电路DII习题课及其复习ppt课件

1、1电路电路DII一、选择题一、选择题 (注注:在每小题的备选答案中选择适合的答案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)49W1. 电路如图，已知电路如图，已知则则 R 消耗的平均功率消耗的平均功率P = =i1= = 4 cos2t A， 2i2= = 3 cos t A， C= =1F，L= =1H，R= =1 (B)i1CLi2RiRiR= = i2- - i1P = = 32 1 + + 42 1 = = 25W2= = 3 cos t 2- - 4 cos 2t

2、22. 电压电压 u = = 40cosw wt + 20cos3w wt V的有效值是的有效值是(A) 2000 V(B) 40 V(D)(C) 1200 V(D) 1000 V22402220+2;.3二、填空题二、填空题 (注注:请将正确答案填入空白处，请将正确答案填入空白处， 不必写求解过程。不必写求解过程。)A1A2A3ZZZSABC= = A，10310= = A，= = A。A310310A 103Ul AA1A21. 图示三相对称电路中原来电流表读数均为图示三相对称电路中原来电流表读数均为 10A，现若将开关现若将开关 S 断开，则电流表读数断开，则电流表读数V- -+ +us

3、110 - -+ +us21H则电压表指示的有效值则电压表指示的有效值为为 。us1= = (12+ +5 sinw wt) V，us2= = 5 sin(w wt+ +240o ) V。2. 电路如图所示，已知：电路如图所示，已知：13V22122+ +52= =13240o .Us2 .Us1(1)5V0A4三、如图所示对称三相电路，三、如图所示对称三相电路， 已知已知 .UAB= = 3800o V。 .IA= =1- -60o A求求W1和和W2的读数。的读数。*ZZZW1W2* .IAABCP1 = = UABIAcos 1P2 = = UCBICcos 2分析：分析： 1 = =

4、30o + + 2 = = 30o - - .UAB= = 3800o V .UA= = 220- -30o V 对称负载的功率因数角对称负载的功率因数角 1 = = 30o + + = = 60o 2 = = 30o - - = = 0oP1 = = 380 1 cos60o = = 190WP2 = = 380 1 cos 0o = = 380W= -= -30o -(-(-60o) = ) = 30o解：解：5四、图示对称三相电路中，其中一四、图示对称三相电路中，其中一.IAZ1ABZ2C组对称感性三相负载组对称感性三相负载 Z1的有功功率为的有功功率为5.7kW，功率因数为功率因数为0

5、.866；另一组对称容性负载每相阻；另一组对称容性负载每相阻抗为抗为Z2= =22- -30o .UAB= =3800o V，求电流求电流 IA。.解：解： .UAB= =3800o V .UA= =220- -30o V .IA1 .IA2cos 1 1 = = 0.866 1 1 = = 30oIA1 = =P3UAcos 1 1= =5.7 1033 220 0.866 .IA1= =10- -60o A .IA2= =220- -30o22- -30o= = 10 A .IA = = .IA1+ + .IA2 .UAB .UC .UB .IA2 .IA1 .UA30o 1 1 .IA

6、= = 17.32 - -30o A6五、电路如图，若五、电路如图，若L= =1H，R= =100 ，解：解：1.直流分量直流分量 UR(0)= =20V基波分量基波分量XL(1)= = w wL= =314 .URm(1) = =100+ +j314100 100= =30.3- -72.3o V三次谐波三次谐波XL(3)= = 3w wL .URm(3)= =100+ +j94270 100= = 7.4- -83.9o V转换为瞬时值叠加：转换为瞬时值叠加：uR(t) = = 20 + + 30.3sin(w wt - -72.3o) + + 7.4sin(3w wt - - 83.9o

7、) V2.P = = (202/100) + + 30.32/(2 100) + + 7.42/(2 100) = = 8.86W= = 942 输入输入u= =20+ +100sinw wt+ +70sin3w wt，设，设w w = =314rad/s。试求：。试求：1. 输出电压输出电压uR(t)；2.输入电路的平输入电路的平均功率均功率P。+ +- -iu(t)LR+ +- -uR(t)7六、在图示电路中六、在图示电路中, 已知已知US= =10V, R1= =R2= =2 , L= =2H, C= =2F, r = =5 。电路达到稳态时将开关电路达到稳态时将开关S合上，合上，求流经

8、开关求流经开关S的电流。的电流。 解解 用运算法。用运算法。iL(0- -) = =2.5A , (2)做出做出t 0时运算电路图。时运算电路图。求出求出IL(s) = =US(s) + + LiL(0- -) R1 + + sL = =2.5s + + 5 s (s + + 1) 分别求两个单回路电流：分别求两个单回路电流：+ +- -riLCR2S+ +- -USR1iLLiL(0- -)riL(0- -)+ +- -+ +- -CR2S+ +- -USR1uC(0- -)展开展开+ +- -rIL(s)sC+ +- -sR1IL(s)sLuC(0- -)+ +- -IS(s)IC(s)+

9、 +- -LiL(0- -)s110uC(0- -)= =17.5V。(1)先求初始值先求初始值设设t= =0时将时将S合上，合上，t= =0- -时为直流稳态，时为直流稳态，等效电路等效电路8s5- -s + + 12.5IC(s) = = sC r IL(s) - -suC(0- -) = - = - 10 + + s + + 125IS(s) = = IL(s) - - IC(s)s5- -s + + 127.5取拉氏反变换得：取拉氏反变换得：iS(t) = = (5 - - 27.5 e- -t ) e( e(t) +) +10 d d(t) A由于电路中有由于电路中有CCVS与与C构

10、成回路，构成回路，故在换路瞬间电容电压跃变，出现故在换路瞬间电容电压跃变，出现了冲激电流。了冲激电流。+ +- -rIL(s)sC+ +- -sR1IL(s)sLuC(0- -)+ +- -IS(s)IC(s)+ +- -LiL(0- -)s110+ +- -riLCR2S+ +- -USR1iLL= =IL(s) = =2.5s + + 5 s (s + + 1) = = 10 + +9七、求图示电路的网络函数七、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。合虚短和虚断特性求解。+ +- -+ + +

11、- -uS+ +- -uo 0.5 1 1F1F1/3 sC1 注意：若不求运放的输出电流，就不注意：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，其输出电流受外加当于受控电压源，其输出电流受外加负载的约束。负载的约束。画运算电路求解。画运算电路求解。+ +- -+ + +- -US(s)+ +- - 2S1S1s1s3SUO(s)10七、求图示电路的网络函数七、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。合虚短和虚断特性求解。解：解：列结点电

12、压方程列结点电压方程+ +- -+ + +- -US(s)+ +- - 2S1S1s1s3SUO(s)(1+ +2+ +1s+ +1s)Un1(s)- -1sUn2(s)= = 1 US(s)+ + 1sUO(s)+ + (3+ +1s)Un2(s)- -1sUn1(s)s2 + + 6s + + 9虚地：虚地：Un2(s) = = 0= = 3UO(s)解之解之US(s) = -= -sUO(s)H(s) = = UO(s)s2 + + 6s + + 9sUS(s)= -= -把把UO视为视为电压源。电压源。11八、列写回路阻抗矩阵方程。八、列写回路阻抗矩阵方程。解：画有向图，选树。解：画有

13、向图，选树。画基本回路电流，参考方向同连支电画基本回路电流，参考方向同连支电流。流。写基本回路矩阵写基本回路矩阵Bf ：- -1 1 0 - -1 0 1 Bf = = 1 2 3连支连支2连支连支3写支路阻抗矩阵：写支路阻抗矩阵：Z = =R10R200000 r注意注意 r 的位置和正负的位置和正负行：被控制支路行：被控制支路3 列：控制支路列：控制支路1I1U1R1R2+ +- -rI1+ +- -U3IS3+ +- -132在复合在复合(标准标准)支路中，受控电压源的参考方向与支路方支路中，受控电压源的参考方向与支路方向应相反。向应相反。= =BZk- -+ + .Usk .Isk .

14、Ik- -+ + .Uk- -+ + .Udk12写电压源列向量和电流源列向量写电压源列向量和电流源列向量U = = - -U1- -U30，I = = 00IS3注意：注意：Isk、Usk的参考方向与有向图方向的参考方向与有向图方向(Ik方向方向)相反取正，相反取正，相同取负。相同取负。- -1 1 0 - -1 0 1 求回路阻抗矩阵求回路阻抗矩阵 Zl = = B ZBTZl = = =R1+ + R2R1R1- - rR1- - rI1U1R1R2+ +- -rI1+ +- -U3IS3+ +- -132R1 0 00 R2 0- -r 0 0- -110- -101计算计算BU 和和

15、 B Z I 13BU = = B Z I = = =代入代入 ZlI = = BU - - B Z I 得得R1+ + R2R1R1- - rR1- - rIl2Il3= =U1U1 - - U3问：为何问：为何IS3不出现在最后的方不出现在最后的方程中？程中？答：答：R1、R2的电流由电压源决的电流由电压源决定。定。I1U1R1R2+ +- -rI1+ +- -U3IS3+ +- - -U1- -U30- -1 1 0 - -1 0 1 R1 0 00 R2 0r 0 0- -1 1 0 - -1 0 1 00IS3= =U1U1 - - U30014九、某电路的关联矩阵为：九、某电路的关

16、联矩阵为： A = = 1 1 1 0 00 - -1 0 0 - -10 0 - -1 1 0支路导纳矩阵为支路导纳矩阵为 其复合支路如其复合支路如右图：右图：Y = = diag 1/jw wL1, G2 , 0, jw wC4 , 1/jw wL5支路电流源向量为支路电流源向量为 求：求：1.根据关联矩阵画出有向图；单击根据关联矩阵画出有向图；单击 2.列出支路关系方程；单击列出支路关系方程；单击 3.推求结点电压方程的矩阵形式；单击推求结点电压方程的矩阵形式；单击 4.画出电路图。单击画出电路图。单击 支路电压源向量为支路电压源向量为 U = = US1，0，- -US3，0，- -U

17、S5 T.I = = 0， IS2，IS3，0，- -IS5 T.- -+ +YkUskIskIk+ +- -Uk.15支路支路1：与结点、参考点关联，方向背离结点。：与结点、参考点关联，方向背离结点。1 2 3 4 5支路支路2：与结点、关联，背指。：与结点、关联，背指。参照支路参照支路2可画出支路可画出支路3。参照支路参照支路1可画出支路可画出支路4、支路、支路5。1.根据关联矩阵画有向图：根据关联矩阵画有向图：31245A = = 1 1 1 0 00 - -1 0 0 - -10 0 - -1 1 0- -1 0 0 - -1 1 返回返回162.列支路关系方程列支路关系方程给定条件为

18、给定条件为 根据给定条件列出根据给定条件列出支路方程支路方程= =1/jw wL1G20jw wC41/jw wL5+ +US1 .U1 .U2 .U3 .U4 .U5 .- -IS2.0IS3.0- -IS5.5个支路的内容已经清楚了。再了解结点的情况：返回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支路导纳矩阵为 Y = = diag 1/jw wL1, G2 , 0, jw wC4 , 1/jw wL5支路电流源向量为支路电流源向量为 支路电压源向量为支路电压源向量为 U = = US1，0，- -US3，0，- -US5 T.I = = 0， IS2，IS3，0，- -

19、IS5 T.I = = Y(U + + US) - - IS.I1.I2.I3.I4.I5.- -US3 .- -US5 .17结点方程为结点方程为方程中方程中 A、Y、IS、US 都是已知的。都是已知的。代入算出代入算出 AYAT、(过程从略过程从略) 。于是。于是3.推求结点电压方程的矩阵形式推求结点电压方程的矩阵形式+ + G2jw wL11- - G20- - G2G2 + +jw wL510jw wC400Un1 .Un2 .Un3 .= =US1 .IS2 + +.IS3- -.jw wL1- - IS2.+ + IS5.- - IS3.返回返回 AYAT Un = = AIS -

20、 - AYUS.AIS、.AYUS。.184.画电路图画电路图- -+ +us1L1+ +- -us5L5is5C4G2is2本题结束本题结束按照有向图和按照有向图和Y、US、IS .支路导纳矩阵为支路导纳矩阵为 Y = = diag 1/jw wL1, G2 , 0, jw wC4 , 1/jw wL5支路电流源向量为支路电流源向量为 支路电压源向量为支路电压源向量为 U = = US1，0，- -US3，0，- -US5 T.I = = 0， IS2，IS3，0，- -IS5 T.- -+ +YkUskIskIk+ +- -Uk.31245- -is3+ +us319十、二端口如图，试分解

21、为两个二端口求十、二端口如图，试分解为两个二端口求 Z 参数。参数。解：解：2 3 6 2 4 4 运用运用24的知识，先完成的知识，先完成 Y 等效变换，等效变换，再分解为两个二端口。再分解为两个二端口。2 3 6 0.8 0.8 1.6 对对上面二端口有上面二端口有U1 = = 2I1 + + 6(I1+ +I2)U1I1I2U2= = 8I1 + + 6I2U2 = = 3I1 + + 6(I1+ +I2)= = 6I1 + + 9I2Z1 = =8 66 9U1I1I2U2对对下面二端口有下面二端口有U1 = 1.= 1.6(I1+ +I2) + + 0.8I1 = = 2.4I1 +

22、 1.+ 1.6I2U2 = 1.= 1.6(I1+ +I2) + + 0.8I1 = = 1.6I1 + + 2.4I2Z2 = =2.4 1.61.6 2.4Z = = Z1 + + Z2 = = 20十一、求图示电路的传输参数。十一、求图示电路的传输参数。解：可视为两个二端口级联：解：可视为两个二端口级联：I1.= =j21U2.- - I2.= (= (1 - - j0.5) ) U2.- -I2.T1 = =1- - j0.51- - j0.51T = =T1 T2 0.75- -j1.52- -j0.5- -0.25- -j11- -j0.5= =1 1 j2 j2 22 1 1+

23、 +- -U1+ +- -U2I2I11 j2 + +- -+ +- -U2U1I1I2U1.= = 1 I1.+ + U2.U1.I1.= -= -j0.5U2.- - I2.1- - j0.51- - j0.511- - j0.51- - j0.51= = .U1 = = A .U2 + + B(- - .I2) .I1 = = C .U2 + + D(- - .I2) 21十二、二端口十二、二端口 N的的 传输参数为传输参数为T = =2.5 60.5 1.6(1)R为何值时可获得最大功率？为何值时可获得最大功率？(2)若若US= =9V，求，求R的的最大功率和最大功率和 此时二端口吸收

24、的功率。此时二端口吸收的功率。解解:(1)二端口的传输参数方程为二端口的传输参数方程为U1 = = 2.5U2 - - 6I2 I1 = = 0.5U2 - - 1.6I2 注意到注意到 U1 = = US，由，由方程方程得得U2 = = 0.4US + + 2.4 I2由上式得出由上式得出R以外的戴维宁等效电阻：以外的戴维宁等效电阻： Req= = 2.4 。U2N+ +- -U1+ +- -+ +- -USRI1I2当当R= =Req= =2.4 时，可时，可获得最大功率。获得最大功率。U2+ +- -+ +- -UocRI2Req2.4 2.4 ReqUoc(2)若若US= =9V，代入

25、代入U2的表达式有的表达式有3.6VU2 = = 3.6 + + 2.4 I222U2 = = 0.5 Uoc = = 1.8 VI2 = -= -RU2 = - = - 0.75 A代入代入 T 参数方程求参数方程求U1、I1U1 = = 2.5U2 - - 6I2 = = 9 VI1 = = 0.5U2 - - 1.6I2 = = 2.1 A二端口吸收的功率为二端口吸收的功率为PN = = U1 I1 + + U2 I2 = = 17.55 WU2 = = 3.6 + + 2.4 I2Pmax= =4ReqUoc2= =4 2.43.62= =1.35W此时，端口电压电流为此时，端口电压电

26、流为十二、二端口十二、二端口N 的的 传输参数为传输参数为T = =2.5 60.5 1.6(1)R为何值时可获得最大功率？为何值时可获得最大功率？(2)若若US= =9V，求，求R的的最大功率和最大功率和 此时二端口吸收的功率。此时二端口吸收的功率。U2N+ +- -U1+ +- -+ +- -USRI1I2U2+ +- -+ +- -UocRI2Req23十三、电路如图，已知十三、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，可按照路中自导、互导写，可按照KCL及元件及元件

27、VCR列写。列写。试列写结点电压方程。试列写结点电压方程。思路：思路：电路仅含压控型元件，电路仅含压控型元件，结点结点电压表示支路电流电压表示支路电流列独立列独立KCL方程方程 用用 代入代入KCL方程并整理。方程并整理。解：解：按上述思路列写方程按上述思路列写方程I1 + + I3 = =+ +- -+ +- -U32AI36V1 I2U2+ +- -I1U1+ +- -6 - - U11I2 - - I3 = = 2I1= =U2n1I2= =U3n2I3= (= (Un1- -Un2) )2Un1Un1+ + U2n1 + + ( (Un1- -Un2) )2 = = 6 U3n2 -

28、- ( (Un1- -Un2) )2 = = 2代入代入整理整理24十四、电路如图，两个非线性电阻的伏安关系分别为十四、电路如图，两个非线性电阻的伏安关系分别为解：解：u1 = = 2i13 + + 3i1- -1u2 = = 0.5i21/3 + + 2i21/2+ +- -+ +- -u1i110V2 i2+ +- -3 2 u2试建立该电路的回路电流方程。试建立该电路的回路电流方程。i1i2回路回路1：2i1+ + u1+ + 2(i1 - - i2)= = 10回路回路2：3i2+ + u2+ + 2(i2 - - i1)= = 0代入非线性电阻的伏安关系，整理代入非线性电阻的伏安关系

29、，整理得得+ + 4i1- -2i2= = 10 2i13 + + 3i1- -1 0.5i21/3 + + 2i21/2- - 2i1+ + 5i2= = 0思路：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方程方程 注意：没有像线性电路那样按自阻、注意：没有像线性电路那样按自阻、互阻的方式列写。互阻的方式列写。25十五、电路如图，十五、电路如图， uS = 12 + e e(t)思路：激励源含阶跃信号，且电路中有一个动态元思路：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，可用三件，故小

30、信号等效电路为一阶暂态电路，可用三要素法求解。要素法求解。C+ +- -uuS6 + +- -q12 C+ +- -u1e e(t)6 + +- -12 0.02F非线性电容的库伏特性为非线性电容的库伏特性为q = = 2.5 10- -3u2。求。求u(t)。求电路的静态工作点求电路的静态工作点求求Q点处的动态电容点处的动态电容Cd画小信号等效电路画小信号等效电路解：解：UQ = = 12 + + 6 6 12= = 4 (V)dudqUQCd = = = 2.5 10- -3 2 4 = 0.02F26十五、电路如图，十五、电路如图， uS = 12 + e e(t)C+ +- -uuS6

31、 + +- -q12 C+ +- -u1e e(t)6 + +- -12 0.02F非线性电容的库伏特性为非线性电容的库伏特性为q = = 2.5 10- -3u2。求。求u(t)。直流解与小信号解相加得电路的近似解。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。是一阶暂态电路的阶跃响应，用三要素法。u1(0+) = = 0u1( ) = =12 + + 6 6 1= = 31(V) = = RC = =12 + + 612 6 0.02 = = 0.08 su1(t) = =31(1 - - e- -12.5t )

32、e e(t)代入三要素公式代入三要素公式u(t) = = UQ + + u1(t) = = 4 + +31(1 - - e- -12.5t ) e e(t) (V)27十六、电路及非线性电阻的伏安特性如图。十六、电路及非线性电阻的伏安特性如图。 u/Vi/Ao1 2 3 4 5 6864210u = = 10 - - 2iu = = 3i5A2 iu+ +- -试求试求 u、i 和电源发出的功率和电源发出的功率PS。解：解：线性部分的伏安关系为线性部分的伏安关系为折线的伏安关系为折线的伏安关系为解之：解之：i = = 2A，u = = 6V电源发出的功率电源发出的功率 PS = = 6 5 =

33、 = 30W。折线折线的伏安关系为的伏安关系为u = = 4 + + i联立求解结果相同。联立求解结果相同。点评：因点评：因 Q 点位于折线、点位于折线、的的转折转折处。故求解结果相同。处。故求解结果相同。Q若改变线性部分参数，则若改变线性部分参数，则 Q 点位于工作范围点位于工作范围内，是真解。否则为虚解。内，是真解。否则为虚解。Q1Q228+ +- -+ + +- -u1+ +- - RRfu2i1i2u1= = u2十七、求图示电路的十七、求图示电路的T参数。参数。u1= =Rf i1- -R i2 + + u2解：解： .U1 .I1 = =A BC D .U2 .- -I2 i1=

34、(= (R /Rf) ) i2 = =1 00u1i1- -R /Rfu2- -i2u1= = u2 + + 0i1= = 0 + (+ (R /Rf) ) i2 29您估计自己能得多少分？您估计自己能得多少分？光阴似箭，珍惜时间吧！光阴似箭，珍惜时间吧！30快速回放本学期的内容快速回放本学期的内容第第12章章1.三相电压（流）相、线值之间的关系；三相电压（流）相、线值之间的关系；2.对称三相电路的分析计算对称三相电路的分析计算 算电压、电流、功率，会测量功率（二瓦计法）。算电压、电流、功率，会测量功率（二瓦计法）。3.不对称三相电路（指某相开路、短路等特殊情况）；不对称三相电路（指某相开路、短路等特殊情况）；第第13章章1.电压、电流有效值和有功功率的计算；电压、电流有效值和有功功率的计算；2.谐波分析法谐波分析法(1)谐波分析法步骤：分解谐波分析法步骤：分解 计算计算 叠加叠加(2)注意事项：注意事项：XL、XC 与与 f 有关；某个有关；某个 f 可能发生谐振