2005-1(18分)直流电路如图,已知Ω=41R , Ω=22R ,Ω=13R ,Ω=64R ,Ω=15R ,Ω=15R ,Ω=26R A 4S =I ,V 8S =U ,流控压源I U 4CS =,求各独立电源供出的功率。
U CS 答案P U S =32W P I S =160W :;。
U I -6 解:用节点法。
设参考点和三个独立节点电压1U 、2U 和3U如图,有V 82=U 。
可列如下方程组21)2141(==-+1U +11142)4(=+U I34-121U 4I U 3-2U 41-U 3×8-8化简为0.751U -U 3=80.25U -1=30.25-0.25U 8解得 A)8(V,16,V 1631===I U U 。
按非关联方向设独立电压源中的电流为S U I ,独立电流源两端电压为SI U (见图),可得A 4216811681821233252S -=-+-+=-+-+=R U U R U U R U I U ;` V 404616S 41S =⨯+=+=I R U U I 。
最后得:W 32)4(8S S S -=-⨯==U U I U P ;W 160404S S S =⨯==I I U I P 。
2005-2 (16分)图示S N 为含源线性电阻性网络。
已知当Ω=62R 时,V 62=U ,A 41-=I ;当Ω=152R 时,V 5.72=U ,A 71-=I 。
求(1) ?2=R 可获得最大功率,并求此最大功率P max 。
(2) ?2=R 可使01=I 。
答案:R P =3Ωmax =6.75W ;。
R 2时P 2=(1)R =2.4Ω时(2)I 1=0R 22解:(1)将R 2a )电路。
R 2(a) (b)由已知条件可有如下方程组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯+=⨯+5.71515666in OC in OCR U R U解得 V 9OC =U ,Ω=3in R 。
得当Ω==3in 2R R 时可获得最大功率,此最大功率为W 75.634942in 2OC max =⨯==R U P(2)将原电路中的2U 支路用独立电压源2U 替代见图(b),有如下线性关系 2211K U K I +=由已知条件有如下方程组 ⎩⎨⎧-=+-=+75.7462121K K K K解得 21-=K ,82=K 。
由上述线性关系有 8221+-=U I 令I 1=0,解得V 42=U 。
由图(a)可有22in C02R R R U U +=即22394R R +=解得Ω==4.25122R2005-3(14分)电路如图,已知Ω=41R , Ω=22R ,Ω=103R ,Ω=54R ,A 1S =I ,V 2S =U ,1CS 2I I =。
试用戴维南定理求图示电路中的电流I =?S 4I U 答案I =0.2A :。
解:将左侧支路开路如下图(a),设开路电压U 0C 。
在此电路中设三个独立回路电流分别为1A ,I 1和2 I 1,并设支路电流I 10Ω图(a) 图(b)根据回路电流法有16I 1+2×2 I 1-12×1= 0 解得A 6.020121==I 由KCL 得I 10Ω=1-I 1 =1-0.6 = 0.4A得V 41010OC ==ΩI U将图(a)电路中的独立电流源置零后为图(b)电路。
此电路可等效变换成图(c)电路。
图(c)电路中的受控电压源受本身电流控制,且符合关联方向,则此授控电压源为一个4Ω正电阻,见图(d)。
由图(d)可得Ω=5in R 。
原电路等效为图(e)。
可得S4U R U 图 最后得 A 2.05524=+-=I 2005-4 (8分)正弦电路如图,已知Ω=251R ,Ω=752R ,Ω=20R , 调节电容C 使电压表V 的读数保持20V 不变。
求1.电压U ;2.电阻r 。
答案:=U1.80V r =Ω2.20解:设0∠=U U。
在图中设a 、b 两节点,则有043212a∠=+=U UR R R U 043j )(b ∠=-+-=U X r R R U U U C CC C X r X r U X r R R U U U U j 20j 604j )(43ab -++-⨯=-++-= CC X r X r UU j 20j 604ab -++-⨯= 欲调节电容C 使ab U 不变,即使ab U 与X C 无关,应有12060=+-rr,即 r r +=-2060且V 204ab ==UU 。
解得:Ω=20r , V 80=U2005-5 (16分)图示非正弦电路,已知电压源V )3010sin(23003S+=t u , 电流源A )45102sin(33S-⨯=t i ,H 2.01=L ,H 4.02=L ,H 1.0=M ,μF 5.2=C ,Ω=200R 。
求电容电压)(t u C 及其有效值C U 。
答案:;=)sin(10+30 )=t u V 400 2SC 3U +500C 300 2sin(2×10t 310 V解:原电路的去耦等效电路为下图SCj ω-.1其中:V 30300S =U Ω=200j j 1ωL ;;Ω=400j j 2ωL ; Ω=100j j ωM ; Ω-=-400j j 1ωC。
当电压源V )3010sin(23003S+=t u 单独作用下的电路为下图)45102sin(33S -⨯=t i Ω200并联环节谐振,可得V 30400)400j (400j 100j 30300)1(∠=--∠=CU 当电流源A )45102sin(33S-⨯=t i 单独作用下的电路为下图。
A串联环节谐振,可得A 23j 4523200j 200200)2(-=-∠⨯-= IV 0300)23j ()200j ()200j ()2()2( ∠=-⨯--=--=I U C最后得V 102sin 2300)3010sin(2400)(33t t t u C ⨯++=V 50030040022=+=C U2005-6 (16分) 一阶动态电路如图(a )已知Ω=61R ,Ω=32R ,F 1053-⨯=C 。
1.电压源电压波形如图(b ),求t >0时电容电压)(t u C 。
2.若电压源为u S = 3δ(t )(δ(t )为单位冲激函数),求电路的冲激响应)(t u C 。
e 6100t-=A )(100C t u 答案:-。
t 0918u Vts Cu 3e=100A (a)(b)1.>2.)(C t u t-t 0 >。
解:1. 用三要素法有V 3)0()0(==-+C C u u ,V 6)(=∞C u ,s 231011056363--⨯=⨯⨯+⨯=τ 得: V e 36e)63(6)(100100t tC t u ---=-+= (t > 0) 。
2. 当u S = 3δ(t )时,先求u S = 3ε(t )时的阶跃响应,有0)0()0(==-+C C u u ,V 1)(=∞C u ,s 231011056363--⨯=⨯⨯+⨯=τ 阶跃响应V e 11)(100tuC t S --= (t >0)冲激响应V e 100d d )(100t uCuC tS t h -==(t >0)2005-7 (16分) 图示电路中,Ω=301R ,Ω=202R ,H 25=L ,F 01.0=C ,V 401S =U ,V 202S =U 。
开关S 闭合前电路以达稳态,t =0时将S 闭合。
求t ≥ 0时的电容电压)(t u C 和电感电流)(t i L 。
C u )(L t u e 40t -=答案:V)(t i 1=-A e 4t -。
;t ≥0 t ≥0 ( )( )C e 4t-+416-1625+e t -125解:A 4.020302040)0(212S 1S =+-=+-=-R R U U i L ;V 2820204.0)0()0(2S 2=+⨯=+=--U R i u L C运算电路为下图由节点电压法得44116404516014028111)0()0()s ()(22222S 1S +++-=++++=+++++=--s s s s s s s s sC R sL sC su R s U sL Li U s U C L C4251125161)0()()(1S +++-=---=-s s s sL Li s U s U s I L C L 最后得0V e 4e 1640)(4≥+-=--t t u t t C0A e 251e 25161)(4≥+-=--t t i tt L2005-8(16分) 已知某网络的基本回路矩阵为[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=11110011100000111654321fB其对应的支路阻抗矩阵为[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=654321C j 1j j 1R R L R C ding Z ωωω 试求:1.该网络的回路阻抗矩阵〔Z L 〕;2. 对应于〔B f 〕的基本割集矩阵〔Q f 〕;3.割集导纳矩阵〔Y C 〕。
答案:(见题解) 解:1.[][][][]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++--+++----++==65325332535433323321j 1j j 1j j j 1j j 1j j j j j j 1R L L R L L L R L L L R L L L R L L R C B Z B Z Tf f L ωωωωωωωωωωωωωω2. []==l t f B B B ][ ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---10111010*********641532可得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=-=111000101101100011110100111010101001654321641532]1[][T t f B Q3. 由已知支路阻抗矩阵得支路导纳矩阵为 []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=6543211C j 1j 11j R R L R C ding Y ωωω 可得⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++-----++++-+++==654646646431616616211j 11111111j 1j 1j 11j 11j ]][][[][R ωC R R R R R R R R ωL ωC R ωC R R ωC R R ωC Q Y Q Y Tf C f C2005-9(16分) 如图(a )、(b )所 示 两 个 二 端 口 网 络,已知Ω=5.01R ,Ω=22R ,Ω=5.13R ,Ω=24R 。
求:1.用Z 参数说明图(a )所示网络是否为互易网络?是否为对称网络?2.用传输参数说明图(b )所示网络是否为互易网络?是否为对称网络?答案::1.图(a)既互易又对称;图(b)不互易也不对称。