新电路模拟试题(下)

1、电路电路(下下)试题试题 (卷卷)学校学校: 山东理工大学山东理工大学 班级班级 姓名姓名 学号学号 . 考试时间考试时间: 110 分钟分钟 考试方式考试方式: 闭卷笔试闭卷笔试 考试日期考试日期:今天今天一、选择题一、选择题 (注注:在每小题的备选答案中选择适合的在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空答案编号填入该题空白处，多选或不选按选错论白处，多选或不选按选错论)+ +- -Z0 .UsZL1. 正弦稳态电路如图所示，已知负载阻正弦稳态电路如图所示，已知负载阻抗抗 ZL= =5+ +j10 ，若电源内阻抗，若电源内阻抗Z0的虚部的虚部和实部可单独调节，要使负载获得尽可和实部可

2、单独调节，要使负载获得尽可能大的功率的条件是能大的功率的条件是(A) Z0= =0- -j10 (B) Z0= =5- -j10 (D) Z0= = 0 (C) Z0= =5+ +j10 + +- -R.USZ+ +- - .U2.电路如图所示，为使电路如图所示，为使 U 超前超前 US ，阻抗阻抗Z 应为应为 (A) 感性感性(B) 容性容性(C)阻性阻性.(A)(A)I.- -+ +I.UR4. 电感电压相位滞后其电流电感电压相位滞后其电流90o，电容电流相位滞后，电容电流相位滞后其电压其电压 90o，这个结论，这个结论 成立。成立。(A) 1W (B) 25W (C) 7W (D)49W

3、3. 电路如图所示，已知电路如图所示，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 (C)电感电流和电压，电容电流和电感电流和电压，电容电流和 电压为非关联参考方向时。电压为非关联参考方向时。(B)(C)i1CLi2RiRiR= = i2- - i12= = 3 cos t 22- - 4 cos 2t 32 1 + + 42 1(A) 根本不可能；根本不可能； (B)电容、电感为非线性元件时；电容、电感为非线性元件时；5. 一线圈一线圈 (其等效参数为其等效参数为R、L)与电容串

4、联，接于与电容串联，接于100V的电压源上，电路发生电压谐振，测得电容两的电压源上，电路发生电压谐振，测得电容两端电压为端电压为100V，则线圈两端电压为，则线圈两端电压为 。(A) 100V (B) 100 V (C) 200V26. 某三相对称电路相电压某三相对称电路相电压 uA= = 2U1sin(w wt+ +60o)V相电流相电流 iA = =2I1sin(w wt + + 60o) A, 则该三相电路的有功则该三相电路的有功功率功率P为为 。(A) 3U1I1cos60o W (B) 0 (C) 3U1I1 W7. 电压电压 u = = 40cosw wt + 20cos3w wt

5、 V的有效值是的有效值是 。2000 V(A)1000 V(D)1200 V(C)(B) 40V(B)(C)(D)22402220+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， 不必写求解过程或说明其原因不必写求解过程或说明其原因)A1A2A3ZZZSABC1. 图示三相对称电路中原来电图示三相对称电路中原来电流表读数均为流表读数均为 10A，现若将开，现若将开关关 S 断开，则电流表读数断开，则电流表读数A2= = A，2.如图所示对称三相电路，如图所示对称三相电路，已知已知 .UAB= = 3800o V， .IA= =1- -60o A则：则：W1= =

6、10310= = A，A1= = A。A3W2 = =103*ZZZW1W2* .IAABC10A 103Ul A2. 如图所示对称三相电路，如图所示对称三相电路，已知已知 .UAB= = 3800o V， .IA= =1- -60o A则：则：W1= =190W，380WW2 = =*ZZZW1W2* .IAABCP1 = = UABIAcos 1P2 = = UCBICcos 2分析：分析： 1 = = 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 + + =

7、= 60o 2 = = 30o - - = = 0oP1 = = 380 1 cos60o = = 190WP2 = = 380 1 cos 0o = = 380W= -= -30o -(-(-60o) = ) = 30o3 如图所示电路，如图所示电路，R= =1 ，L= =1H，C = =1F，us= = 5 sint V，2+ +- -iLCusRL则则 iL = = A。V- -+ +us110 - -+ +us21H4. 如图所示电路中，已知：如图所示电路中，已知：设电压表的指示为有效值，则设电压表的指示为有效值，则电压表的读数为电压表的读数为 。us1= = (12+ +5 sinw

8、 wt) V，2us2= = 5 sin(w wt+ +240o ) V，2 5 sin(t - -90o) 2w w = = 1rad s- -1240o .Us2 .Us1(1)122+ +52= =13V13V5VLC并联电路发生谐振，并联电路发生谐振，R上无压降。上无压降。非正弦周期电压有效值：非正弦周期电压有效值：5. 图示正弦稳态电路中，已知图示正弦稳态电路中，已知 us= =8sin10t V，L1= =0.5H，L2= =0.3H，M= =0.1H。可求得。可求得AB端电压端电压 u = = L1ML2+ +- -us+ +- -uAB解：以解：以us为参考相量为参考相量 .U

9、sm= = 8V .I1m= = .I1m .Usmjw wL1= =8j100.5 .Um = = jw wM .I1m+ + .Usm= = j10 0.1 8j100.5+ + 8= = 1.6 + + 8 = =9.6 V所以：所以： u = = 9.6 sin10t V9.6 sin10t VA .Um+ +- -+ +- - .U1 .U2 三、求如图所示电路中的电压三、求如图所示电路中的电压 U。 .I1 .I2 解：列网孔方程：解：列网孔方程： .20I1 + + .10I2 = = .- -U1 100( (10- -j50) ) .I2 .10I1+ + = -= - .U

10、2理想变压器方程：理想变压器方程： .U1= = 0.5 .U2 , .I1 = -= -2 .I2解之得解之得 .I1 = = 4 2 45o A .I2 = -= -245o A所以所以 .U = = 10 ( .I1 + + .I2) = = 202 45o V121000oV+ +- -10 .Us10 + +- - .U- -j50 .2四、图示对称三相电路中，四、图示对称三相电路中，.IAZ1ABZ2C感性三相负载感性三相负载 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0.866 ；另；另一组对称容性负载每相阻抗为一组对称容性负载每相阻抗为 .UAB= =380

11、0o V，其中一组对称其中一组对称Z2= =22- -30o ，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= =5.710332200.866 .IA1= =10- -60o A .IA2= =220- -30o22- -30o= = 10 A .IA = = .IA1+ + .IA2 .UAB .UC .UB .IA2 .IA1 .UA30o 1 1 .IA = = 17.32 - -30o A五、如图所示的五、如图所示的RL

12、串联电路，串联电路，若若L= =1H，R= =100 ，输入电压，输入电压 u= =20+ +100sinw wt+ +70sin3w wt V，设设w w = =314rad/s。试求：。试求：1. 输出输出电压电压uR(t)；+ +- -iu(t)LR+ +- -uR(t)2.输入电路的平均功率输入电路的平均功率P。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+

13、+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) V2. P= =(202/100)+ +30.32/(2100)+ +7.42/(2 100) = = 8.86W= = 942 六、如图，已知六、如图，已知R= =12 ，L= =40mH，C= =100m mF，电源，电源电压电压U= =230V，f= =50Hz，求：各支路电流，求：各支路电流= =？总的功率？总的功率(P、Q、S)以及功率因数以及功率因数cos ，如

14、需将，如需将cos 提高到提高到1，应增加多少电容？应增加多少电容？CRL .IL .IC .U+ +- - .I解：以解：以 .U 为参考相量为参考相量 .IC = = jw wC .U = = j2p pfCU = = j7.22 A .IL = = .UR+jw wL= = 13.2 - -46.3o A .I = = .IC + + .IL = = 9.4 - -14.3o A电路总有功功率电路总有功功率P = = IL2R= = 13.22 12= = 2.09 kW无功功率无功功率 Q = = U I sin = =230 9.4sin(14.3o)= = 534 Var视在功率视

15、在功率S = = U I = = 2.16kVA A功率因数功率因数 cos = = cos (14.3o) = = 0.969六、如图，已知六、如图，已知R= =12 ，L= =40mH，C= =100m mF，电源，电源电压电压U= =230V，f= =50Hz，求：各支路电流，求：各支路电流= =？总的功率？总的功率(P、Q、S)以及功率因数以及功率因数cos ，如需将，如需将cos 提高到提高到1，应增加多少电容？应增加多少电容？CRL .IL .IC .U+ +- - .IP = 2.09 kWQ = = 534 VarS = = 2.16kVA Acos = = cos (14.3

16、o) = = 0.969欲把功率因数提高到欲把功率因数提高到1，则应增加电容量则应增加电容量C1 = = Pw wU2( tg - - tg 1) )= =314 23022.09 103 tg14.3o= = 32 m mFC1即即 cos 1 = = 1七、如图所示电路中，电压七、如图所示电路中，电压表内阻为无穷大，已知：表内阻为无穷大，已知：R1= =15 , R2= =10 , X1= =20 , X2= =80 , 耦合系数耦合系数 k = =1/5 ,电电压表读数压表读数(有效值为有效值为40V)。试。试求一次侧所加电压求一次侧所加电压U。 解法解法1：由由 k = =L1 L2M

17、可得可得51= =X1 X2w wMw wM = = 8 电压表内阻为无穷大电压表内阻为无穷大故故 .I2 = = 0由由 w wMI1= = 40 V得得 I1= = 5 A由初级回路方程由初级回路方程 .U = = .I1 ( R1+ +jX1)得得U = = I1R1 + + X12 2= = 5152 + + 202= = 125 VR1L1 .I1 .U+ +- -L2R2 .I2VM七、如图所示电路中，电压七、如图所示电路中，电压表内阻为无穷大，已知：表内阻为无穷大，已知：R1= =15 , R2= =10 , X1= =20 , X2= =80 , 耦合系数耦合系数 k = =1

18、/5, 电电压表读数压表读数(有效值为有效值为40V)。试。试求一次侧所加电压求一次侧所加电压U。 R1L1 .I1 .U+ +- -L2R2 .I2VM解法解法2： 先求出先求出 w wM = = 8 。 .Uoc= = 40 .U(教材教材P266 )式中式中 Y11 = =R1+ +jX11所以所以 U = =40 | R1+jX1 | jw wM | = =40152 + + 2028= = 125 V然后用戴维宁定理然后用戴维宁定理= =15 + + j201电压表的读数即为电压表的读数即为= = jw wM Y11 .Uoc .U = = .Uocjw wM Y11八、在右图中，假

19、定阻抗八、在右图中，假定阻抗 Z 上上允许得到的功率为任意时求阻允许得到的功率为任意时求阻抗抗 Z 能得到的最大功率。能得到的最大功率。- -j3 + +- -55Zj4 10 30o V+ +- -Z .UocZ0解：求戴维宁等效电路解：求戴维宁等效电路 .Uoc = =- -j3 + + j410 30o j4 = = 40 30o VZ0 = =- -j3 + + j4(-(-j3) j4+ + 5= = 5 - - j12 当当Z= = 5 + + j12 时，时，可获得最大功率。可获得最大功率。Pmax = = 4 RUoc2= = = 80 W20402九、在图示电路中九、在图示电

20、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- -)+ +- -+

21、 +- -CR2S+ +- -USR1uC(0- -)展开展开+ +- -rIL(s)sC+ +- -sR1IL(s)sLuC(0- -)+ +- -IS(s)IC(s)+ +- -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s5- -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

22、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构成回路，故在换路构成回路，故在换路瞬间电容电压跃变，出瞬间电容电压跃变，出现了冲激电流。现了冲激电流。+ +- -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 + +十、列写回路阻抗矩阵方程。十、列写回路

23、阻抗矩阵方程。解：画有向图，选树。解：画有向图，选树。画基本回路电流，参考画基本回路电流，参考方向同连支电流。方向同连支电流。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控制量、被控量与复合支路控制量、被控量与复合支路(有有向图向图)的参考方向都一致。的参考方向都一致。= =BZk- -+

24、+ .Usk .Isk .Ik- -+ + .Uk+ +- - .Udk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的参考方向与有向图方向方向(Ik方向方向)相反取正，相同取负。相反取正，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- -1

25、01计算计算BU 和和 B Z I BU = = 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不出现不出现在最后的方程中？在最后的方程中？答：答：R1、R2的电流的电流由电压源决定。由电压源决定。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 - - U300十一、某电路的关联矩阵为

26、：十一、某电路的关联矩阵为： 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 其复合其复合支路如支路如右图：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；根据关联矩阵画出有向图；单击单击 2.列出支路关系方程；列出支路关系方程；单击单击 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；单击单击 4.画出电路图。画出电路图。单击单击 支路电压源向量为支路电压源向量为 U = = US1，0，- -U

27、S3，0，- -US5 T.I = = 0， IS2，IS3，0，- -IS5 T.- -+ +YkUskIskIk+ +- -Uk.支路支路1：与结点与结点、参考点关联，方向背离结点、参考点关联，方向背离结点。1 2 3 4 5支路支路2：与结点与结点、关联，背关联，背指指。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。返回返回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 2.列支路关系方程列支路关系方程给定条件为

28、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：个支路的内容已经清楚了。再了解结点的情况：返回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，- -

29、IS5 T.I = = Y(U + + US) - - IS.I1.I2.I3.I4.I5.- -US3 .- -US5 .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 - -

30、 AYUS.AIS、.AYUS。.4.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+ +us3十二、求图示电路的传输参数。十二、

31、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- - j0.5 1- - j0.51T = =T1 T2 0.75- -j1.52- -j0.5- -0.25- -j11- -j0.5= =1 1 j2 j2 22 1 1+ +- -U1+ +- -U2I2I11 j2 + +- -+ +- -U2U1I1I2U1.= = 1 I1.+ +U2.U1.I1.= -= -j0.5U2.- - I2.1- - j0.5 1- - j0.511- - j0.5 1- - j0.51=