《电路原理》第7 16章作业

发布 2022-07-04 17:31:28 阅读 9820

第七章“一阶电路和二阶电路的时域分析”练习题。

7-1 题7-1图(a)、(b)所示电路中开关s在t=0时动作,试求电路在t=0+ 时刻电压、电流的初始值。

ab)题7-1图。

解 (a):

: 求uc(0-):由于开关闭合前(t<0),电路处于稳定状态,对直流电路,电容看作开路,故ic=0,由图可知:uc(0-)=10v

:求uc(0+):根据换路时,电容电压不会突变,所以有:uc(0+)=uc(0-)=10v

: 求ic(0+)和ur(0+) 0+时的等效电路如图(a1)所示。

换路后ic和ur 发生了跃变。

解 (b):

: 求il(0-):由于开关闭合前(t<0),电路处于稳定状态,对直流电路,电感可看作短路,故ul=0,由图可知。

: 求il(0+):根据换路时,电感电流不会突变,所以有:

il(0+)=il(0-)=1a

: 求ir(0+)和ul(0+) 0+时的等效电路如图(b1)所示。换路后电感电压ul 发生了跃变。

7-8 题7-8图所示电路开关原合在位置1,t=0时开关由位置1合向位置2,求t 0时电感电压。

题7-8图。

7-12 题7-12图所示电路中开关闭合前电容无初始储能,t=0时开关s闭合,求t 0时的电容电压。

题7-12图。

解: 用加压求流法求等效电阻。

7-17 题7-17图所示电路中开关打开以前电路已达稳定,t=0时开关s打开。求t 0时的,并求t=2ms时电容的能量。

题7-17图。

解:t > 0时的电路如题图(a)所示。由图(a)知

则初始值 t > 0后的电路如题解图(b)所示。当时,电容看作断路,有。

时间常数 利用三要素公式得。

电容电流。t = 2 ms时。

电容的储能为。

7-20 题7-20图所示电路,开关合在位置1时已达稳定状态,t=0时开关由位置1合向位置2,求t 0时的电压。

题7-20图。

解。用加压求流法求等效电阻。

7-26 题7-26图所示电路在开关s动作前已达稳态;t=0时s由1接至2,求t 0时的。

题7-26图。

解:由图可知,t>0时。

因此,时,电路的初始条件为。

t>0后,电路的方程为。

设的解为 式中为方程的特解,满足。

根据特征方程的根

可知,电路处于衰减**过程,,因此,对应齐次方程的通解为。

式中。由初始条件可得。

解得 故电容电压

电流。7-29 rc电路中电容c原未充电,所加的波形如题7-29图所示,其中,。求电容电压,并把:(1)用分段形式写出;(2)用一个表达式写出。

ab)题7-29图。

解:(1)分段求解。 在区间,rc电路的零状态响应为。

时。在区间,rc的全响应为。

时。在区间,rc的零输入响应为。

3)用阶跃函数表示激励,有。

而rc串联电路的单位阶跃响应为。

根据电路的线性时不变特性,有。

第八章“相量法”练习题。

8-7 若已知两个同频正弦电压的相量分别为,,其频率。求:(1)、的时域形式;(2)与的相位差。

解:(1)

2),故相位差为,即两者同相位。

8-9已知题8-9图所示3个电压源的电压分别为、、,求:

1)三个电压的和;(2)、;3)画出它们的相量图。

题8-9图。

解:的相量为,

1) 应用相量法有。

即三个电压的和

2) v3)相量**见题解8-3图。

8-16 题8-16图所示电路中。求电压。

题8-16图。解: 即。

第九章“正弦稳态电路的分析”练习题。

9-1 试求题9-1图所示各电路的输入阻抗z和导纳y。

ab)cd)

题9-1图。

解:(a)z=1+=1+=

y===sb) (b) z== y=c)

d)设端口电压相量为,根据kvl,得

所以输入阻抗为

导纳 9-4 已知题9-4图所示电路中,电流表a的读数为5a。 l=4 ,求电流表a1、a2的读数。

题9-4图。

解:求解xc

若xc=-0.878ω时,同理可解得i1=4.799a,i2=1.404a。

9-17 列出题9-17图所示电路的回路电流方程和结点电压方程。已知,。a)b)

c)d)

题9-17图。

9-19 题9-19图所示电路中r可变动,。试求r为何值时,电源发出的功率最大(有功功率)?

题9-19图。

解:本题为戴维宁定理与最大功率传递定理的应用。

1.求戴维宁等效电路。

9-25把三个负载并联接到220v正弦电源上,各负载取用的功率和电流分别为:,(感性);,感性);,容性)。求题9-25图中表a、w的读数和电路的功率因数。

题9-25图。

解:根据题意画电路如题解9-25图。设电源电压为。

根据,可得。

即。因此各支路电流相量为。

感性元件电流落后电压)

总电流。电路的功率因数为。

第十章“含有耦合电感的电路”练习题。

10-4题10-4图所示电路中(1),,2),,3)。试求以上三种情况从端子看进去的等效电感。a)b)

c)d)

题10-4图。

解以上各题的去耦等效电路如下图,根据电感的串并联公式可计算等效电感。

10-5 求题10-5图所示电路的输入阻抗z( =1 rad/s)。

(a)解 : 利用原边等效电路求解。

等效阻抗为 :

b)解 : 利用原边等效电路求解。

等效阻抗为。

c)题10-5图。

解:去耦等效求解。

等效阻抗为。

去耦后的等效电感为:

故此电路处于并联谐振状态。此时。

10-17 如果使100 电阻能获得最大功率,试确定题10-17图所示电路中理想变压器的变比n。

题10-17图。

解首先作出原边等效电路如解10-17图所示。

其中, 又根据最大功率传输定理有。

当且仅当时,电阻能获得最大功率。

此时, 此题也可以作出副边等效电路如b), 当时,即。

电阻能获得最大功率。

10-21 已知题10-21图所示电路中,,,求r2为何值时获最大功率?并求出最大功率。

题10-21图。

第十一章“电路的频率响应”练习题。

11-6 求题11-6图所示电路在哪些频率时短路或开路?(注意:四图中任选两个)

abcd)题11-6图。

解:(ab)

11-7 rlc串联电路中,,,电源。求电路的谐振频率、谐振时的电容电压和通带bw。

11-10 rlc并联谐振时,,,求r、l和c。

11-14 题11-14图中,。求下列条件下,电路的谐振频率:

题11-14图。

第十二章“三相电路”练习题。

12-1 已知对称三相电路的星形负载阻抗,端线阻抗,中性线阻抗,线电压。求负载端的电流和线电压,并作电路的相量图。

解:按题意可画出对称三相电路如题解12-1图(a)所示。由于是对称三相电路,可以归结为一相(a相)电路的计算。如图(b)所示。

令,根据图(b)电路有。

根据对称性可以写出。

负载端的相电压为。

故,负载端的线电压为。

根据对称性可以写出。

电路的向量图如题解12-1图(c)所示。

12-2已知对称三相电路的线电压(电源端),三角形负载阻抗,端线阻抗。求线电流和负载的相电流,并作相量图。

解:本题为对称三相电路,可归结为一相电路计算。先将该电路变换为对称y-y电路,如题解12-2图(a)所示。图中将三角形负载阻抗z变换为星型负载阻抗为。

题解12-2图。

令,根据一相( a相)计算电路(见题解12-1图(b)中),有线电流为。

根据对称性可以写出。

利用三角形连接的线电流与相电流之间的关系,可求得原三角形负载中的相电流,有。

而。电路的相量图如题解12-2图(b)所示。

12-5 题12-5图所示对称y—y三相电路中,电压表的读数为1143.16v,,。求:

(1)图中电流表的读数及线电压;(2)三相负载吸收的功率;(3)如果a相的负载阻抗等于零(其他不变),再求(1)(2);(4)如果a相负载开路,再求(1)(2)。(5)如果加接零阻抗中性线,则(3)、(4)将发生怎样的变化?

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