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江苏科技大学电路期末试题答案

1、电路原处于稳态,t =0 时开关闭合,试用运算法求电流 i (t)。

解:(1) 计算初值V )(u c 10=- 0)(i L =-0(2) 画运算电路s 1L s = ss sC 1111=⨯=(3) 应用回路电流法0s )0(u s )s (I s )s (I )s s 1(C =-=-++-11121ss )0(u )s (I )s ()s (I s -C 111121==++- 2)s s (s 1)s (I )s (I 2++==21 (4)反变换求原函数j 1p j 1p p :)s (D --=+-===321030,,个根有)j 1s (K j 1s K s K )s (I 3+++-++=2121s )s (I K s ===01j)2(1)j 1s )(s (I K j 1s +-=-+=+-=12 j)2(1)j 1s )(s (I K j 1s 3--=++=--=1)j 1s ()j 1(21j 1s )j 1(21s 21)s (I ++---++-=)t sin e t cos e 1(21)t (i )s (I L t t 1-----==3、如图所示电路,R 1=R 3=R 4= 1K Ω ,R 2=R 5=2K Ω,u i =1V,求i 5。

【例】解:对节点①,②列KCL 方程为10u R 1u R 1u )R 1R 1(1221=-+- 00=-++u R 1u )R 1R 1(443 -+=u u带入数据有10=--u 21u 32 020=-+u u -+=u u解得 u 0=4V 故得i 5=50R u =310×24=2 mA 4、如图所示电路,求输出端电压u o 。

【例】解:对节点列KCL 方程为0616161616132=--++-u u u )(V u 4=- V u 33= 联立求解得 u 2=9V 故 A u u i 16396321=-=-=A u u i 61634632=-=-=-A i i i 67611213=+=+=故得u 0=-63i +3=-6×67+3=4V5、如图所示电路, u S =12V, iS =2A 。

当1-1’端口开路时,电路N 吸收的功率为16W ;当2-2’端口短路时,电路N 吸收的功率为16W ,且i 2”=-2/3A 。

求u S 和 i S 同时作用时,此两个电源各自发出的功率为多少【例】解:当1-1’端口开路时,u s 单独作用,产生的电流为i ’2,故i ’2=s u 16=1216=34A 当2-2’端口短路时,i s 单独作用,产生的电流为i ’’2=-32A ,产生的电压为u ’’1-1’=216=8V当u s ,i s 同时作用时,产生的电流为 i 2=i ’2+i ’’2=34+(-32)=32A 故u s 发出的功率为 P s1=u s i 2=12×32=8W 由题意知,当i s =2A 时,i ’’s =-32A ;根据互易定理知,当u s =2V 时,u 1-1’=-32时,则当u s =12V 时,u ’1-1’=-32×212=-4V故u 1-1’= u ’1-1’+ u ’’1-1’=-4+8=4Vi s 发出的功率为 P s2=4×2=8W6、如图所示电路,t<0时S 打开,已知当t=0时刻闭合S ,求t>0时的u C (t)和i 1(t)。

【例】解:(1)将电容C 断开,得开路电压为u 0c =2V(2)将电容C 短路,求短路电流i sc ,其对应的电路如图a 所示图a(11+21)ϕ=12=-4i sc 即23ϕ=2-42ϕ故ϕ=74V故i sc =2ϕ=274=72A(3)从电容C 向左看去的端口输入电阻为R0=sc c i u 0=722=7Ω (4)可作出等效电路,如图b ,根据图b 有u c (0+)=u c (0-)=0,u c (∞)=2V ,τ=R 0C=7×3×106=21×106S 。

故得 u c(t )=2-(2-0)e -τ1t =2(1- e211-×610t )ε(t )V又得i c (t )=-3×10-6)(t u dtd c =-3×10-6×211×106e 211-×106t =-72C 211-×610tε(t )A图b7、如图电路,已知L 1中无基波电流,C 1中只有基波电流。

求L 1,L 2和i(t)。

【例 P355】解:L 1中无基波电流,说明L 2和C 2对基波发生了并联谐振,故得L 2=221C ω=60×100×110012=1H C 1是只有基波电流,说明L 1,L 2,C 2支路对3次谐波发生了串联谐振,该支路阻抗为Z=2222j3ωC1j3ωLj3ωC1×j3ωL+j3ωL1+=j()[]()1222212212-ω--ωωCL3LLCLL33=0得L1=()1222-ωCL3L2=1130012-×100×1×6-=直流分量单独作用时,有I0=110R=10010=基波分量单独作用时,有I1=121150CjRRω++∠=∠140Ai1(t)=(100t+140)A3次谐振波分量单独作用时,i3(t)=130020Rtcos= A故i(t)=I0+ i1(t)+ i3(t)=+(100t+140)+ A8、如图所示二端口网络的A参数矩阵为A=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21302.输出端接以电阻R。

今将电阻R并联在输入端口,如图b所示,且知图a输入端口的输入电阻为图a的6倍,求此R的值。

【例P479】解:二端口网络的方程为U1=2U2-30I2,I1=又有U2=-RI2故图a电路的输入电阻为R in=11IU=222221302IU.IU--=()()222221302IRI.IRI----=21302++R.R图b电路中的二端口网络输入端口的输入电阻为R’in=11IU=222221302IU.IU--此时I2=0,代入上式有R’in=2212U.U=20Ω图b电路的输入电阻为R’’in=inin'RR'RR+⨯=2020+RR解得R=3Ω(R=-20Ω舍去)9、如图所示电路,u(t)=2cos(t)V,求Z为何值时,它能获得最大功率Pm,Pm的值为多少【例P273】解:题支中电路的去耦等效电路如图a所示,故端口ab的开路电压为U0c=551210.j.j++∠×=∠450V端口ab向左看去的输入阻抗为Z0=1++()55125512.j.j.j.j+++=1++∠=+Ω故可作出端口ab的等效电压源电路,如图c所示。

故当Z=Z0=时,Z能获得P m,且P m=24RUC=061417702..⨯=×103V图b图c。

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