中兴硬件笔试题及答案

1、电路分析基础学习指导、主要内容提要1.RLC元件的VCR元件符号VCR 表二阻抗导纳瞬时直流正弦稳态v=iRV=IRR短路j w L开路j co C注：VCR采用非关联方向时，表达式要加 三种元件电流与电压相位关系一电阻：vi同向；电感：i滞后v90;电容：i超前v90o.电源与受控电源电压源与受控电压源说明：理想电压源的电流由外电路确定。而实际电源的模型中为内阻，表示耗能，越小效果越好。.电流源与受控电流源：说明：理想电流源的电压由外电路确定。而实际电源的模型中为内阻，表示耗能，越大效果越女K其中i is oRo注：对受控源的处理，与独立源基本相同。不同的是受控源的电流、 电压会随控制量（电

2、 流或电压）变化而变化，而且在叠加定理与戴维南的分析中，受控源与独立源不相同。.耦合电感与变压器的 VCR耦合电感的VCR注意:讦工工M、巴 VCR 中JifeMlfelM1（课件）。耦合系娄 + k曜*? M K=1为全耦合。+1Li5LEl2l9 J+U西加变压器的VCR+_1 /；n +朕_ 5 I?档收/号联网,如有不妥请联系删除ui百 IU2rU&2文档来源为：从网络电!喳 .wo1d版本可编辑.欢迎下载支持.I再 1n为变压器唯一参数匝数比。.双口的VCR注：求各参数方程中的参数原则是加自变量求因变量”，列写端口 VCR整理成对应得参数方程形式可得对应参数。但计算A参数例外。k 1

3、5.KCL、KVL 定律例1图中I=?I 才c+Ir+Il, I 、I R (IC I L)2例 2 图中 V1？已知 V2=10,23(501+30vVVV2 10 30 (V),V3Vi V2 V310 30CI RKqq 一LV3=8,2sin50t(V)90 (V)不能取 V1=V2+V390形式定律 j一瞬时直流正弦稳态KCLKVL注：对于正弦稳态，取有效值时,nIkn0;Vk0k 1.等效电路两电路等效指的是两电路VCR等效.用一电路去等效另一个电路后对外电路无影响.用电路等效规律解题，是分析电路方法之一，有时可取得事半功倍的效果 .下面列举常用等效电 路. 电阻（阻抗）串联及分压

4、公式（适用于正弦稳态）：电阻并联及分流公式：电压源与电流源的等效互换注：互换后电流源与电压源之极性与方向之关系。(方向非关联，即 “一由电压源“守旨向“+)含源(独立源)单口的等效 一一戴维南、诺顿定理以直流为例子，正弦稳态也同样适用。Voca、b端开路电压Isca、b短路电流注意Voc、Isc方向。Ro求法：R0 VOCI SCa N内无受控源时，令独立源为零，用电阻串并联等等效方法求得。b N内有受控源时，有两种方法。a)开路一一短路法Ro VOC b)加电源法，首先令N内I SC独立源为零，得到N0,然后在端口加电源(电压源或电流源)，计算端口 VCR而得到Ro V。相当于求No输入电阻

5、。说明：如N内无独立源，则该单口可等效为一个电阻。 如要求某含源单口的 VCR,则可以利用戴维南电路容易求。耦合电感等效电路(6)变压器等效电路空芯变压器一一可以按耦合电感处理。理想变压器Zl与同名端无关。 全耦合变压器(K=1) a可按耦合电感来处理。.动态直流一阶三要素法以f(t)表示要求电路某一支路的电流或电压，则f(t)=f( 8)+f(0+)- f(/bo)ef(每插巡神的稳态等效电路(开路电容短路电感)。三聚索f(0 根丽路庙瞬间(t=0+)等效电路求。作t=0+等效图方法如下：求换路前瞬间 (t=0 的iL(像冒烟声黎根RC霸碓则有iL(0+)= iL(0vc(0+)= vc(0

6、 io按如下原则作出t=0+等效电路Uc(0+)=0,则将C短路。iL(0+)=0,将 L开路。电容元件用Uc(0+)电压源代替，如在。+等效图中：,电感元件用iL(0+)电流源代替，如求p =RC或-L,其中Ro为从L或C两端看进去的戴维南等效内阻。R0注：对于直流二阶电路，只要了解过阻尼、欠阻尼、临界阻尼、无阻尼的条件及响应之 特点形式即可。.功率 直流电阻电路功率计算。注：A可以使电阻、独立电源、受控电源。根据计算结果，如果 P0,表示A吸收功率。如果2 V对于电阻，总有PR I2R 0。 R任意闭合回路，功率守恒。PL maxvOc4R0P0,表示A产生功率。Rl=Ro时，可获得最大功

7、率最大功率传递：先将单口用戴维南等效电等效。当取正弦稳态功率平均功率P： p vicos ZPK(W),2 rV2I Z cos Z Z cos Z注A)如果N只由R、L、元件构成，则当：但=0,N为纯电阻网络，P=VI,总耗能；6z=i90, N为纯电感或纯电容， P=0; Qz0, N为感性，但0,因总有电阻存在。N内有独立源或受控源时，有可能使色0, P2+(2 / 2)i则 Ro=v/i =9 Qo 作出戴维南等效电路如图(c)。 v=1+9i。(4) PN=vi=10X(10 T)/9=10W(吸收) 6.求端口输入电阻Rio解 用加压法，在端口加电压源，利用两类约束( KCL、KV

8、L ,VCR)求端口 VCR而彳R Rio由 KCL: i 1+ 3+i WR2=0 即(1+3) v/R1+v/R2=iRo= 0.5 0 则 L/ Ro =2S。对(b)图，可以采用加压法求加压法如图(c) 则均可以得到解由端口电流、电压求解。Roo也可以采用电源等效法求解。分别说明如下： 将电路中受控源由电压源 一电流源一电压源如图(d)Ro20； =R0c=2M0p S38.如图电路原处于稳态，vc2(0-)=0 , t=0时刻K闭合,作0+图并求i(0+)、ii(0+)及i2(0+)。解 (1)Vci(0-)=5 0 =50Vvc2(0-)=030V(2)由换路定理：vci(0+)=

9、 vci(0-) =50Vvc2(0+)=vc2(0-) =0, ，11150 m 由0+图用节点分析法：一 一 一 Va 5 得:Va=30V10 3 35进一步可得：i(0+)=3Ai1(0+)= -4Ai2(0+)=6A.开关K断开前闭合已久，求 K断开前电压表读数。已知电压表内阻为Rg=2KQo4解 Il(0 ) iL(0-) 2A , v (0+) = -RgX2= 72000 2= 000V1 1所以电压表读数为 4000 (V)。.求单口等效电路，并标出各元件参数。已知V=VmCOS(co +v)(V), i =ImCOS( t+i)(A)?解 Z V_ Vm_V,所以Zn=Z1

10、R1+j coL1)=Rn+jXn,则N的等效电路如图(b)所示。I I m(J) i.求电路平均功率P、无功功率Q与功率因数入。.已：f=50Hz,V=380V,P=20kW,cos=0.6(滞后)。要使功率因数提高到0.9求并联电容 C。补偿容量也可以从无功补偿角度来确定：思考：如果功率因数提高到1,怎么计算C?.初级电路发生谐振时，计算品质因数Q通频带B3,以及上下限频率 心、啦。解 将次级阻抗折合到初级作出等效电路如图(b)o则有?.如图所示电路 Vs 120 0 V , L1=8H , L2=6H , L3=10H , M12=4H , M23=5H , co=2rad/s。 求此有

11、源二端网络的戴维南等效电路。解ab端戴维南等效电路要计算开路电压与端口等效电阻。计算 VocL3在其他两个圈 无互感电压。则有La=L1 -M12+M23=9H ; Lb=L2 -M12 -M23= -3H; Lc=L3+M12 -M23=9H 则有?j co Lb ?Voc-jVs 60 0 V； Zeq j Lc (j La|j Lb) 9jj 3 La j 3 Lc即Zeq为一纯电感组成，其等效电感为4.5H。所求戴维南等效电路如图(c)。.如图对称三相电路，电源线电压为380V, Z1=10 53.1, Z2=北0 , Zn=1 + j2求：线电流、相电流。解 Zi为Y型负载，Z2为A

12、型负载。将Z通过AY互换后作出一相电路等效电路见 图(b).?150设Uan 220 0oV; Uab380 30o V ? ?Z2 Z2jQ15如图为一全耦合变压器电路，其中R=8Q,求I 1,V2。33解法一用全耦合变压器等效电路解。图见上图(b).虚线框内为理想变压器则有1 ,将负载折合到初级得到R=n2R=2 如图(c)。由此求出2法二 用反映阻抗解。作出初级与次级等效电路如图(c) (d).。.建立电路网孔电流方程。分析15(a)图难点在于两个电流源的处理，其中 4A电流源属于两个网孔，应假设端电压V,然后作电压源处理。 2A电流源单属于一个网孔，该网孔方程可省略。(b)图在于受控电

13、流源，其所在网孔方程可省略，只要在列其余网孔方程时该网孔电流用3(iA Tb)代替即可。解又(a)图，有 经整理得:又(b)有(10+8+6) iA 8X(3 2) 6b=4 方-6i a+(6+4+2) iB Y X( Wi 2)=3 /i2=iA-iB经过整理得224iA+24i2-6iB= -1J 6A+12iB+12i2= Ti2=iA Tb.试用节点法计算图 4.20所示电路电流Ii、I2,并求图中受控电压源功率。题17图分析 本题难点是元件及元件种类多，具体体现在电压源支路与受控源支路的处理。可将节点看作超节点，也可假定电流后当电流源处理(如图所示)。而4V电压源串联电阻支路可以等

14、效为电流源并联电阻支路。另外注意受控电流源串联电阻对节点为无效电阻元件。解 选对图中节点编号如图，选节点为参考节点，节点电压用Vi、V2、V3表示列节点方程如下解以上方程组得Vi= WV , V2=0V , V3=0.6V , Ix= WA , l2=3A则Ii=4A;受控电压源功率为P=0.2I2Mx= 24W。注意：含理想运放的电路分析常用节点法。同时结合理想运放的两个原则一虚断、虚短进行。.计算图示电路V。、V关系。解 运用理想运放条件有 v+=v-; i+=i=0.如图所示电路，用回路分析法只列一方程解电流Ii。解 回路分析法关键在于选树。Rf般将电流源与未知量所他路选在连枝。阻支路选

15、在树枝，这样可以减少方程个数。本题选树如图 方程如下：Vs1R3电压源与电 姆回路R2.电路如图(a)所示，试用叠加定理求电流i及受控源功率。题20图分析本题含两个独立源与一个受控源，受控源应该作电阻元件p样处理即某一独立电源置零，受控源保留，但其数值随控制量变而变.解1.4V电压源单独作用，如图(b)所示.将2A电流源开路.由于控制量v=0,所以受控电流 源开路.则2A电流源单独作用，如图(c)所示.列中间网孔KVL方程有：根据叠加定理，有由图(a)知道则受控源功率.如图所示电路，计算负载为多大时其上获得最大功率？且最大功率为多少？分析 本题根据题意为最大功率定理应用问题，关键为R两端戴维南

16、等效电路求解。难点在于两个受控源的处理。作出计算Voc, Req的等效电路如图4.33(b)(c)。解 首先计算Voc，断开待求支路，作出计算 Voc的等效电路如图4.33(b)。有Voc=2iNi+6贝 U Voc=6V。计算Req,将独立电源置零值，再采用加电流源方法，作出Req的等效电路如图4.33(c),有-4i+2IS+8i=0-2i +6IS+10i=V解出接上待求支路，画出等效电路如图 4.33(d),由最大功率传输定理得知，当R=Ro=4 时,获得最大功率.ZL取何值时其上才获得最大功率PLmax?且PLmax= ?解关于复阻抗最大功率传递问题，一般分为模匹配与阻抗共轲匹配两种

17、情况，详见课件。解题将次级阻抗折合到初级并将负载以外部分等效戴维南等效电路，如图(b)所示。 TOC o 1-5 h z ?jX ?V2 V OC -VSZo=R/( JXc)=R+jx0 ZL=n2Z0*=n2(R0-jx0) PLmax-OCR-jXc4Ro.如图(a)电路，uc(0-)=2V , t=0时K闭合，试用三要素法求t皂0时uc(t)及i1(t)。K g)J Uc(t)(a)2h +Vs|6DO 12V2十八Q6八-小，VO 12Vo 0+2V V+12V2i1 +(b) 0+- t=Ui02i1Vo+(d) -0解 (1)求初始值uc(0+)及i1(0+)vc(0+)= vc

18、(0-)=2V ,作 0+图(b)有：6i1(0+)-2i1(0+)=12 一 i 1 (0+)=3A(2)求终值vc()及i1()6i1( )-2i1( )=12 一 i1( )=3A; vc ( )= -2 i1 (3)求时间常数 二RoC设用外加电源法(图dV0=2i0-2i1)=-6V6i1=2i1- i1 =0A v0=2i0故:等效内阻R0=v0/i0=2。时间常数=RoC=2X1=2(s)(4) vc (t)= -6+2-(-6)e -1/2= -6+8e-t/2 (V) i 1 (t)= 3+(3-3)e -t/2= 3 (A)t=0时开关闭合，求 v(t)(t o0)24.开

19、关闭合前电路已处于稳态,解 计算初值v(0+):如图(b),根据叠加定理有iL 0 iL 0VS HYPERLINK l bookmark20 o Current Document SI_IS HYPERLINK l bookmark76 o Current Document RiR2R3R1 R2RiR2R3(叠加定理)作t= (0+)等效电路,电感用电流源取代,如图(b),有计算终了值v( 8)计算时间常数 r如图(c)。L=瓦V（0+）=R2IS- iL（0+）V（8）=|S （R2/ R3）LR2R3(4) v(t)= v(oo)+v(0+) Moo)et/25.开关闭合前电路已处于稳

20、态, 解由于空芯变压器次级开路，t=0时开关闭合，求 v(t)(t O0)初级无互感现象，相当于只有自感电感线圈。因此可以计算iL(t)。再由次级开路只有互感电压，即 v(t)= MdiL（t）odt计算初值h(0+)：作t=0的等效图如图(b),根据叠加定理有iL0 iL 0VSSISRi R2R3RiR2RiR2R3(叠加定理)计算终了值iL( 8如图(c)o iL()R2R3 R2计算时间常数 rL LR0 R2R3 k（t）= iL（8）+RL（0+） -tL（oo）et/;T v（t）= MdiL（t）dt26、求图13.9所示电路中双口网络的短路导纳矩阵Y.分析本题可以直接求出端口 VCR来求网络参数，按照本题题意，可采用节点法列写方 程。注意受控源的处理。解由图可以得到解方程的双口网络的 Y参数方程所以得到计算其他参数可仿照此法，也可以按照参数定义，加自变量求应变量。2 127、已知YS ,计算无源双口吸收的平均功率PN。1 2解利用功率平衡原理求解。双口吸收的平均功率Pn等于两电源发出功率减去电阻(1 )上消耗功率。由双口参数方程及其端接电路 VCR得到：I1 2V11 V2I21 V1 2V2I2 10AV110 1 I1可得I18 AV2 4VI2 10AV1