15秋西南电路基础参考答案

判断题解答题1、已知E=120V，IS=12A，R1=20，R2=20，R3=5，试用叠加原理求电流I3。1、解：利用叠加原理，待求支路电压和电流可以分解为只有电流源和只有电压源单独作用时待求支路电压和电流的代数和形式，如下图所示。（得5分）12'12311231220202020128A202052020SRRRRIIRRRRR（得4分）''131313213120204A20520520205REIRRRRRRR（得4分）'''3338412AIII（得2分）2、利用叠加原理计算下图所示电路中的支路电压U、电流I。2、解：利用叠加原理，待求支路电压和电流可以分解为只有10V电压源和只有5A电流源单独作用（受控源应始终保留）时待求支路电压和电流的代数和形式。（得5分）1）10V电压源单独作用时，电路如左图所示，根据电路联接关系得到：(1)(1)(102)/(21)II，(1)2AI，(1)(1)(1)(1)1236VUIII（得5分）2）5A电流源单独作用时，电路如右图所示，根据电路联接关系得到：(2)(2)(2)21(5)20III，(2)1AI，(2)(2)22(1)2VUI，628VU，2(1)1AI（得5分）3、利用戴维宁定理求下图所示电路中的电压U03、解（1）求开路电压Uoc，电路如下图所示由电路联接关系得到，Uoc=6I+3I，求解得到，I=9/9=1A，所以Uoc=9V（2）求等效电阻Req。上图电路中含受控源，需要用第二（外加电源法（加电压求电流或加电流求电压））或第三种（开路电压，短路电流法）方法求解，此时独立源应置零。法一：加压求流，电路如下图所示，根据电路联接关系，得到U=6I+3I=9I（KVL），I=I06/(6+3)=(2/3)I0（并联分流），所以U=9(2/3)I0=6I0，Req=U/I0=6Ω1、t=0时，开关闭合，求t0后的iL、i1、i2。1、t=0时，开关闭合，求t0后的iL、i1、i2。36I+–9V+–UOC+–6I36I+–U+–6IIo解：由三要素法公式：()()[(0)()]tLLLLitiiie三要素求解如下：(0)(0)10/52ALLii（得2分）()10/520/56ALi（得3分）/0.5/(5//5)1/5sLR（得3分）将三要素代入公式，得到55()6(26)640ttLiteet（得1分）55()0.5(4)(5)10VttLLiutLeetdd（得2分）51()(10)/522AtLitue（得2分）52()(20)/542AtLitue（得2分）2、已知：t=0时合开关，求换路后的uC(t)。2、已知：t=0时合开关，求换路后的uC(t)。解：用三要素法求解uC(t)：()()[(0)()]tccccutuuue①由换路定则求初始值：(0)(0)2VCCuu（得4分）②时间常数：eq232s3RC（其中R0为换路后的电路除去1A电流源和储能元件C后，从储能元件C两端看入所求得的无源二端网络的等效电阻：R0=2Ω//1Ω）（得4分）③稳态值：()(2//1)10.667VCu（得4分）所以0.50.50.667(20.667)0.6671.330ttCueet（得3分）3、电路原已处于稳定状态，试用三要素法求S闭合后的电流、和。3、电路原已处于稳定状态，试用三要素法求S闭合后的电流、和。解：A=1.5A，A=4.5A，s=0.5sV，AALi1i2iLi1i2i(0)(0)LLii69L()i)6939(6//31A)35.4(A])5.45.1(5.4[)]()0([)(221ttLLLLeeeiiii22Ld32e6edttiuLt)3(36939222ttLeeui2)5.1(669692222tteeui4、电路如图所示，已知V24SU，31R，62R，43R，24R，F61C。0t时，开关S断开，求)(tuC，)(tiC。4、电路如图所示，已知V24SU，31R，62R，43R，24R，F61C。0t时，开关S断开，求)(tuC，)(tiC。解：31266)(432432RRRRRRR，V1233324)0(1RRRUuSC由换路定理，V12)0()0(CCuu。再由终值电路可知，0)(Cu；时间常数s5.0613RC。利用三要素法：0V12)]()0([)()(2teeuuututtCCCC，由电容的VAR知：0A412261)(22teedtduCtittCC，1、已知：R=15，L=0.3mH，C=0.2F，52cos(60)ut，4310Hzf，求i，uR，uL，uC。3R2R1RSCiSUCu4R3R2R1RSCiSUCu4R1、1、已知：R=15，L=0.3mH，C=0.2F，52cos(60)ut，4310Hzf，求i，uR，uL，uC。解：画出上图的相量模型如下图所示（得2分）根据已知，560VU计算感抗：43jj2π3100.310j56.5ΩL计算容抗：4611jjj26.5Ω2π3100.210Co1jj15j56.5j26.533.5463.4ΩZRLC（得2分）所以，ooo5600.1493.4A33.5463.4UIZ（得3分）oo150.1493.42.2353.4VRURI（得3分）oooj56.5900.1493.48.4286.4VLULI（得3分）ooo1j26.5900.1493.43.9593.4VCCUI（得3分）最后将相量改写成瞬时值表达式o0.1492cosA(ω3.4)it（得1分）o2.2352cos(3.4)VRuωt（得1分）o8.422cos(86.6)VLuωt（得1分）o3.952cos(93.4)VCuωt（得1分）2、在下图所示电路中，121000,10,RR500mH,10μF,LC314rad/s,求各支路电流i1、i2、i3。2、在下图所示电路中，121000,10,RR500mH,10μF,LC314rad/s,求各支路电流i1、i2、i3。解：画出电路的相量模型，如下图所示（得2分）求解电阻等效阻抗131111000(j318.47)318.471090303.4572.392.11289.1311000j318.471049.517.7RjCZjRjC22j10j157ZRL1292.11j289.1310j157102.11j132.13166.9952.3ZZZ所以110000.652.3A166.9952.3UIZ（得5分）2111j318.470.652.30.18120A11049.517.7jCIIRjC（得5分）131110000.652.30.5770A11049.517.7RIIRjC（得5分）所以：o1=0.62cos(31452.3)Ait（得1分）o2=0.1812cos(31420)Ait（得1分）o3=0.572cos(31470)Ait（得1分）3、在下图电路中，已知()1202cos(5)utt，求()it。3、在下图电路中，已知()1202cos(5)utt，求()it。解：画出上图的相量模型（i→I；u→U；L→jL；C→1/jC）电路中各相量：01200U，jj45j20LX，1jjj10Ω50.02CX根据相量图，由KVL得123LCjjUUUIIIIRXXUj20-j101I2I3II+_15Uj20-j101I2I3II+_1501111208612861036.9A152010jjjjj所以0()102cos(536.9)Aitt（按题目要求最后所求电流要写成瞬时值表达式()it）4、已知oS12490A,j30ΩIZZ，330Ω,45ΩZZ，要求用戴维宁定理求支路I。4、已知oS12490A,j30ΩIZZ，330Ω,45ΩZZ，要求用戴维宁定理求支路I。解：戴维宁等效电路如下图所示，需要求出开路电压U0和等效阻抗Zeq。求出开路电压U0的电路如下图所示开路电压：o013(//)84.8645VSUIZZ等效电阻：132//15j45ΩeqZZZZ所以，o084.86451.1381.9A15j4545eqUIZZ1、列写出下图所示电路的网孔电流方程。Z2SIZ1ZZ3IZ2SIZ1ZZ3IZeqZ0U+-IZeqZ0U+-I+-0UZ2SIZ1Z3+-0UZ2SIZ1Z3+–+–I1I3I2US1US2R1R2R3+–+–I1I3I2US1US2R1R2R3解：列写出下图所示电路的网孔电流方程（网孔选择如图所示）解：2、列写出下图所示电路的结点电压方程。解：Il1Il2+–+–I1I3I2US1US2R1R2R3Il1Il1Il2Il2+–+–I1I1I3I3I2I2US1US2R1R2R3网孔1：R1Il1+R2(Il1-Il2)-US1+US2=0网孔2：R2(Il2-Il1)+R3Il2-US2=0整理得：(R1+R2)Il1-R2Il2=US1-US2-R2Il1+(R2+R3)Il2=US2网孔1：R1Il1+R2(Il1-Il2)-US1+US2=0网孔2：R2(Il2-Il1)+R3Il2-US2=0整理得：(R1+R2)Il1-R2Il2=US1-US2-R2Il1+(R2+R3)Il2=US2132113322IS1uSIS2R1I1I2I3I4I5R2R5R3R4+_S2S1n22n121)1()11(IIURURR01)111(1332n432n12nURURRRUR5S2n353n23)11()1(RUIURRURS3、要求用支路电流法求各支路电流I1，I2，I3，以及各电压源发出的功率。解：选取顺时针绕行方向，采用支路电流法列写方程如下：解得：4、利用诺顿定理求下图电路中的电流I。解：（1）求短路电流Isc，即用导线将3Ω电阻所在的支路联接，求流过该支路的电流及为短路电流Isc。根据电路联接关系，得到I1=12/2=6A（左网孔运用KVL），I2=(24+12)/10=3.6A（大回路运用KVL），所以，Isc=－I1－I2=－3.6－6=－9.6A（KCL）（2）求等效电阻，独立源置零，即12V和24V电压源短路，得下图70V6V7ba+–+–I1I3I271170V6V7ba+–+–I1I1I3I3I2I271111I2+7I3–6=07I1–11I2+6–70=0–I1–I2+I3=011I2+7I3–6=07I1–11I2+6–70=0–I1–I2+I3=0A61IA22IA426213III)W(42067070170发出发IPV)(W12)2(6626吸收发IPV12V210+–24V4I+–12V210+