(整理)重庆大学电气考研电路辅导题解(一、二章)

节点、回路、支路分析法：1、如下图所示，应用节点电压法计算。

已知U s 1=60V ，U s 2=40V ，R 1=6Ω,23456Ω，求I 1，I 2，I 3，I 4，I 5，I 6的值。

解：114432111111R U U R U R R R R s b a =-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++ 6246541111R U U R U R R R s a b =-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++ U a =U b =24V ；I 1=6A ；I 2=2A ；I 3=4A ；I 4=0A ；I 5=4A ；I 6=-4A ；2、求下图电路的电压U.解：利用戴维南等效做，先求ab 两端开路电压：只有24V 的电压源工作时： U ‘ab =24/（6+3）=8V ； 只有4A 的电流源工作时： U ‘‘ab =4×4=16V ； U ab = U ‘ab +U ‘‘ab =24V ； 等效电阻R 0=6Ω；U= U ab /（6+2）×2=6V3、计算下图电路中的电压U 1与U 2.解：U 1=8×[4+(6//3)]/[18+4+(6//3)] ×18=36V; U 2=8×18/[18×4+(6//3)] ×3=12V .4、已知下图电路的回路方程为2I 1+I 2=4V 和4I 2=8V ，式中各电流的单位为安培。

求：（1） 各元件的参数；（2） 各电压源供出的功率；（3） 改变U s1和U s2的值，使各电阻的功率增加一倍。

解：（1）1+ R 3)I 1+R 3I 2+k U 1=Us 1 1+ R 3-k R 1)I 1+R 3I 2 =Us 1-k Us 1R 3I 1 + (R 2+ R 3)I 2+k U 1=Us 2U 1=Us 1- R 1I 1 3-k R 1) I 1+ (R 2+ R 3)I 2+k U 1=Us 2-k Us 1R 1=2Ω, R 2=3Ω, R 3=1Ω, Us 1=8V , Us 1=12V , k =0.5 （2）求解方程式，得到：I 1=1A, I 2=2A ，计算各电源功率：Us 1：P 1= Us 1 I 1=8W ； (发出) Us 2：P 2= Us 2 I 2=24W ； （发出） Ucs ：Pcs= Ucs (I 1+I 2)=9W ；（吸收） （3）各电源增加2倍，则各电阻上的电流相应增加2倍，即可实现目的。

第一章 电路的基本概念和基本定律1.1指出图（a ）、（b ）两电路各有几个节点？几条支路？几个回路？几个网孔？(a) (b) 习题1.1电路解：（a ）节点数：2；支路数：4；回路数：4；网孔数：3。

（b ）节点数：3；支路数：5；回路数：6；网孔数：3。

1.2标出图示电路中，电流、电动势和电压的实际方向，并判断A 、B 、C 三点电位的高低。

解：电流、电动势和电压的实际方向如图所示：A 、B 、C 三点电位的比较：C B A V V V >>1.3如图所示电路，根据以下各种情况，判断A 、C 两点电位的高低。

解：（1）C A V V > （2）C A V V > （3）无法判断1.4有人说，“电路中，没有电压的地方就没有电流，没有电流的地方也就没有电压”。

这句话对吗？为什么？解：不对。

因为电压为零时电路相当于短路状态，可以有短路电流；电流为零时电路相当于开路状态，可以有开路电压， 1.5求图示电路中，A 点的电位。

（a ） （b ） 习题1.5电路解：（a ）等效电路如下图所示：（b ）等效电路如下图所示：1.6如图所示电路，求开关闭合前、后，AB U 和CD U 的大小。

1.7求图示电路中，开关闭合前、后A 点的电位。

解：开关闭合时，等效电路如图所示：开关打开时，等效电路如图所示：1.8如图所示电路，求开关闭合前及闭合后的AB U 、电流1I 、2I 和3I 的大小。

1.9如图所示电路，电流和电压参考方向如图所示。

求下列各种情况下的功率，并说明功率的流向。

（1）V 100A,2==u i ，（2）V 120A,5=-=u i ， （3）V 80A,3-==u i ，（4）V 60A,10-=-=u i解：（1）A ：)(200提供功率W ui p -=-=； B ：)(200吸收功率W ui p == （2）A ：)(600吸收功率W ui p =-=； B ：)(600提供功率W ui p -== （3）A ：)(240吸收功率W ui p =-=； B ：)(240提供功率W ui p -== （4）A ：)(600提供功率W ui p -=-=； B ：)(600吸收功率W ui p ==1.10一盏220V/40W 的日光灯，每天点亮5小时，问每月（按30天计算）消耗多少度电？若每度电费为0.45元，问每月需付电费多少元？ 解：（度）630510403=⨯⨯⨯=-W ；每月需要的费用：（元）7.245.06=⨯1.11求如图所示电路中,A 、B 、C 、D 元件的功率。

第2章习题答案一、暂态作业1. 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？ 答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。

因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。

2. 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含： a) 基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

c) 倍频交流分量（若d 、q 磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a 。

转子电流中出现的分量包含：a) 直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f 绕组中磁链突然增大，f 绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）。

2）同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d 、q 不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。

这些量均为自由分量，最后衰减为0。

3. 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。

重庆大学2013年硕士研究生入学考试试题科目代码：840科目名称：电路原理一（上册）总分：150分时长：180分钟特别提醒：1、所有答案一律写在答题纸上，写在试题和草稿纸上无效，不给分。

2、该科目考生需携带的特殊文具：无储存功能计算器。

一、判断题（每小题2分，共计20分）。

1.电路的参考点可以任意选择，参考点选的不同，取路中个点的电位不变。

（ ）2.在任一瞬间时，对称三相电压之和等于零。

（ ）3.动态电路中，任何电压和电流的初始值都满足换路定则。

（ ）4.某灯泡上标有“220V、100W”手样，220V 是指灯泡的额定电压。

（ ）5.在交流电路中，有功功率、无功功率和视在功率都是向量。

（ ）6.若电路网络函数的极点全部位于s 平面的左半平面内，则该电路是稳定的。

（ ）7.在三相四线制供电系统中，为确保安全，中线及相线上必须装熔断器。

（ ）8.线性动态电路输入-输出方程的阶数等于储能元件的个数。

（ ）9.在只含一个电容元件的一阶RC 电路中，若C 值越大，则时间常数越大，过渡过程的持续时间越长。

（ ）10.若二阶动态电路处于过阻尼状态，则其响应曲线会出现衰减震荡。

（ ）二、简算题（共计50分）1.图1所示电路中，满足U 1=5U 2，I 1=-0.2I 2，求0.2Ω电阻消耗的功率。

（8分）图10.2Ωa y 5052.求图2中的U 和I 。

（8分）图21Ω3.在3所示的电流电路中，已知I R =3A ，U s =9V ，ab 端口等效阻抗的阻抗角φZ =-36.9°，且有U s 和U L 正交。

请画出该电路的向量图，并确定元件参数R ，X L 及X C 的值。

（8分）jX L 4.图4(a)所示电路中，耦合电感元件的耦合系数k=0.25√2，电流源i s 的波形如图4(b)所示，已知在0＜t ＜2s 内，U 1=5V ，U 2=2.5V ，则参数L 1、L 2和|M|分别为多少？（8分）图4i 1(t)i 2(t)=0(a)i s 5.图5所示对称三相电路中，一直电源端线电压有效值为220V ，负载一相阻抗为Z=40+j30Ω。

重大电网络理论习题解阅前提示：以下习题答案仅供参考，未经仔细核实，定有不少谬误，如有发现，请及时指正，谢谢！习题11. 一个非线性电阻元件的电压、电流分别为：u(t) = cos ?t ，i(t) = cos4?t(u 、i 参考方向一致)。

求该电阻元件的构成关系。

i(t) = cos4?t = 8cos 4?t ?8cos 2?t+1 = 8u 4(t)?8u 2(t)+12．二端元件的电压、电流分别为u(t) = 2cost ，i(t) = 0.5?cost ，试确定元件类型(即属于电阻、电感、电容等中的哪一类)，并论证其无源性。

i(t) = 0.5?cost = 0.5?0.5u(t)电阻，有源。

3．有两个二端元件，其电压、电流关系方程分别为试确定各元件类型，并论证各元件的无源性。

（1）因为dtdu dt dq i 2==，所以q = u 2+A ，A 为常数，电容元件。

)t (u 32d d du u2u d )(i )(u )t (W 3tt=ττ?=τττ=??∞-∞-，当u<0时，W(t)<0，有源。

（2）因为dtdi 32dt d u 3=ψ=，所以? = 32i 3+A ，电感元件。

0)t (i 21id d di i 2d )(i )(u )t (W 4t 2t ≥=τ?τ=τττ=??∞-∞-，无源。

4．如题图1所示二端口电路，其中非线性电阻r 的构成关系为u r = i r 3。

此二端口是有源的还是无源的。

p = u 1i 1+u 2i 2 = i = (i 1R 10 d )()()t (W t=τττ=?∞-i u 5．图1.23证明各含零泛器电路与对应受控源间的等效性。

6．图1.16给出了用运放和电阻元件实现的CNIC 和VNIC 的电路。

试证明各含运放电路与对应的负阻抗变换器间的等效性。

习题21. 对题图1所示有向图：(1)若以节点④为参考节点，写出关联矩阵A ；(2)若选树T(1，2，3，4，5)，写出基本割集矩阵Q f 和基本回路矩阵B f 。

电路复习题第一部分 填空题1. 对于理想电压源而言，不允许 路，但允许 路。

2. 当取关联参考方向时，理想电容元件的电流与电压的一般关系式为 。

3. 当取非关联参考方向时，理想电感元件的电压与电流的相量关系式为 。

4. 一般情况下，电感的 不能跃变，电容的 不能跃变。

5. 两种实际电源模型等效变换是指对外部等效，对内部并无等效可言。

当端子开路时，两电路对外部均不发出功率，但此时电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 ；当端子短路时，电压源发出的功率为 ，电流源发出的功率为 。

（用S S S R I U 、、表示）6. 对于具有n 个结点b 个支路的电路，可列出 个独立的KCL 方程，可列出个独立的KVL 方程。

7. KCL 定律是对电路中各支路 之间施加的线性约束关系。

8. 理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流，电流的大小与端电压无关，端电压由 来决定。

9. 两个电路的等效是指对外部而言，即保证端口的 关系相同。

10. RLC 串联谐振电路的谐振频率 = 。

11. 理想电压源和理想电流源串联，其等效电路为 。

理想电流源和电阻串联，其等效电路为 。

12. 在一阶RC 电路中，若C 不变，R 越大，则换路后过渡过程越 。

13. RLC 串联谐振电路的谐振条件是 = 0。

14. 在使用叠加定理适应注意：叠加定理仅适用于 电路；在各分电路中，要把不作用的电源置零。

不作用的电压源用 代替，不作用的电流源用 代替。

不能单独作用；原电路中的 不能使用叠加定理来计算。

15. 戴维宁定理指出：一个含有独立源、受控源和线性电阻的一端口，对外电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联组合进行等效变换，电压源的电压等于一端口的 电压，串联电阻等于该一端口全部 置零后的输入电阻。

16. 电感的电压相位 于电流相位π/2，电容的电压相位 于电流相位π/2。

17. 若电路的导纳Y=G+jB ，则阻抗Z=R+jX 中的电阻分量R= ，电抗分量X=（用G和B表示）。

第2章习题答案一、暂态作业1. 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？ 答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。

因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。

2. 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含： a) 基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

c) 倍频交流分量（若d 、q 磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a 。

转子电流中出现的分量包含：a) 直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d ’ 。

b) 基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。

产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f 绕组中磁链突然增大，f 绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）。

2）同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d 、q 不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。

这些量均为自由分量，最后衰减为0。

3. 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。

第一章绪论重点：1．自动控制系统的工作原理；2．如何抽象实际控制系统的各个组成环节；3．反馈控制的基本概念；4．线性系统（线性定常系统、线性时变系统）非线性系统的定义和区别；5．自动控制理论的三个基本要求：稳定性、准确性和快速性。

第二章控制系统的数学模型重点：1.时域数学模型--微分方程；2.拉氏变换；3.复域数学模型--传递函数；4.建立环节传递函数的基本方法；5.控制系统的动态结构图与传递函数；6.动态结构图的运算规则及其等效变换；7.信号流图与梅逊公式。

难点与成因分析：1.建立物理对象的微分方程由于自动化专业的本科学生普遍缺乏对机械、热力、化工、冶金等过程的深入了解，面对这类对象建立微分方程是个难题，讲述时2.动态结构图的等效变换由于动态结构图的等效变换与简化普遍只总结了一般原则，而没有具体可操作的步骤，面对变化多端的结构图，初学者难于下手。

应引导学生明确等效简化的目的是解除反馈回路的交叉，理清结构图的层次。

如图1中右图所示系统存在复杂的交叉回路，若将a点移至b点，同时将c点移至d点，同理，另一条交叉支路也作类似的移动，得到右图的简化结构图。

图1 解除回路的交叉是简化结构图的目的3.梅逊公式的理解梅逊公式中前向通道的增益K P 、系统特征式∆及第K 条前向通路的余子式K ∆之间的关系仅靠文字讲述，难于理解清楚。

需要辅以变化的图形帮助理解。

如下图所示。

图中红线表示第一条前向通道，它与所有的回路皆接触，不存在不接触回路，故11=∆。

第二条前向通道与一个回路不接触，回路增益44H G L -=，故4421H G +=∆。

第三条前向通道与所有回路皆接触，故13=∆。

第三章 时域分析法重点：1. 一、二阶系统的模型典型化及其阶跃响应的特点；2. 二阶典型化系统的特征参数、极点位臵和动态性能三者间的相互关系；3. 二阶系统的动态性能指标（r t ，p t ，%σ，s t ）计算方法；4. 改善系统动态性能的基本措施；5. 高阶系统主导极点的概念及高阶系统的工程分析方法；6. 控制系统稳定性的基本概念，线性定常系统稳定的充要条件；7. 劳斯判据判断系统的稳定性；8. 控制系统的误差与稳态误差的定义；9. 稳态误差与输入信号和系统类型之间的关系；10. 计算稳态误差的终值定理法和误差系数法；11. 减少或消除稳态误差的措施和方法。