电路分析基础(第四版)张永瑞答案第7章

,第7章二端口网络7.1题7.1图(a)为无源线性电阻网络。测量得知：当us120V时i15A，i22A；若us230V接于22端子上，11端接R2电阻，则电路变为图(b)所示。求电流iR。,题7.1图,解题7.1图所示电路中图(a)、图（b）的拓扑结构不同，求解本问题时不能直接应用互易定理，而是在应用诺顿定理求图（b）1-1端短路电流isc时应用互易定理，如题解7.1图所示。由互易定理形式知,解得,由题7.1图(a)及给出的已知条件，相当于用外加电源法求网络1-1端向右看的等效电阻为,所以画出的题7.1图(b)从1-1端向右看的诺顿等效电源如题解7.1图(b)所示。由分流公式计算得,题解7.1图,7.2求题7.2图所示的二端口网络的z参数，并说明它是否是互易网络。,题7.2图,解设A、B两网孔的巡行方向如图中虚线所示。则列写KVL方程为,对照二端口网络z方程标准式,可得,若0,则z12z21，故判定该网络为非互易网络。,7.3求题7.3图所示的二端口网络的y参数，并说明它们是否是互易网络。,题7.3图,解(1)由题7.3图(a)网络，应用y参数定义式得,因y12=y21，故判定该网络为互易网络。,由题7.3图（b）画输出口短路、输入口短路时电路，分别如题解7.3图(a)、题解7.3图(b)所示。由y参数定义式求。,题解7.3图,参看题解7.3图(a),参看题解7.3图(b),所以,7.4求题7.4图所示的二端口网络的a参数。,题7.4图,解由a参数定义，可得该网络的a参数。如题7.4图所示，视输出端口开路，所以,将输出端口短路，如题解7.4图，所以,题解7.4图,7.5求题7.5图所示的二端口网络的h参数。,题7.5图,解由h参数定义求解。如题7.5图所示，视输入口开路，所以,将输出端口短路并设有关电流参考方向，如题解7.5图所示。应用KCL、KVL可列写以下关系式,解得,解得,7.6已知题7.6图所示的二端口网络中受控源的控制常数g=160S，求该网络的z参数，并说明是否是互易网络。,题7.6图,解参看题7.6图，视输出端口开路，则，所以,则由z参数定义得,视输入端口为开路，则，所以,而,再次应用z参数定义，得,因z12z21，故判定该网络为非互易网络。,7.7试证明题7.7图所示的二端口网络的y参数矩阵为,题7.7图,证明将题7.7图复杂的二端口网络视为如题解7.7图中两个子二端口网络的并联。,题解7.7图,由图(a)、图(b)分别求得,考虑两个二端口网络均为三端子网络，它们的并联一定满足连接有效性条件，故得,7.8题7.8图所示的二端口网络，虚线所围部分为理想运算放大器的一种等效电路，它相当于一个理想受控电压源，其中，为放大倍数。试求该网络的a参数矩阵。,题7.8图,解参看题7.8图，视输出端口开路，则，有,由a参数定义式解得,参看题解7.8图，因为输出端口短路，则，有,而,二者矛盾，只有时二者均满足，所以,题解7.8图,7.9求题7.9图所示的复合二端口网络的z参数矩阵。,题7.9图,解设上面虚线所围子二端口网络的z参数矩阵为ZA,下面虚线所围子二端口网络的z参数矩阵为ZB。考虑理想变压器次级开路初级亦开路的特性，应用z参数定义分别求得,两个二端子网络均可认为是三端子网络，所以二者的串联连接满足有效性连接条件，故得复合二端口网络的z参数矩阵为,7.10题7.10图所示的双T网络可视为两个T形网络的并联，已知R1，C1F，1rad/s。试求该复合二端口网络的y参数矩阵。,题7.10图,解将复合网络看成是R、R、2C，R2、R2、C两个T形子二端口网络的并联。单独画出两个子二端口网络的相量模型如题解7.10图(a)、图(b)所示。应用y参数定义，由图(a)、图(b)分别求得y参数矩阵,两个T形子二端网络并联满足连接有效性条件，故得复合二端口网络的y参数矩阵为,题解7.10图,7.11求题7.11图所示的二端口网络的z参数、y参数，并画出z参数T形和y参数形等效电路。,题7.11图,解先求z参数。如题7.11图所示，视输出端口开路，受控电流源3I=II=0受控电流源开路。而，所以,再视输入端口开路，则,所以,再求y参数。,题解7.11图,将输出端口短路，并设有关节点、回路及电流如题解7.11图(a)所示，再将输入端口短路，如题解7.11图(b)所示。参看图(a)，有。由节点a：,（1）,由回路A：,（2）,由式(1)、式(2)解得，所以,参看图(b)，显然，有,由节点a：,由回路A：,由式(3)、式(4)和式(5)解得,所以,根据所求z参数、y参数分别画z参数、y参数等效电路，如题解7.11图(c)、图(d)所示。,题解7.11,7.12题7.12图所示二端口网络可看成是两个子二端口网络的级联。(1)求该复合二端口网络的a参数矩阵。(2)若RL100，求该网络的输入阻抗Zin、电压传输函数Ku、电流传输函数Ki。,题7.12图,解(1)该复合网络为两个相同的子二端口网络级联构成，单画一个子二端口网络，如题解7.12图所示，求其a参数。,题解7.12图,参看图(b)，因输出端口短路，则,，,，,所以,参看图(b)，因输出端口短路，则,，,，,所以,复合二端口网络的a参数矩阵等于相级联两个子二端口网络a参数矩阵相乘，即,(2)输入阻抗为,电压传输函数为,电流传输函数为,7.13若题7.13图所示的二端口网络中的L/CR2，输出端口接负载RLR，试求该网络的输入阻抗Zin。,题7.13图,解断开负载，先求电抗元件组成的X形二端口网络的特性阻抗，再应用阻抗匹配概念求得解。如题解7.13(a)图所示，视输出端口开路，则,如(b)图所示，因为输出端口短路，则,故得输入端口特性阻抗为,考虑该网络结构对称，输出口特性阻抗Zc2=Zc1=R，如题7.13图所示，当输出端口接负载RL=R时即输出端口匹配，所以从输入端口看的输入阻抗为Zin=Zc1=R,题解7.13图,7.15求题7.15图所示二端口网络的特性阻抗。,题7.15图,解由题7.15图的结构可看出该网络为对称网络，它的输入端口、输出端口的特性阻抗相等，即Zc1=Zc2。参看题7.15图，视输出端口开路，所以,将输出端口短路如题解7.15图所示，显然可得Zin0=12030=24所以Zc2=Zc1=40,题解7.15图,7.16题7.16图所示的正弦稳态二端口网络，已知网络N的a参数矩阵为,负载电阻RL3，电压源，电源内阻Rs=12,求Zin、Zout、Ku、Ki。,题7.16图,解由相应的各公式，分别求得,7.17已知题7.17图所示的二端口网络的h参数矩阵为求输入阻抗Zin及输入端口电流。,题7.17图,解本题给出的是h参数矩阵，本书中给出的输入阻抗、电流传输函数计算公式均是应用的a参数。先将已知的h参数转换为a参数，然后再用相应公式求得欲求量。,输入端口电流为,7.18题7.18图所示的二端口网络，求其分别工作于角频率1=103rad/s和2=106rad/s时网络的特性阻抗。,题7.18图,解分别画1=103rad/s、2=106rad/s相量模型网络，如题解7.18图(a)、图(b)所示。因为该网络是对称网络，有Zc1=Zc2=Zc参看图(a)，分别求输出端开路、短路时输入端的输入阻抗，即,参看图(b)，分别求输出端开路、短路时输入端的输入阻抗，即,题解7.18图,7.19题7.19图所示的二端口网络，已知ZL=2060电流传输函数Ki=5120，输入阻抗Zin=1053.1k，电源内阻Rs=2k，电压源求输出电压。,题7.19图,解,题解7.19图,7.20题7.20图所示二端口网络，己知电流源Rs3，输出端口接负载电阻RL24，对于电源角频率，网络N的a参数矩阵为