一、填空题(每小题2分,共22分)
1、KVL体现了电路中能量守恒的法则。
2、一只100Ω,1w的电阻器,使用时电阻上的电压不得超过10 V。
3、含U S和I S两直流电源的线性非时变电阻电路,若I S单独作用时,R上的电流为I′,
当U S单独作用时,R上的电流为I",(I′与I"参考方向相同),则当U S和I S共同作用时,R上的功率应为(I′+I")2R 。
4、若电阻上电压u与电流i为非关联参考方向,则电导G的表达式为G=-i/u 。
5、若电容上电压u与电流i为非关联参考方向,则u,i的瞬时VCR表达式为i=Cdu c/dt 。
6、若一阶电路电容电压的完全响应为u c(t)=8-3e-10t V,则电容电压的零输入响应
为5e-10t V 。
7、若一个正弦电压的瞬时表达式为10cos(100πt+45°)V,则它的周期T为0.02s 。
8、正弦稳态电路中,一个无源单口网络的功率因数为0.5, 端口电压u(t)=10cos (100t
+ψu)V,端口电流i(t)=3cos(100t-10°)A (u,i为关联参考方向),则电压的初相ψu
为50°或-70°。
9、若电感L=2H的电流i =2 cos(10t+30°)A (设u, i为关联参考方向),则它的电压u
为40cos(10t+120°)或40sin(10t+210°) 。
10、正弦稳态L,C串联电路中, 电容电压有效值为8V, 电感电压有效值为12V, 则总电
压有效值为4V 。
11、L1=5H, L2=2H, M=1H 的耦合电感反接串联的等效电感为5H 。
二、选择题(每小题3分,共18分)
( C )1、一RL电路在振动频率为ω的正弦信号作用下,表现出来的阻抗为1+j3 Ω,当正弦信号频率变为3ω时,RL电路表现出来的阻抗为:
A. 1+j Ω
B. 1+j3 Ω
C. 1+j9 Ω
D. 1+j6 Ω
( B )2、两存在互感的线圈,已知L1=6H、L2=2H、M=2H,当线圈采用反向串联时其等效电感为:
A. 6H
B. 4H
C. 8H
D. 12H
( C )3、若RLC并联电路的谐振角频率为ω0,则在角频率ω>ω0时电路呈现:
A. 纯阻性
B.感性
C. 容性
D. 不能确定的性质
( C )5、N A和N B均为含源线性电阻网络,在下图所示电路中3Ω电阻的端电压U应为:
R1与R2的阻值应分别为:
A. 10Ω, 5Ω
B. 5/3Ω, 10/3Ω
C. 10/3Ω, 5/3Ω
D. 5Ω, 10Ω
三、判断题(每小题1分,共10分)
(×)1、电路等效变换时,如果一条支路的电流为零,可按短路处理。
(√)2、回路电流是为了减少方程式数目而人为假想的绕回路流动的电流。
(√)3、应用结点电压法求解电路,自动满足基尔霍夫电压定律。
(√)4、电阻元件上只消耗有功功率。
(√)5、电感元件是动态元件。
(√)6、一RLC串联电路发生谐振时,所吸收的无功功率为0。
(×)7、无功功率的概念可以理解为这部分功率在电路中不起任何作用。
(√)8、串联电路的总电压超前电流时,电路一定呈感性。
(√)9、由于线圈本身的电流变化而在本线圈中引起的电磁感应称为自感。
(√)10、平均功率即是有功功率。
四、简答题(每小题5分,共10分)
1、RL一阶电路与RC一阶电路的时间常数相同吗?其中的R是指某一电阻吗?
答:
RL一阶电路的时间常数τ=L/R,RC一阶电路的时间常数τ=RC;其中的R是指动态元件L、C两端的等效电阻。
2、发生并联谐振时,电路具有哪些特征?
答:
在电感和电容并联电路中,出现并联电路的端电压与总电流同相位的现象叫做并联谐振。
并联谐振的特点是:在通过改变电容C达到并联谐振时,电路的总阻抗最大,因而电路的总电流变得最小。
但是对每一支路而言,其电流都可能比总电流大得很多,因此并联谐振又称为电流谐振。
另外,并联谐振时,由于端电压和总电流同相位,使电路的功率因数达到最大值,即cos 等于1,而且并联谐振不会产生危害设备安全的谐振过电压。
因此,为我们提供了提高功率因数的有效方法。
五、计算题(每题10分,共40分)
1、试用网孔分析法求图示电路中的电压U O。
解:
如图电路有三个网孔,选择网孔电流方向为顺时针,依次为I1、I2、I3。
…… 2分
列方程得
⎪⎩
⎪⎨⎧-=+--=-+-=438231503329132I1I I I I I I A ……………………………………………… 6分
联立解方程得I2=22/21A , I3=8/7A , U o =22/7V ……………… 2分
2、电路如图所示,N 是一个直流线性有源二端网络,R 为可调电阻。
当R =0 时,i=8A ;
当R=4Ω时,i =4A 。
求二端网络N 的戴维南等效电路。
解:假设二端网络N 的开路电压为U ab ,等效电阻为R ab ……………… 2分 当R=0,R=4Ω时,对应的电路可以表示为 ab U ab Ω4V 8i
ab U ab Ω
4V
8i Ω4 ……… 2分
由此列写方程组为
⎩⎨⎧+=-=)2(448ab ab
ab ab R U R U ………………………… 4分 解得U ab =24V ,R ab =3Ω。
二端网络N 的戴维南等效电路如下图 ……… 2分
3、图示正弦交流电路中,已知U R =U L =10V ,ωC=10Ω。
试求I S 。
C ω1j -+
-C U S I L
ωj +L
U -R
解: 3Ω
+
24V
—
由已知条件可知
R=ωL=1/ωC=10Ω …………………………………… 2分
I1=1A ,选取I1为参考相量, …………………………………… 2分
用相量法分析则有
A I I I A
I V
U U U V
U V
U A
I S L R L L R ︒-∠=+=︒-∠=︒∠=+=︒∠=︒∠=︒∠=90145245210901001001.2.1.2 (1)
所以S I =1A …………………………… 6分
4、一阶电路如图,t =0开关断开,断开前电路为稳态,求t ≥0电感电流 i L (t) ,并画出波
形。
Ω
解:采用三要素法进行分析 在断开前电路为稳态,电路中的电感相当于导线,由换路定则可知
i L (0+)=i L (0-)=4A 。
……………………………… 2分
当电路开关断开时,经过无限长时间电路再次打到稳态,电感相当于导线,可知 i L (∞)=1A ……………………………… 2分
当开关打开后,拿去电感L 形成一端口,其对应的等效电阻为内部电源置零时的电阻,电压源用导线代替,电流源开路,可求得
R=4Ω
由此可知一阶电路的时间常数τ=L/R=0.25s ………… 2分
利用三要素法可知电感电流随时间的变化关系为
i L (t )= i L (∞)+[ i L (0+)- i L (∞)]e -t/τ=1+3e -4t A ………… 2分
波形如下
t/s i l /A
………… 2分。