范世贵电路基础答案5-9章.doc

第五章5-1 已知、。试写出相量、，写出相量图，求相位差。 答案 解： 图 题5-1 相量图如图5-1所示。5-2 已知、。试写出他们所代表正弦电流的时域表达式，画出相量图，并求相位差。 答案 解： 图 题5-2 相量图如图5-2所示。5-3 已知，。求的时域表达式。 答案 解： 。5-4 图题5-4所示电路，已知电压表、的读数分别为3V,4V。求电 压表V的读数。 图 题5-4 答案 解：(a) 5-5 图题5-5所示电路，已知电流表、的读数均为10A。求电流表A的读数。 图 题5-5 答案 解：设，则 (a)。 A的读数为 A的读数为0。5-6 图题5-6所示正弦稳态电路，已知电压表、的读数分别为V、60V、100V。求电压表V 的读数。 图 题5-6 答案 解：设 ，则 电压表的读数为50V5-7图题5-7所示正弦稳态电路，已知电流表、的读数分别为5A 、3A 、4A求的读数。 图 题5-7 答案 解： 设 ，则： 即：的读数为8A或0。5-8 求图题5-8所示电路中电压表V的读数。 图 题5-8 答案 解：设 ，则 即V的读数为30V。 即V的读数为70V。 即V的读数为50V。 5-9 求图题5-9所示电路中电流表A的读数.。 图 题5-9 答案 解: 则 即:电流表的读数为5A或1A。 5-10 图题5-10所示电路,求。 图 题5-10 答案 解: 电路频域模型如图5-10所示。 5-11 求图题5-11所示电路的输入阻抗Z。 图 题5-11 答案 解: 外加电流,则 5-12 图题5-12所示为测定电感线圈参数R、L的电路,电源频率。求R.,L。 图 题5-12 答案 解: 设 则 5-13 图题5-13所示电路,已知、。求方框内最简单的 串联组合元件。 图 题5-13 答案 解: 。5-14 图题5-14所示电路,已知电流表的读数为10A,电 压表的读数为100V。求A和V的读数。 图 题5-14 答案 解: 设 , 则 。 即: A的读数为10A,V的读数为。5-15 图题5-15所示电路,已知、。求电路的等效阻抗和各元件的电压、电流,画出相量图。 图 题5-15 答案 解: 原电路的频域模型如图5-15(a)所示. 等效复阻抗 相量图如图5-15(b)所示。 图 题5-155-16 为了使电感线圈中的电流落后于,常用 图题5-16所示电路。已知,求R.。 图 题5-16 答案 解: 即 若使 落后于 ，则应有： 此时 。5-17 图题5-17所示，已知，。调 节电位器R使伏特计指针为最小值，此时，。求伏特计指 示的数值和电容C。 图 题5-17 答案 解：, , 当改变使最小时，必有 即： .5-18 图题5-18所示电路，欲使R改变时I值不 变，求L 、C 、之间应满足何关系？ 图 题5-18 答案 解： 5-19 图题5-19所示电路，已知,。求。 图 题5-19 答案 解： 网孔电流方程为： 解得： 5-20 图题5-20所示电路，可调电阻r的中点接地，。试证明电位、大小相等、相位依次相差。 图 题5-20 答案 证： 。 可见、大小相等、相位依次相差。 5-21 图题5-21所示电路，求。 图 题5-21 答案 解：移去待求支路a-b,如图5-21（a）所示。 作戴维南等效电路，并接入移去支路，如图5-21(b)所示。 图 题5-215-22 图题5-22所示电路，。求各支路电流，并作出相量图。 图 题5-22 答案 解： 相量图如图5-22(b)所示。 图 题5-22(b)5-23 图题5-23所示电路，已知，落后于，电路的消耗功率。求U、I及动态元件的参数值。 图 题5-23 答案 解： 5-24 图题5-24所示电路，Z可变，求Z为何值时可获得最大功率，为多大,此时为多大? 图 题5-24 答案 解: 移去Z: 作戴维南等效效电路,并接入移去的支路,如图5-24(b) 所示.。 根据最大功率传输电路。时,Z可获得最大功率,且。 图 题5-245-25 图题5-25所示电路，,Z可变,求Z为何值 时可获得最大功率，为多大？ 图 题5-25 答案 解:移去Z: 图 题5-25 作等效戴维南电路,并接入Z,如图5-25(c)所示。 5-26 图题5-26所示电路，已知，。今手头只有电容器,试求在与R为定值时,在R与电 源之间连接一个什么样的电路,才能使R获得最大功率,算出元件值,画出电路图。 图 题5-26 答案 解: 为使R获最大功率,首先给R并联电容,则 其中: 使 ,可求得 其次为使,给并联组合与之间串联一个电容,并使 电路结构如图5-26（b）所示。 图 题 5-26(b)窗体顶端 第六章 三相电路窗体底端6-1 已知对称三相电源线,平衡三项负载每相的阻抗。求负载为星形连接和三角形连接时的相电流，线电流和三相总功率，并画出相量图。 答案 解： 设则： 相量图如图6-27（a）所示。 （2）当负载为三角形联接时： 设，则： 相量如图6-27（b）所示。 6-2 两组平衡负载并联如图题6-2所示。三角形联接的负载功率为10千瓦，功率因数为0.8（电感性）;星形联接的负载功率为10千瓦，功率因数为0.855；端线阻抗。 欲使负载端的线电压有效值保持为380V，求电源线电压应为多少？ 图题6-2 答案 解： 三角形负载 星形负载 电路为对称三相电路，将形联接负载变换为星形联接负载。并可取出一相计算，现取A相，设A相负载相电压则 电源相电压 电源线电压 窗体顶端 第七章 耦合电感与理想变压器窗体底端7-1 图题7-1所示电路，求和。 答案 解：7-2 图题7-2所示电路，。 求和耦合系数K。 答案 解：因，故得 7-3 耦合电感，。求它们作串联、并联时的各等效电感。答案 解：两电感串联时： a)顺接： b)反接： 窗体顶端两电感并联时：窗体底端 a)同名端同侧： b)同名端异侧： 7-4 图题7-4所示为变压器电路，已知V。今测得。求两种不同连接法时伏特计的读数。 图 题 7-4答案 解： 得 所以电压表的读数为0V。 ,，由图（b）所示 所以电压表的读数为。7-5 图题7-5所示示电路，。（1），求、；（2），再求、； 答案 解：(1) 解得 （2） 列方程组: 解得 7-6 图示电路,。求。 答案 解： 由图7-6(b),得 7-7 图题7-7所示电路,，求 i1(t)。 答案 解: 7-8 图题7-8所示电路,求a、b端的等效电感。 答案 解: 图7-8(a)等效为图7-8(b) 7-9 图题7-9所示电路,。求两个电源发出的功率。 答案 解: 设变压器两边的电压相量分别是、,电流相量分别为、。则有 7-10 图题7-10所示电路,为使R获得最大功率,求n及此最大功率。 答案 解：设理想变压器两端电压分别为、，电 流为、，方向如图所示： 列方程组得： 7-11 图题7-11所示电路,欲使电阻获得最大功率，n应为何值？最大功率多大？ 答案 解：根据图（b）求开路电压 因为, 根据图（c）求，得 根据最大功率传输定理要使电阻获得最大功率 7-12 图题7-12所示电路，求电阻的功率。 答案 解： 电阻在图（b）中等效为： 电阻在图（b）中等效为： 7-13 图题7-13所示电路，非线性电路的伏安特性为。求电压表的读数（电压表的内阻抗认为无穷大）。 答案 解：因为电压表内阻为无穷大，所以理想变压器开路。 因为 故7-14 图题7-14所示电路,Z可变，求Z为何值能获得最大功率,=？ 答案 解：a、b 两端的开路电压 由a、b 两端的左端看的等效阻抗 当时，有且7-15 图7-15（a）示电路，今欲使R获得的功率最大，则次级匝数应如何改变？若将图（a）电路中的电流源改为电压源，如图（b），则有如何改变？ 答案 解： 窗体顶端 第八章 网络图论与网络方程窗体底端8-1 画出下列图 题8-1所示各网络的拓扑图。 解：（略） 图题8-1 8-2 求图题8-2所示拓扑图的关联矩阵。 图题8-2 答案 解： 8-3 以节点为参考节点，写出图题8-2所示拓扑图的关联矩阵。 答案 解：(a)(b) 8-4 由下列给定的作出有向图。 (a) (b) 答案 解：对应的有向连通图如图题8-4所示。 8-5 图题8-5所示拓扑图，各选出四个不同的树，并验证树枝数=n-1。 答案 （a） (b) (c)8-6 图题8-6所示拓扑图，试画出三种可能的树及其基本回路。 答案 解：三种不同的树如右上图所示，对应的三种基本回路： （1）； （2）； （3）。8-7 图题8-7所示拓扑图，若选树为：（1）支路1、2、3、5、9；（2）支路5、6、7、8、10。试写出基本回路矩阵与基本割集矩阵。 答案 解：（1）由图8-7（b）所示一个树，得 (2) 由图8-7（c）得： 。8-8 图题8-8所示拓扑图，若选树为：（1）支路1、2、3、5、8； （2）支路4、5、6、9、10。试写 出基本回路矩阵与基本割集矩阵 答案 解：（1）由图8-8（1）写出基本回路矩阵： 基本割集矩阵： (2) 由图8-8（2）写出基本回路矩阵及割集矩阵： 8-9图 题8-9所示拓扑图，选出两种树，并画出其对应的基本割集。 答案 解： 图8-9(a)为图示(a)的 一棵树(取2、4、6支路) 图8-9(b)为图示(b)的一棵树,(取1、2、4、7支路) 8-10 图题8-10所示拓扑图，以支路1、3、4、6、9为树支构成一个树。（1）写出、矩阵；（2）说明与的关系。 答案 解：图8-10（b）所示为拓扑图的一个树。 （1） （2） 8-11 已知网络的节点支路关联矩阵 （1）画出此网络的有向图；（2）选择一个树，使与此树对应的基本割集矩阵与矩阵相同,(3)求于此树对应的基本回路矩阵 答案 解：(1) 图8-11为题示网络的有向图. (2) 选择4,5,8支路为树枝构成一个树,则此树相对应的基本割集矩阵与相同。 (3) 对应此树的基本回路矩阵 8-12 图题8-10所示电路,(1)求独立节点、的电位;(2)求节点导纳矩阵；（3）求各支路电压和各支路电流 答案 解: (1)画出网络的拓扑图: (2) 8-13 用节点法求图题8-13所示电路的独立节点电位，各支路电压和各支路电流；已知,。 答案 解： 图8-13（b）是该网络的拓扑图 8-14 写出图题8-14所示网络的矩阵形式的网孔回路电流方程。 答案 解： 画出网络的拓扑图：选一个树, 取3、4、5支路为树支，则 因为 且 所以 8-15 图题8-15所示网络，选支路5，6，7，8为树枝，试写出基本回路方程与基本割集方程。 答案 解：图8-15（b）是该网络的拓扑图 ,选支路5，6，7，8为树,有 （1） 。 （2） 其中 8-16 图题8-16所示无源网络P由线性电阻组成，两次测量的数据为：时， 时，。求的值。 答案 解： 由特勒根定理，可列 解得： 窗体顶端 第九章 谐振电路窗体底端9-1 收音机磁性天线中，的电感与一可变电容组成串联电路。我们在中波段需要从550千赫调到1.6兆赫。求可变电容C的数值范围。 答案 解： 因有， 故得 代入数据得。故C在279pF到33pF之间9-2 R、L、C串联电路，电源电压，当时，电路中吸收功率为最大，。求 L、Q， 作相量图。 答案 解： 因有， 故得 。 ， 。9-3 R、L、C串联电路，。电源电压。求、 答案 解：， 9-4 的电阻与的电感和C串联，接到电压的正弦电压源上，电路谐振，此时电流。今把R、L、 C并联，接到同一电压源上。求R、L、C中各电流。已知电源频率f=50赫。 答案 解：， ， ， 。9-5 R、L、C串联电路中，正弦电源电压，频率f=1兆赫，谐振电流，此时电容电压。 求R、L、C、Q值。 答案 解： ， ， 因有， 故得， 。9-6 图题9-6所示电路已谐振，,。求U。 答案 解：因 故 故 9-7 图题9-7所示电路， 已知，。求R和Q值。 答案 解：因有， 故； 又因有， 故 。9-8 图题9-8所示电路，已知，。求、。 答案 解 ， 。9-9 图题9-9所示电路，。求（1）整个电路的Q值和通频带；（2）若增大，通频带将如何 变化？ 答案 解： 9-10 仍用图（）电路，。求I、。 答案 解： ， 或 9-11 图题9-11所示四个电路，L及C已知。求它们每一个的串联谐振频率与并联谐振频率。 答案 解：； ； 。 从计算结果可以看出;(1) 谐振频率的总个数比独立储能源件的总数少一；(2)串联谐振频率与并联谐振频率是交 替出现的；（3）求 电路总的串联谐振频率时，可通过将两个输入端 短路后的电路而求得；求电路的并联谐振频率时，可通过将量输入端开路后的电路求得。窗体顶端9-12 图题9-12所示电路能否发生谐振？若能，其