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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