《电路》作业答案.doc

1 电路模型和电路元件作业布置P26：1-4，1-8（1-4）在指定的电压u和电流i的参考方向下，写出题1-4图所示各元件的u和i的约束关系（VCR）。解： （a） （b） （c） （d） （e） （f）.（1-8）试求题1-8图中各电路的电压U，并分别讨论其功率平衡。解：2 电源和基尔霍夫定律作业布置P30：1-16，1-18（1-16）电路如题1-16图所示，试求每个元件发出或吸收的功率。解：（1-18）（1）己知题1-18图（a）中，求电流i；（2）己知题1-18图（b）中，求i2。解：(1)(2)3 电阻的等效变换作业布置P47：2-5，2-8（2-5）用等效变换求题2-5图中a、b端的等效电阻：（1）将结点1、2、3之间的三个9电阻构成的形变换成Y；（2）将结点1、3、4与作为内部公共结点2之间的三个9电阻构成的Y形变换成。 解：（1）如图2-5（a）所示：（2）如图2-5（b）所示：（2-8）求题2-8图所示电路中对角线电压U及总电压Uab。 解：4 电源等效变换和输入电阻作业布置P50：2-11，2-14（2-11）利用电源的等效变换，求题1-11图所示电路的电流i。 解：（2-14）试求题2-14图（a）和（b）的输入电阻Rab。解：（a）（b）5 支路电流法和回路电流法作业布置P76：3-7，3-8（3-7）题3-7图所示电路中用支路电流法求解电流。 解：对结点a、b、c列KCL方程对回路1、2、3列KVL方程联立方程求解，得 （3-8）用网孔法求题3-7图中电流i5。解：列网孔KVL方程联立方程求解，得6 结点电压法和弥尔曼定律作业布置P77：3-14，3-23（3-14）用回路电流法求解题3-14图电路中Ix以及CCVS的功率。解：联立方程求解，得（2-23）用节点电压法求解题3-14。解：联立方程求解，得7 叠加原理和替代定理作业布置P107：4-2，4-5（4-2）应用叠加定理求题4-2图所示电路中电压u。解：在图（a）中 在图（b）中 在图（c）中 根据叠加定理 （4-5）应用叠加定理，按下列步骤求解题4-5图中。（1）将受控源考与叠加，画出三个分电路，第三分电路中受控源电压为并非分响应，而为未知总响应。（2）求出三个分响应中包含未知量。（3）利用解出。 解：（1）三个分电路如图（a）、（b）、（c）所示。（2）（3）8 戴维宁定理和诺顿定理作业布置P110：4-13，4-16（4-13）求题4-13图所示两个一端口的戴维宁或诺顿等效电路，并解释所得结果。解：图（a）等效为理想电压源图（d），无诺顿等效电路：图（b）等效为理想电流源图（g），无戴维宁等效电路：（4-16）在题4-16图所示电路中，试问：（1）R为多大时，它吸收的功率最大？求此最大功率。（2）当RL取得最大功率时，两个50V电压源发出的功率共为多少？（3）若R=80，欲使R中电流为零，则a、b间应并联什么元件？其参数为多少？画出电路图。 解：（1）由图（a）求开路电压，得戴维宁等效电路为图（b）：（2）由图（b）求R两端电压、电流，由原电路求电源电流：（3）将图（b）等效变换为图（c），若在a、b间并联电流源，方向由a指向b，则R中的电流将为零。9 储能元件电容和电感作业布置P135：6-9，6-10（6-9）题6-9图中现已知求（1）等效由容C及uc的表达式；（2）分别求uc1与uc2并核对KVL。 解：（6-10）题6-10图中求（1）等效电感L及i的表达式；（2）分别求出i1与i2并核对KCL。解：10 一阶动态电路方程及其零输入响应作业布置P191：7-4，7-8（7-4）电路如题7-4图所示，开关S原在位置1己久，t=0时合向位置2，求uc(t)和i(t)。 解：t0后电路如图（b）所示，（7-8）题7-8所示电路开关原合在位置1，t=0时开关由位置1合向位置2，求时电感电压。 解：后，受控源的等效电阻为11 一阶电路的零状态响应和全响应作业布置P193：7-12，7-20（7-12）题7-12图所示电路中开关闭合前电容无初始储能，t=0时开关S闭合，求时的电容电压。 解： （7-20）题7-20图所示电路，开关合在位置1时已达到稳定状态，t=0时开关由位置1合向位置2，求时的。解： 12 二阶动态电路方程及其零输入响应作业布置P196：7-21，7-23（7-21）题7-21图所示电路中，电容原已充电，试求：（1）开关闭合后的uc(t)、i(t)；（2）使电路在临界阻尼下放电，当L和C不变时，电阻R应为何值？解：（1）（2） （7-23）题7-23图所示电路在开关S打开之前已达稳态，t0时，开关S打开，求t0时的uc。解：13 二阶电路的零状态响应和全响应作业布置P197：7-25，7-26（7-25）题7-25图所示电路中电路已处稳态，设开关S在t=0时打开，试求uL(t)。解：（7-26）题7-26图所示电路在开关S动作前已达稳态，t=0时S由1接至2，求t0时的iL。解：14 阶跃响应和冲激响应作业布置P198：7-29，7-37（7-29）RC电路中电容C原末充电，所加u(t)的波形如题7-29图所示，其中R=1000，X=10F，求电容电压uc。并把uc（1）用分段形式表示；（2）用一个表达式写出。 解：（1） （2）（7-37）当us(t)为下到情况时，求题7-37图所示电路的响应uc： 解：15 正弦交流电的相量表示法作业布置P218：8-15，8-16（8-15）已知题8-15图所示电路中求。解：设则（8-16）题8-16图所示电路中的，求电压。解：16 复阻抗和复导纳作业布置P245：9-5，9-8（9-5）题9-5图所示电路中，求电流和电压。解：设，则 （9-8）己知题9-8图所示电路中，求各支路电流和电路输入导纳，画出电路的相量图。解：设，则17 正弦稳态电路分析作业布置P248：9-17（9-17）列出题9-17图所示电路的回路电流方程和结点电压方程，己知。解：如图（a） 如图（b） 如图（c） 如图（d） 18 正弦稳态电路的功率作业布置P248：9-18，9-25（9-18）已知题9-18图所示电路中，求电源发出的复功率。 解：设（9-25）把三个负载并联接到220V正弦电源上，各负载取用的功率和电流分别为：（感性）；（感性）；（容性）。求题9-25图中表A、W的读数和电路的功率因数。 解：设则19 含耦合电感电路作业布置P272：10-5，10-14（10-5）求题10-5所示电路的输入阻抗Z（=1RAD/s）。 解： （10-14）题10-14图所示电路中，求各支路电流。 解：20 变压器电路作业布置P277：10-20，10-21（10-20）题10-20图所示电路中开关S闭合时，求i1和i2，并根据结果给出含理想变压器的等效电路。 解： （10-21）已知题10-21图所出电路中求R2为何值时获得最大功率？并求出最大功率。 解：设21 网络函数和串联谐振电路作业布置P297：11-3，11-7（11-3）RLC串联电路中R=1，L=0.01H，C=1F，求：(1)输入阻抗与频率的关系；(2)画出阻抗的频率响应；(3)谐振频率0；(4)谐振电路的品质因数Q；(5)通频带的宽度BW。解： （10-17）RLC串联电路中，求电路的谐振频率f0、谐振时的电容电压UC和通带BW。 解：22 并联谐振电路和滤波电路作业布置P297：11-10，11-12（11-10）RLC并联谐振时，求R、L和C。解： （11-12）题11-12图所示电路中，求电路谐振时的通带BW和RL等于何值时获得最大功率，并求最大功率。 解：23 三相交流电源和三相对称负载作业布置P312：12-1，12-2（12-1）已知对称三相电路的星形负载阻抗Z=165+j84，端线阻抗Z1=2+j1，中线阻抗ZN=1+j1，线电压U1=380V，求负载端的电流和线电压，并作电路的相量图。 解：设，则 （12-2）已知对称三相电路的线电压U1=380V，三角形负载阻抗Z=4.5+j14，端线阻抗Z1=1.5+j2，求线电流和负载的相电流，并作相量图。 解：将三角形负载变换成星形负载，设，则24 三相非对称负载和三相功率作业布置P313：12-6，12-12（12-6）题12-6图所示对称三相电路中UAB=380V，三相电动机吸收的功率为1.4Kw，其功率因数=0.866（滞后），Z1=-j55，求UAB和电源端的功率因数。解：设，则 （12-12）题12-12图所示为对称三相电路，线电压为380V，R=200，负载吸收的无功功率，试求：（1）各线电流；（2）电源发出的复功率。 解：设，则25 非正弦周期电流的分解作业布置P341：13-4（13-4）一个RLC串联电路，其中外加电压的波形如题13-4图（b）所示，试求电路中的电流i(t)和电路消耗的功率。 解：26 非正弦周期电流电路的计算作业布置P341：13-6，13-11（13-6）有效值为100V的正弦电压加在电感L两端时，得电流I=10A，当电压中有3次谐波分量，而有效值仍为100V时，得电流I=8A，试求这一电压的基波和3次谐波的有效值。解：（13-11）题13-11图所示电路中电流源电流，求uR及us1发出的功率。 解：27 拉普拉斯变换及其性质作业布置P377：14-1（14-1）求下列各函数的像函数： 解：28 拉普拉斯逆变换作业布置P377：14-2，14-3（14-2）求下列各函数的原函数： 解：（14-3）求下列各函数的原函数： 解：29 运算电路作业布置P4377：14-5，14-6（14-5）题14-5图所示电路原处于零状态，t=0时合上开关S，试求电流iL。 解：（14-6）电路如题14-6图所示，已知iL(0-)=0，t=0时将开关S闭合，求t0时的uL(t)。 解：30 拉普拉斯变换的应用作业布置P380：14-15，14-18（14-15）题14-15图所示各电路在t=0时合上开关S，用运算法求i(t)及uC(t)。 解： （14-18）电路如题14-18图所示，开关S原是闭合的，电路处于稳态，若S在t=0时打开，己知试求时的和。 解：31 网络函数的极点和零点作业布置P383：14-25，14-33（14-25）题14-25图所示为一线性电路，输入电流源的电流为is。（1）试计算驱动点阻抗；（2）试计算转移阻抗；（3）在s平面上绘出Zd(s)和Zt(s)的极点和零点。解：(1)用结点电压法(3)驱动点阻抗的极点、零点为：转移阻抗的极点、零点为：如下图(a)、(b)所示。 （14-33）已知电路如题14-33图所示，求网络函数，定性画出幅频特性和相频特性示意图。 解：用回路电流法32 关联矩阵、回路矩阵和割集矩阵作业布置P413：15-4，15-5（15-4）对于题15-4图所示有向图，若选支路1,2,3,5,8为树，试写出基本割集矩阵和基本回路矩阵。解：对所选树(1,2,3,5,8)的单树支割集为：Q1(1,4,9,10), Q2(2,4,9),Q3(3,4,6,7),Q4(5,6,7,9,10),Q5(8,7,9,10)分别如图中虚线所示，则可得基本割集矩阵为 （15-5）对题15-5图所示有向图，若选结点为参考，并选支路1,2,4,5为树，试写出关联矩阵、基本回路矩阵和基本割集矩阵，并验证BtT=-At-1A1和Q1=-BtT。 解：设图示有向图的矩阵A,Bf和Qf均按先树支后连支排序，则33 电路方程的矩阵形式作业布置P415：15-9，15-10（15-9）写出题15-9图所示电路网孔电流方程的矩阵形式。 解： US=-US1 0 0 0 0 0 0TIS= 0 0 0 0 0 0 IS7T BRBTI1=BUS-BRIS （15-10）题15-10图所示电路中电源角频率为，试以结点为参考结点，列写出该电路结点电压方程的矩阵形式。 解：AYATUn=AIS-AYUS=34 二端口方程和参数作业布置P438：16-4，16-8（16-4）求题16-4图所示二端口的Y参数矩阵。解：（16-8）求题16-8图所示二端口的Z参数、T参数矩阵。解：35 二端口等效电路及其连接作业布置P439：16-9，16-10（16-9）电路如题16-9图所示，已知二端口的H参数矩阵为，求电压转移函数。 解： （16-10）已