邱关源《电路》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第十六章至第十八章【圣才出品】
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第10章含有耦合电感的电路1.试确定图10-1所示耦合线圈的同名端。
图10-1解:图10-1(a)先指定电流i1和i2从线圈1的1端和线圈2的2端流入,按照右手螺旋法则,电流i1所产生的磁通链(用实线表示)方向和电流i2所产生的磁通链(用虚线表示)方向相反,如图10-2所示,它们是相互消弱的,所以可以断定端子1与端子2为异名端,则同名端为(1,2')或(1',2)。
用同样的方法可得图10-1 (b)的同名端为(1,2')或(1,3')或(2,3')。
图10-22.两个耦合的线圈如图10-3所示(黑盒子)。
试根据图中开关S闭合时或闭合后再打开时,毫伏表的偏转方向确定同名端。
图10-3解:根据右手螺旋法可知,线圈的同名端为(1,2)。
当开关S闭合时,线圈1中随时间增大的电流i从电源正极流入线圈端子1,这时毫伏表的高电位与端子1为同名端;当开关S闭合后再打开时,电流i减小,毫伏表的低电位端与端子1为同名端。
3.若有电流i1=2+5cos(10t+30°)A,i2=10A,各从图10-4(a)所示线圈的1端和2端流入,并设线圈1的电感=6H,线圈2的电感=3H,互感为M=4H。
试求:(1)各线圈的磁通链;(2)端电压和;(3)耦合因数k。
解:(1)(1,2)为异名端,两个线圈的磁通是相互消弱的,所以(2)根据电压和磁通的关系得:(3)耦合因数为:k==0.943。
4.如图10-5所示电路中(1)=8H,=2H,M=2H;(2)=8H,=2H,M=4H;(3)==M=4H。
试求以上三种情况从端子1-1′看进去的等效电感。
图10-5解:(a)=M+(L1-M)//(L2-M)当L1=8H,L2=2H,M=2H时,=2H;当L1=8H,L2=2H,M=4H时,=0H;当L1=L2=M=4H时,=4H。
(b)=-M+(L1+M)//(L2+M)当L1=8H,L2=2H,M=2H时,=0.857H;当L1=8H,L2=2H,M=4H时,=0H;当L1=L2=M=4H时,=0H。
第14章线性动态电路的复频域分析14.1复习笔记一、拉氏变换及其基本性质对定义在[0,∞)上的函数f(t),其拉氏变换与拉氏反变换分别为()()0e d st F s f t t -∞-=⎰()()j j 1e d 2πj c st c f t F s s +∞-∞=⎰式中,s=σ+jω为复数,称为复频率。
其主要性质如下:(1)线性性质L[A 1f 1(t)+A 2f 2(t)]=A 1L[f 1(t)]+A 2L[f 2(t)]=A 1F 1(s)+A 2F 2(s)(2)微分性质若L[f(t)]=F(s),d ()()d f t f t t'=则L[f′(t)]=sF(s)-f(0-)。
(3)积分性质若L[f(t)]=F(s),则01()d ()t L f F s sξξ-⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰(4)延迟性质若L[f(t)]=F(s),则()()()000e st L f t t t t F s ε-⎡⎤--=⎣⎦(5)拉氏变换的卷积定理设f 1(t)和f 2(t)的象函数分别为F 1(s)和F 2(s),则有()()()()()()1212012*d t L f t f t L f t f F s F s ξξξ⎡⎤=-⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦=⎰二、拉氏反变换的部分分式展开法1.部分分式展开法概述通常用两个实系数的s 的多项式之比来表示电路响应的象函数,有()()()()101101m m m n n n N s a s a s a F s m n D s b s b s b --+++==≤+++ 且均为正整数将有理分式F(s)用部分分式展开时,首先要把F(s)化为真分式,若n>m,则F (s)为真分式;若n=m,则将F(s)化为F(s)=A+N 0(s)/D(s)。
求反变换时,分情况讨论,如表14-1-1所示。
表14-1-12.部分分式展开法求拉氏反变换的步骤(1)n=m时,将F(s)化成真分式和多项式之和;(2)求真分式分母的根,确定分解单元;(3)将真分式展开成部分分式,求各部分分式的系数;(4)对每个部分分式和多项式逐项求拉氏反变换。
题 10】: 3;-3。
题 11】: -5;-13。
题 12】: 4(吸收);25。
题 13】: 0.4。
题 14】: 3I +12=3; I = A 。
3题 15】: I =3A ; I = -3A ; I = -1A ; I = -4A 。
题 16】: I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为 P =-IU =-245W 。
题 17】:由图可得U =4V ;流过 2电阻的电流I =2A ;由回路 ADEBCA 列 KVL 得=2-3I ;又由节点 D 列 KCL 得 I =4-I ;由回路 CDEC 列 KVL 解得; I =3;代入上式,得 U =-7V 。
P 1 = 2I 12 = 2 ;故I 12 =I 22;I 1=I 2;P2 I23 8 8⑴ KCL : 4- I = I ; I = A ; U =2I -1I = V 或 1.6 V ;或 I =-I 。
3⑵ KCL :4-I =- I ;I = -8 A ;U =-24 V 。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241 内部专用)第一章 电路模型和电路定律题 1 】: 题 2 】:题 3 】:题 4 】:题 5 】:题 6 】:题 7 】:题 8 】: 题 9 】:由U =5V 可得: I = -2.5 A :U =0:U =12.5V 。
D 。
300;-100。
D 。
(a ) i =i -i ;(b ) u =u -u ;(c ) u =u S -(i -i S )R S; ( d ) i =i S- 1(u -u S)。
1 2 1 2R S3;-5;-8。
D 。
P US1 =50 W ; P US 2=-6 W ; P US3 =0; P IS1=-15 W ; P IS2=-14 W ;P IS3=-15 W 。
C 。
题 18】:第二章电阻电路的等效变换题 1 】:[解答]I= A=0.5 A;U ab =9I+4=8.5V;I1=U ab -6=1.25 A;P =6 1.25 W=7.5 W;吸收12功率7.5W。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241 内部专用)第一章电路模型和电路定律【题 1】:由UAB 5 V可得: I AC 2.5A: U DB0 : U S12.5V。
【题 2】: D。
【题 3】: 300; -100 。
【题 4】: D。
【题5】:a i i1i 2;b u u1u2;c u u S i i S R S;d i i S 1R Su u S。
【题 6】: 3;-5 ; -8。
【题 7】: D。
【题 8】:P US150 W ;P US26W;P US30 ; P IS115 W ; P IS214W ;P IS315W。
【题 9】: C。
【题 10】:3; -3 。
【题 11】:-5 ; -13 。
【题 12】:4(吸收); 25。
【题 13】:0.4 。
【题 14】:31I 2 3; I 1A 。
3【题 15】:I43A; I23A; I31A; I5 4 A。
【题 16】:I7A;U35 V;X元件吸收的功率为 P UI245W。
【题 17】:由图可得U EB 4 V;流过 2电阻的电流 I EB 2 A;由回路ADEBCA列KVL得U AC 2 3I ;又由节点D列KCL得 I CD 4I ;由回路CDEC列KVL解得;I 3 ;代入上式,得 U AC7 V。
【题 18】:P122 I12;故 I 22; I 1I 2;P2I 221I 2⑴ KCL:4I 13I 1;I 18;U S 2I1 1 I 18V或16.V;或I I。
2 5 A512⑵ KCL:4I 13I1;I18A;U S。
224 V第二章电阻电路的等效变换【题 1】:[解答 ]94A = 0.5 A ;U ab9I 4 8.5 V;I73U ab66 125. W = 7.5 W ;吸收I 12 1.25 A;P功率 7.5W。
【题 2】:[解答 ]【题 3】:[解答]C 。
【题 4】: [ 解答 ]等效电路如图所示,I 005. A。
第12章三相电路一、选择题如图12-1所示为对称三相电路,电源线电压U1=1OOV,线电流I1=2A,负载功率因数λ=cosφ=0.8(感性),功率表接法也如图所示,则此时功率表读数为()。
[上海交通大学2005研]图12-1A.208WB.120WC.173WD.0【答案】A【解析】选为参考相量,二、填空题1.在如图12-2所示的对称三相正弦交流电路中,所有三只安培表的读数都是10A,如果外加三相对称线电压保持不变,而将AB相负载断开,则电流表A1的读数为_____,电流表A2的读数为_____,电流表A3的读数为_____。
[浙江大学2004研]图12-2【答案】5.77A;5.77A;10A【解析】按一般正弦稳态电路分析方法即可得出结果。
2.图12-3所示三相对称电路中开关S合上时电流表A1的读数是A,则开关S 合上时电流表A2的读数是();A3的读数是();开关S断开时电流表A1的读数是();A2的读数是();A3的读数是()。
[华南理工大学2010研]图12-3【答案】;;;10A;10A【解析】根据三相电路的对称性,在开关闭合后,三表读数是相同的,即都是;在开关打开之后,读数不变认为,和的电流表读数变化,线电流变为相电流,为10A。
3.某三角形联接的电力负载,线电压、及严重不对称且含有5、7次谐波,该三相负载线电压的零序分量为()。
研]【解析】将不对称的三相线电压分解为三组对称的相量,分别为正序分量、负序分量和零序分量。
由于三相线电压中各相对应的正序分量相量和为0、负序分量相量和为0,并且各谐波分量只含有交流分量(即正序、零序分量),无零序分量。
则三相线电压的相量和即为三倍的零序分量。
即有:4.如图12-4所示对称三相电路中,已知星形连接负载(复)阻抗Z=5+j8.66Ω,若已测得电路无功功率则电路有功功率P=_____。
[上海交通大学2006研]图12-4【答案】由Z=5+j8.66Ω可得阻抗角为于是有功功率为三、计算题1.线电压为的三相电源上接有两组对称三相负载:一组是三角形联结的电感性负载,每相阻抗;另一组是星形联结的电阻性负载,每相电阻,如图12-5所示。