量习题训练,提高对电路分析方法的熟练程度。
3. 善于总结归纳:每章结束后,尝试整理知识点和解题思路,形成自己的知识体系。
四、结语
第一章是电路分析课程的起点,虽然内容看似简单,但却是整个课程的重要基石。通过对本章习题的深入思考和练习,不仅能够巩固基础知识,还能为后续更复杂的电路分析问题打下坚实基础。希望本文能为同学们提供有益的参考,助你在电路分析的学习道路上稳步前行。


