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电路理论邱关源第五版第八章课后答案

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邱关源《电路理论(第五版)》第八章 “相量法” 课后习题并未在书中提供完整标准答案。不过,我整理了典型习题的核心解题思路、公式应用及关键步骤,帮助你掌握方法并验证结果。以下是精选题型解析:


? 关键知识点回顾(解题必备)

  1. 相量表示:正弦量 ( i = I_m \cos(\omega t + \psi) ) → 相量 ( \dot{I} = I_m \angle \psi )
  2. 元件约束
    • 电阻 ( R ):( \dot{U}_R = R \dot{I} )
    • 电感 ( L ):( \dot{U}_L = j\omega L \dot{I} )
    • 电容 ( C ):( \dot{U}_C = \frac{1}{j\omega C} \dot{I} )
  3. 阻抗与导纳
    ( Z = R + jX )(阻抗),( Y = G + jB )(导纳)
  4. 相量图:通过几何关系简化计算(特别注意三角形/直角关系)。

? 典型习题详解(部分题号参考教材)

题目1(类似教材P218例8-2)

已知:( u_s = 100\sqrt{2} \cos 1000t \, V ),( R=10\Omega ),( L=10 \, \text{mH} ),( C=100 \, \mu\text{F} )。求各元件电流及总电流相量。
解题步骤

  1. 相量转换:( \dot{U_s} = 100 \angle 0^\circ \, \text{V} )
  2. 计算阻抗:
    • ( Z_R = 10 \, \Omega )
    • ( Z_L = j\omega L = j10 \, \Omega )
    • ( Z_C = -j \frac{1}{\omega C} = -j10 \, \Omega )
  3. 并联支路导纳:
    [ Y_{\text{总}} = \frac{1}{Z_R} + \frac{1}{Z_L} + \frac{1}{Z_C} = 0.1 + j0.1 - j0.1 = 0.1 \, \text{S}
    ]
  4. 总电流:
    [ \dot{I}_{\text{总}} = \dot{Us} \cdot Y{\text{总}} = 100 \angle 0^\circ \times 0.1 = 10 \angle 0^\circ \, \text{A} ]

    技巧:当阻抗虚部抵消时(( jX_L - jX_C = 0 )),电路发生并联谐振,总导纳为纯电导。


题目2(类似教材P226习题8-9)

已知:( \dot{I}_s = 5 \angle 0^\circ \, \text{A} ),( R=3\Omega ),( X_L=4\Omega ),( XC=2\Omega )。求电压 ( \dot{U}{ab} )。
解析

  1. 阻抗串联:
    [ Z_{\text{总}} = R + jX_L - jX_C = 3 + j4 - j2 = 3 + j2 \, \Omega
    ]
  2. 电压计算:
    [ \dot{U}_{ab} = \dot{I}s \times Z{\text{总}} = 5 \angle 0^\circ \times (3 + j2) = 5 \times \sqrt{13} \angle \tan^{-1}(2/3) \approx 18.03 \angle 33.69^\circ \, \text{V} ]

    ✅ 重点:计算复阻抗模值 ( |Z| = \sqrt{R^2 + X^2} ) 和相位角 ( \theta = \tan^{-1}(X/R) ).


⚠️ 易错点警示

  1. 相位角单位:题目若用弧度制(rad),答案需统一(如 ( \pi/6 ));若用角度(°),结果写 ( 30^\circ )。
  2. 复运算错误
    • 乘法:( (a+jb)(c+jd) = (ac-bd) + j(ad+bc) )
    • 除法:( \frac{a+jb}{c+jd} = \frac{(a+jb)(c-jd)}{c^2+d^2} )
  3. 相量图辅助分析:如遇复杂网络,画相量图确定各量几何关系(如直角三角形勾股定理)。

? 附加资料推荐

若需详细步骤或完整习题答案,可参考:

  1. 《电路学习指导与习题分析》(配邱关源第五版)
    → 含全章节习题逐步推演。
  2. 高校资源平台:如“中国大学MOOC”搜索“电路分析”,观看相量法专题讲解视频。

学习相量法重在理解复数运算的物理意义,并通过练习熟练掌握阻抗计算和相量图分析。如有具体题号需要详解,请告知题目标号,我会进一步给出定制解答!

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