电路理论习题解答第5章
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5-1 分别求图5-38所示双口网络的R参数和G参数。其中各电阻阻值均为1Ω。
1U-+-+2I1I2U1U-+-+2I1I2U图5-38 题5-1图(a)(b)1Ω1Ω1Ω1Ω1Ω1Ω1Ω1Ω5I6I4I3I
解:(a)
1)利用端口开路法求解R参数。(注:用“//”表示两个电阻的并联)
)(34211111)(35]11//)11[(11115301221110111122IIIIIIIURIIIURII
因为此双口网络是对称双口网络,所以:)(),(353411222112RRRR
双口网络的R参数矩阵为:)(35343435R
注:也可以通过列写回路方程,并将回路方程变换为R参数方程的标准形式来求R参数。
2)利用端口短路法求解G参数。
)(342112112)(3511//11111114165012211110111122SUUUUUIUIIUIGSUUUUIGUU)(
因为此双口网络是对称双口网络,所以:)(),(SGGSGG353411222112
双口网络的G参数矩阵为:)(SG35343435 注:也可以通过由R参数方程来推导出G参数。
(b)
1)利用端口开路法求解R参数。
1U-+-+2I1I2U(b)1Ω1Ω1Ω1Ω
)(022)(1]11//11[11101221110111122IUUIURIIIURII)()(
根据对称双口网络的性质可得:)(),(1011222112RRRR
所以:此双口网络的R参数矩阵为:)(1001R
2)利用R参数方程导出G参数方程,并求G参数。G参数方程为
2211UIUI
所以:此双口网络的G参数矩阵为:)(SG1001
5-2 分别求图5-39所示双口网络的H数和T参数。
1U-+-+2I1I2U1U-+-+2I1I2U图5-39 题5-2图(a)(b)1Ω-+14U1RRRR2R1Ugm
解:(a)通过列方程求H参数和T参数。
1) 求H参数。
对回路Ⅰ列写KVL方程有: 1U-+-+2I1I2U(a)-+14URRRⅠⅡ3I
2121131123)(22RIRIIIRRIRIRIU……………………………………….(1)
对回路Ⅱ列写KVL方程有:
12121213211432)(2424URIRIIIRRIURIRIUU…………(2)
将式(1)代入式(2)有:
212512IRII……………………………………………………………………………..…(3)
将式(3)代入式(1)有:
21152URRIU……………………………………………………………………………….(4)
由式(4)和式(3)得H参数矩阵为:
RRH51252
2)求T参数。
由式(3)得:
)(21101221IURI………………………………………………………………………..(5)
将式(5)代入式(1)得:
))(2(103221IRUU………………………………………………………………………(6)
由式(6)和式(5)可得T参数矩阵为:
211012103RRT
(b)通过列方程求H参数和T参数。
1) 求T参数。 1U-+-+2I1I2U(b)1R2R1UgmⅠ3I4I①②
对选定得回路Ⅰ列写KVL方程有:
)(1222321UgIRUIRUm………………………………………………………..(1)
对节点1列写KCL方程有:
211211341)1()(IUgRUgIRUIIImm………………………………………..(2)
由式(1)得:
)(111222221IRgRURgUmm………………………………………………………………(3)
将式(3)代入式(2)得:
)()1(11221212211IRgRRRURggRImmm……………………………………………………………(4)
由(3)和(4)得T参数矩阵为:
)1(11111212121222RgRRRRggRRgRRgTmmmmm
2) 求H参数。
由式(4)得:
22111212121)1(URRRgIRRRgRImm…………………………………………………………..(5)
将式(4)代入式(3)得:
2211121211URRRIRRRRU…………………………………………………………………..(6)
由式(6)和式(5)得H参数矩阵为:211212121121211)1(RRRgRRRgRRRRRRRRHmm 5-3 求图5-40所示双口网络得G参数。
-+-+-+1U2I2U1I4Ω2Ω1Ω12I-+-+1U2I2U1I2Ω1Ω13I1Ω(a)(b)图5-40 题5-3图
解:(a)先求R参数,然后,求G参数。
-+-+-+1U2I2U1I4Ω2Ω1Ω12I(a)ⅠⅡ
对回路Ⅰ,Ⅱ列写KVL方程有:
21211221153523IIIIIUIIU, 所以 R参数矩阵为:)(5313R,
则: )SRG(1231231211251
(b)
-+-+1U2I2U1I2Ω1Ω13I1Ω(b)②①
对节点1和节点2列写节点电压方程。
12121121IUU…………….……..……………………………………………….(1)
1221312121IIUU…………………………………………………………….(2) 由式(1)得:
2112123UUI………………………….……………………………………………………..(3)
将式(3)代入式(2)得:
124UI………………………………………………………………………………………….(4)
由式(3)和式(4)得G参数矩阵为:)SG(042123
5-4 已知图5-41所示双口网络得开路电阻参数矩阵为:
Ω105810R
求:1R,2R,3R和r之值。
-+-+1U2U图5-41 题5-4图1R2R-+2I1I2rI3R
解:
-+-+1U2U图5-41 题5-4图1R2R-+2I1I2rIⅠⅡ3R
对回路列写KVL方程得:
2232111222121)()(UIRRIRUrIIRIRR…………………………………………………………………….(1)
根据已知条件可知该双口网路得电阻参数方程为:
212211105810IIUIIU…………………………………………………………………………………….(2)
比较方程组(1)和(2),其对应项得系数相等,则: 105810322221RRRrRRR 解得:3555321rRRR
5-6 图5-42中标出了在互易双口网络N上进行得两次测量结果,试根据这些测量结果求出双口网络的G参数。
图5-42 题5-6图N-+V101U0.6A2A1Ω(a)N-+V42U1.2A(b)
解:1) 因该网络是互易网络,所以有2112GG
2)双口网络的G参数方程为:
22211222212122121111UGUGUGUGUUGUGI……………………………………………………(1)
3)根据图5-42(a)得:
)12(102)12(106.022121211GGGG……………………………………………………………….(2)
由图5-42(b)得:
402.12212GG………………………………………………………………………….(3)
联立方程组(1)和式(3)得双口网络得G参数矩阵为:
SG3.026.026.0112.0
5-7 已知双口网络得R参数为:
Ω9100940940960R ,求其三角形等效电路。
解:设其三角形等效电路为: -+-+1U2U1I2I3G2G1G
其G参数方程可求得:232122221211)()(UGGUGIUGUGGI
根据已知R参数,可得:
SRG2202711091109449910094094096011
所以:220271109449)32221GGGGG
则:)()()(SGSGSG2209110922027321
所以三角形等效电路为:
-+-+1U2U1I2I)(S1109)(S2209)(S22027
5-9利用复合连接公式求图5-43所示双口网络得传输参数。
i图5-43 题5-9图RRRRRR(a)-+unginR-+u(b)
解:(a)将图(a)划分为三个网络N1,N2,N3的级联,先求N1的传输参数T1,参见图a1,图a2。 RRRRRR(a1)N1N2N3 -+(a2)RR1I1U-+2U2I
)(2)()(22222211221IRUUIRURURIUIRUI
所以 321112TTRRT,则双口网络的传输参数矩阵为:
58813321RRTTTT
(b) 将图(b)划分为三个网络N1,N2,N3的级联,分别求N1,N2,N3的传输参数T1,T2,T3。参见图b1,图b2,b3,b4。
i-+unginR-+u图b1N1N2N3 -+2igN1图b21u1i2u-+
-+2un1in图b3N21i-+1u-+2u2i
R图b4N31i-+1u-+2u2i
对于图b2,它是一个回转器模型,所以:2121)(1guiigu,则:1101ggT