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电路原理习题及答案

1-4. 电路如图所示,试求支路电流I.IΩ12解:在上结点列KCL 方程:A I II I I 6.301242543-==+-++解之得: 1-8.求图示电路中电压源发出的功率及电压xU 。

53U解:由KVL 方程:V U U U 5.2,53111=-=-得 由欧姆定律,A I I U 5.0,5111-=-=得所以是电源)(电压源的功率:,05.251123)52(151<-=-⨯-===⨯+=W I P VIU V X1-10.并说明是发出还是消耗源功率试求图示电路两独立电,。

10A解:列KVL 方程:A I I I I 5.0010)4(11101111==++⨯+⨯+-,得电路两独立电源功率:,发出)(,发出。

W I P W I P A V 38411051014110-=⨯⨯+-=-=⨯-= 2-6如图电路:R1=1Ω ,R2=2Ω,R3=4Ω,求输入电阻Rab=?解:含受控源输入电阻的求法,有外施电压法。

设端口电流I ,求端口电压U 。

Ω====+-=+=+=9945)(21131211211I UR IU II I R I I R I I I R I IR U ab 所以,得,2-7应用等效变换方法求电流I 。

解:其等效变化的过程为,根据KVL 方程,AI I I I 31,08242-==+++ 3—8.用节点分析法求电路中的xI 和xU .Ω6A3xU 1x I Ω4Ω2Ω2Ω2VΩ1UV 3234解:结点法:A I V U UI U U U U U U U U U U U U U UU U U X X X n n n n X n n n n n n n n n 5.16.72432242)212141(21411321)212111(214234121)4121(3121321321321==-⨯=--==+=+++--=-+++--=--+,解之得:,,补充方程:网孔法:网孔电流和绕行方向如图所示:323132132112224123221212242223m x x m x m m m m m m m m m IU I U I I I I U I I I U I I I I ++-==-⨯=-=+++⨯-⨯-=-+++-=,),(补充方程:)()(3—17.电路如图,试用网孔分析法求解电路中受控源发出的功率。

解:网孔法:123323112)12(61)21(I I U I U I I U I I -=-=-=⨯-++-=⨯-+补充方程:解之得:VU A I I A I 1,1,2321=-==-=发出,0556126321<-=⨯=-=⨯+⨯+⨯+=W U U P VI I I U X U X结点法:如图所示,选4结点为参考点,2232121)1121(21121)2111(112611)2111(n n n n n n n U U U U U U U U U U ==++--=-++--=-+补充方程:3—18.电路如图所示,试求解电流I 1、I 2和I 3。

2Ω2Ω1Ω1Ω2V 4V4U XI 1I 2I 3I m1I m2I m3U X +-解:用网孔法分析VU AI I A I I A I I I U U I I I I I I X m m m m X Xm m m m m m 6248,312421)112(242)22(3322112332121-=-==-===-=⨯+==-=⨯-+++-=-+补充方程,4—l 试用叠加定理求图示电路的电流i 。

解:原图=(a )图+(b )图A i i i 4.22.38.0"'=+-=+= 4—10.试做出图示电路ab 端纽左侧电路的戴维南等效电路,并求电流I .︒︒+___++36V 1Ω1ΩU1Ω3UI3I83Ωa b解:将待求支路去掉,写出其端口的伏安关系,戴维宁等效电路为:,所以,代入最上式得:得:方程得:结点列在方程得:结点列在Ω==+=+==-+⨯+-=+=310663101631313611310222eq C R V U I U I U UUI I KCL c U I I KCL b UI U所以, I=1A4—11.做出图示电路ab 端左侧的戴维南等效电路,并求I 。

1Ωa4Ω12V5Ω2Ω21I I 1Ib︒︒解:将待求支路去掉:列出该二端网络的伏安关系:I I I I U +=+⨯-+⨯=12122)2(111 所以该二端网络的戴维宁等效电路的参数:Ω==1,120eq C R V U其等效电路为:A I 2,=∴4—13.电路如图所示,负载电阻L R 取何值时,它能获得最大功率?此最大功率是多少?︒︒Ω2Ω2Ω5︒︒V4141U LR ab1U +-解:将待求支路去掉,在(a )图中,求出戴维宁等效电路。

端口伏安关系方程:1284)41(2)41(21111+=∴++⨯=++⨯=I U U I U U U I U戴维宁等效电路如(b )图所示,因此当L R =8Ω时可以获得最大功率,此最大功率:W R UP eqOC 5.442max==4—15.图示电路电阻L R 可调,求L R 取何值时可获得最大功率,并求此最大功率.Ω5Ω5Ω1A7U5V10LR ︒︒U解:将待求支路去掉:列端口的伏安关系:WR U P R R V U IU U I UU UI U eq OCR eq eq OC S S L 81.324712R 712,15712150)75(551102max L ==Ω==Ω==+==+--++⨯+=时可以获得最大功率即:当所以:解之得:7—5如图所示电路原处稳态,t =0时合上开关S ,求换路后的i L (t )和i (t )。

解:电路,方法二得,,根据式:一阶电路的三要素法公+---+-+==+=∞-=+⨯+=-=∞-+∞==+===⨯+=∞==0316)6//2(324)()38316(62)1(4)]()0([)()(5.02)3//6(2486)6//2(324)(0)0()0(22t Ai A e dt di Li i i KCL Ae e i i i t i sR L Ai i i t LL L t tL L L L ττ再根据三要素法公式求得。

7—7. 图示电路原已达稳态,当t =0时开关闭合,求i t (),t ≥0。

︒︒+_123k Ω3k Ω6k Ω2k Ω200μFt =0i解:根据一阶三电路三要素法[]τte i i i t i -+∞-+∞=)()0()()(其中: 0)(=∞i []sC R eq 8.0102002)3//6(3=⨯⨯+=⨯=-τVu u c c 6126336)0()0(=⨯++==-+mAe t i mAi i t t 25.15.0)(5.06332)6//3(6)0()0(0-+++==+⨯+==所以:中,求出在7—8 图示电路在换路前已达稳态。

当t =0时开关接通,求t >0的u t C ()。

︒︒+_1A2Ω3F 1Ωu Ct =0解:由一阶电路的三要素法得:[]Ve t u sC R Vu u Vu e u u u t u tc eq c c c tc c c c 23432)(2221)0()0(32)1//2(1)()()0()()(--+-++=∴=⨯==⨯===⨯=∞∞-+∞=ττ7—9 图示电路原已处于稳态,当t =0时开关闭合,求i t (),u t (),t ≥0。

︒︒+___++10V5Ω5Ω05.Huit =0解:根据一阶三电路三要素法[]τte i i i t i -+∞-+∞=)()0()()(Ve dt diL t u Ae t i sR L Ai i A i t t eq 5510)(46)(2.05//55.02510)0()0(6520510)(---+==-=∴=======+=∞τ7—10 电路如图所示,当t =0时开关闭合,闭合前电路已处于稳态。

试求i t (),t ≥0。

解:由三要素法公式:[]τtc c c c e u u u t u -+∞-+∞=)()0()()(其中:[]mA e t u t i Ve et u s C R V u u V u t c t t c eq c c c )6529(6)()()527(273227)(15.01010010)6//2(3210121412236)0()0(2736626)(667.6667.615.063-----++==+=-+=∴=⨯⨯⨯===++===⨯+=∞τ9—5 电路如图所示,已知Z 1吸收功率P 1=200W ,功率因数cos φ1=0.83(容性);Z 2吸收功率P 2=180W ,功率因数cos φ2=0.5(感性);Z 3吸收功率P 3=200W ,功率因数cos φ3=0.7(感性),电源电压U =200V ,频率f =50Hz 。

求: (1)电路总电流I ;(2)电路总功率因数cos φ;(3)欲使整个电路功率因数提高到0.95,应该采用什么办法?并联电容是否可以?如果可以,试求该电容C 值。

解:设V U O0200∠=•835.0)3.330cos(cos 47.33.3347.3,3.3347.36.3812.2048.3114.134580321321=+==-∠=∠=+===++-=++==++=•*•*••-ϕAI A I A I jQP I U S Var Q Q Q Q WP P P P O O解得,电路的复功率,并联电容前后,有功功率不变,P=580W ,FC C U Var Q Q Q Var Q oμωϕϕ2.15,1191,1917.1905802.18tan 2.18,95.0cos 2//==≈-=∆=⨯===‘无功功率,9—6 电路如图所示,已知路电流R 1=24Ω,ωL =18Ω,R 2=40Ω,1/ωC 1=30Ω,1/ωC 2=50Ω,支路电流I 2=1.5A ,试求: (1)总电流.I 和电压源电压s U .,(2)电压源提供的有功功率P 、无功功率Q解:设A j C j R I I A I C O 21,05.1222==∠=•••ω则,由KCL ,A I I I OC 1.535.22∠=+=•••由KVL ,VR I I C L j R U O S 0160)]1([2221∠=+-+=•••ωω复功率,VA j I U S OS S )320240(1.535.2160-=-∠⨯==*••-P=240W , Q=-320V ar9—10. 图示电路中已知:()︒-=3010cos 100t u V ,()︒-=3010cos 10t i A ,求:无源二端网络N 的最简串联组合的元件值。

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