电路下期末考试题PPT课件.ppt

电路 下 习题课 1 一 选择题 注 在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处 多选或不选按选错论 A 1W B 25W C 7W D 49W 1 电路如图 已知 则R消耗的平均功率P i1 4cos2tA i2 3costA C 1F L 1H R 1 B iR i2 i1 P 32 1 42 1 25W 2 电压u 40coswt 20cos3wtV的有效值是 A 2000V B 40V D C 1200V D 1000V 2 二 填空题 注 请将正确答案填入空白处 不必写求解过程 A 10 A A A3 10A Ul A A1 A2 1 图示三相对称电路中原来电流表读数均为10A 现若将开关S断开 则电流表读数 则电压表指示的有效值为 us1 12 5sinwt V us2 5sin wt 240o V 2 电路如图所示 已知 13V 122 52 13 240o 5V 0A 3 三 如图所示对称三相电路 已知 UAB 380 0oV IA 1 60oA 求W1和W2的读数 P1 UABIAcos 1 P2 UCBICcos 2 分析 1 30o 2 30o UAB 380 0oV UA 220 30oV 对称负载的功率因数角 1 30o 60o 2 30o 0o P1 380 1 cos60o 190W P2 380 1 cos0o 380W 30o 60o 30o 解 4 四 图示对称三相电路中 其中一 组对称感性三相负载Z1的有功功率为5 7kW 功率因数为0 866 另一组对称容性负载每相阻抗为Z2 22 30oW UAB 380 0oV 求电流IA 解 UAB 380 0oV UA 220 30oV IA1 IA2 cosj1 0 866 j1 30o IA1 P 3UAcosj1 5 7 103 3 220 0 866 IA1 10 60oA IA2 220 30o 22 30o 10A IA IA1 IA2 17 32 30oA 5 五 电路如图 若L 1H R 100W 解 1 直流分量UR 0 20V 基波分量 XL 1 wL 314W URm 1 100 j314 100 100 30 3 72 3oV 三次谐波 XL 3 3wL URm 3 100 j942 70 100 7 4 83 9oV 转换为瞬时值叠加 uR t 20 30 3sin wt 72 3o 7 4sin 3wt 83 9o V 2 P 202 100 30 32 2 100 7 42 2 100 8 86W 942W 输入u 20 100sinwt 70sin3wt 设w 314rad s 试求 1 输出电压uR t 2 输入电路的平均功率P 6 六 在图示电路中 已知US 10V R1 R2 2 L 2H C 2F r 5 电路达到稳态时将开关S合上 求流经开关S的电流 解用运算法 iL 0 2 5A 2 做出t 0时运算电路图 求出 IL s US s LiL 0 R1 sL 2 5s 5 s s 1 分别求两个单回路电流 展开 uC 0 17 5V 1 先求初始值 设t 0时将S合上 t 0 时为直流稳态 等效电路 7 s 5 s 1 2 5 IC s sC rIL s s uC 0 10 s 1 25 IS s IL s IC s s 5 s 1 27 5 取拉氏反变换得 iS t 5 27 5e t e t 10d t A 由于电路中有CCVS与C构成回路 故在换路瞬间电容电压跃变 出现了冲激电流 10 8 七 求图示电路的网络函数UO s US s 分析 含理想运放的电路常用结点法配合虚短和虚断特性求解 注意 若不求运放的输出电流 就不要对输出结点列方程 因理想运放相当于受控电压源 其输出电流受外加负载的约束 画运算电路求解 9 七 求图示电路的网络函数UO s US s 分析 含理想运放的电路常用结点法配合虚短和虚断特性求解 解 列结点电压方程 1 2 1s 1s Un1 s 1sUn2 s 1 US s 1sUO s 3 1s Un2 s 1sUn1 s s2 6s 9 虚地 Un2 s 0 3UO s 解之 US s s UO s H s UO s s2 6s 9 s US s 把UO视为电压源 10 八 列写回路阻抗矩阵方程 解 画有向图 选树 画基本回路电流 参考方向同连支电流 写基本回路矩阵Bf 110 101 Bf 123 连支2 连支3 写支路阻抗矩阵 Z R1 0 R2 0 0 0 0 0 r 注意r的位置和正负 行 被控制支路3 列 控制支路1 在复合 标准 支路中 受控电压源的参考方向与支路方向应相反 B 11 写电压源列向量和电流源列向量 U U1 U3 0 I 0 0 IS3 注意 Isk Usk的参考方向与有向图方向 Ik方向 相反取正 相同取负 110 101 求回路阻抗矩阵 Zl B Z B T Zl R1 R2 R1 R1 r R1 r R100 0R20 r00 计算 B U 和 B Z I 12 B U B Z I 代入 Zl I B U B Z I 得 R1 R2 R1 R1 r R1 r Il2 Il3 U1 U1 U3 问 为何IS3不出现在最后的方程中 答 R1 R2的电流由电压源决定 13 九 某电路的关联矩阵为 支路导纳矩阵为 其复合支路如右图 Y diag 1 j L1 G2 0 j C4 1 j L5 支路电流源向量为 求 1 根据关联矩阵画出有向图 单击 2 列出支路关系方程 单击 3 推求结点电压方程的矩阵形式 单击 4 画出电路图 单击 支路电压源向量为 14 支路1 与结点 参考点关联 方向背离结点 12345 支路2 与结点 关联 背 指 参照支路2可画出支路3 参照支路1可画出支路4 支路5 1 根据关联矩阵画有向图 4 5 A 11100 0 100 1 00 110 100 11 返回 15 2 列支路关系方程 给定条件为 根据给定条件列出支路方程 1 jwL1 G2 0 jwC4 1 jwL5 5个支路的内容已经清楚了 再了解结点的情况 返回 支路导纳矩阵为 Y diag 1 j L1 G2 0 j C4 1 j L5 支路电流源向量为 支路电压源向量为 16 结点方程为 方程中A Y IS US都是已知的 代入算出AYAT 过程从略 于是 3 推求结点电压方程的矩阵形式 G2 G2 0 G2 G2 0 jwC4 0 0 返回 17 4 画电路图 本题结束 支路导纳矩阵为 Y diag 1 j L1 G2 0 j C4 1 j L5 支路电流源向量为 支路电压源向量为 18 十 二端口如图 试分解为两个二端口求Z参数 解 运用 2 4的知识 先完成 Y等效变换 再分解为两个二端口 对上面二端口有 U1 2I1 6 I1 I2 8I1 6I2 U2 3I1 6 I1 I2 6I1 9I2 对下面二端口有 U1 1 6 I1 I2 0 8I1 2 4I1 1 6I2 U2 1 6 I1 I2 0 8I1 1 6I1 2 4I2 Z Z1 Z2 19 十一 求图示电路的传输参数 解 可视为两个二端口级联 j2 1 1 j0 5 T1 1 j0 5 1 j0 5 1 T T1T2 0 75 j1 5 2 j0 5 0 25 j1 1 j0 5 1 j0 5 20 十二 二端口N的传输参数为 T 2 56 0 51 6 1 R为何值时可获得最大功率 2 若US 9V 求R的最大功率和此时二端口吸收的功率 解 1 二端口的传输参数方程为 U1 2 5U2 6I2 I1 0 5U2 1 6I2 注意到U1 US 由方程 得 U2 0 4US 2 4I2 由上式得出R以外的戴维宁等效电阻 Req 2 4W 当R Req 2 4W时 可获得最大功率 2 4W 2 4W Req Uoc 2 若US 9V 代入U2的表达式有 3 6V U2 3 6 2 4I2 21 U2 0 5Uoc 1 8V I2 R U2 0 75A 代入T参数方程求U1 I1 U1 2 5U2 6I2 9V I1 0 5U2 1 6I2 2 1A 二端口吸收的功率为 PN U1I1 U2I2 17 55W U2 3 6 2 4I2 Pmax 4Req Uoc 2 4 2 4 3 62 1 35W 此时 端口电压电流为 22 十三 电路如图 已知I1 U12 I2 U23 I3 U32 提示 列非线性电路方程 不能按线性电路中自导 互导写 可按照KCL及元件VCR列写 试列写结点电压方程 思路 电路仅含压控型元件 结点电压表示支路电流 列独立KCL方程 用 代入KCL方程并整理 解 按上述思路列写方程 I1 I3 6 U1 1 I2 I3 2 I1 U2n1 I2 U3n2 I3 Un1 Un2 2 Un1 Un1 U2n1 Un1 Un2 2 6 U3n2 Un1 Un2 2 2 代入 整理 23 十四 电路如图 两个非线性电阻的伏安关系分别为 解 u1 2i13 3i1 1 u2 0 5i21 3 2i21 2 试建立该电路的回路电流方程 i1 i2 回路1 2i1 u1 2 i1 i2 10 回路2 3i2 u2 2 i2 i1 0 代入非线性电阻的伏安关系 整理得 4i1 2i2 10 2i13 3i1 1 0 5i21 3 2i21 2 2i1 5i2 0 思路 电路仅含流控型元件 选回路电流等于控制电流 列写回路的KVL方程 注意 没有像线性电路那样按自阻 互阻的方式列写 24 十五 电路如图 uS 12 t 思路 激励源含阶跃信号 且电路中有一个动态元件 故小信号等效电路为一阶暂态电路 可用三要素法求解 非线性电容的库伏特性为 q 2 5 10 3u2 求u t 求电路的静态工作点 求Q点处的动态电容Cd 画小信号等效电路 解 UQ 12 6 6 12 4 V du dq UQ Cd 2 5 10 3 2 4 0 02F 25 十五 电路如图 uS 12 t 非线性电容的库伏特性为 q 2 5 10 3u2 求u t 直流解与小信号解相加得电路的近似解 根据小信号等效电路求解 是一阶暂态电路的阶跃响应 用三要素法 u1 0 0 u1 12 6 6 1 3 1 V RC 12 6 12 6 0 02 0 08s u1 t 3 1 1 e 12 5t t 代入三要素公式 u t UQ u1 t 4 3 1 1 e 12 5t t V 26 十六 电路及非线性电阻的伏安特性如图 u 10 2i u 3i 试求u i和电源发出的功率PS 解 线性部分的伏安关系为 折线 的伏安关系为 解之 i 2A u 6V 电源发出的功率PS 6 5 30W 折线 的伏安关系