2020上“电路原理”作业(四大题共16小题)
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一、简答题(8小题)
1、在进行电路分析时,为何要指定电压或电流的参考方向?何谓关联参考方向?何谓非关
联参考方向?在图1-1中,电压和电流的参考方向为关联参考方向还是非关联参考方向?在
这种参考方向体系下,ui乘积表示吸收还是发出功率?如果u>0、i<0,则元件实际发出还
是吸收功率?
i
u+
元件
图1-1
2、分别说明图1-2、1-3所示的电路模型是理想电压源还是理想电流源?分别简述理想电压
源和理想电流源的特点,并分别写出理想电压源和理想电流源的VCR(即u和i的约束方
程)。
i
u
+
10V
+
i
u
+
10mA
图1-2 图1-3
3、何谓RLC并联电路的谐振?在发生谐振时,其阻抗、电流、无功功率各有何特点?并写
出其品质因数Q的表达式。
答:1、端口上的电压与输入电流同相时的工作状态称为谐振,由于发生在并联电路中,
所以称为并联电路的谐振。
2、并联谐振电路总阻抗最大,因而电路总电流变得最小,但对每一支路而言,其电流都
可能比总电流大得多,因此电流谐振又称电流谐振。并联谐振不会产生危及设备安全的谐振
过电压,但每一支路会产生过电流。
3、并联电阻除以谐振时的感抗(或容抗)等于品质因数Q。
4、何谓RLC串联电路的谐振?在发生谐振时,其阻抗、电压、无功功率各有何特点?并写
出其品质因数Q的表达式。
答:1、由于串联电路中的感抗和容抗有相互抵消作用,这时端口上的电压与电流相同,
工程上将电路的这种工作状态称为谐振,由于是在RLC串联电路中发生的,故称为串联谐
振。
2、串联谐振:电路呈纯电阻性,端电压和总电流相同,此时阻抗最小,电流电大,在电
感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压,国此串联谐振也称不电压谐振。
3、谐振时的感抗(或容抗)除以串联电阻等于品质因数Q。
5、什么是三相对称负载?图1-4中三相电源aU、bU、cU对称,LCXXR,则是否
构成三相对称电路?为什么?并说明其线电流aI、bI、cI是否对称。
I
b
I
a
I
c
U
b
U
c
+
+
+
-
-
-
a
b
c
L
C
U
a
R
图1-4
6、什么是三相对称负载?图1-5中三相电源aU、bU、cU对称,则是否构成三相对称电路?
为什么?并说明其线电流aI、bI、cI是否对称。
b
I
a
I
c
I
b
U
c
U
+
+ + - - - a b
c
Z
Z
a
U
Z
图1-5
7、运算放大器的电路模型如图1-6所示,问:理想运算放大器的输入电阻Ri、输出电阻Ro、
开环电压放大倍数A各有何特点?说明在线性区、理想运放条件下,为何具有虚断路特征?
表示虚断路的式子是什么?
u
+
_
A(u+-u-)
R
o
R
i
u
+
-
+
-
u
o
i
+
i
i
o
图1-6
8、某非正弦周期电流电路的电压为V)303sin(230sin2100120ttu,电
流A )303sin(273.1)30sin(2109.13tti,该电路电压有效值U、电流
有效值I、有功功率P分别为多少?
二、直流电路计算(3小题)
1、
电路如图2-1所示,已知:US=10V,IS1=2A,IS2=4A,R1=5,R2=2.5,R3=5,R4=1.75,
R5=0.5,试用电压源与电流源等效变换的方法或戴维宁定理求电流I。
U
R
R
R
R
R
II
I
S
S 1
S 2
1
235
4
....
.
..
.
+
-
图2-1
2、电路如图2-2所示,试用叠加原理求电压u和电流i 。
10V
+
+
u
+
-
2i
-
1
i
2
-
5A
图2-2
3、电路如图2-3所示,试用节点电压法求电压U1、U2、U。
10V
1Ω
U
+
_
U
1
U
2
5A
1Ω
1Ω
5U
1Ω
+
_
图2-3
三、暂态计算(2小题)
1、
图3-1所示电路原已稳定,t = 0时开关S由"1"换接至"2"。已知:R=3k,C=10F,US1=12V,
US2=8V。求换路后的)(tuC、)(tiC,并定性画出)(tuC随时间变化的曲线。
1 2
S
R
C
U
S1
U
S2
u
C
+
-
+
-
+
-
i
C
图3-1
2、电路如图3-2所示,已知R=3Ω,L=1H,C=1F,uC(0-)=0,iL(0-)=1A;求t≥0的uC (t)
及iL(t)。
iL R
L
C
+
-
uC
图3-2
四、正弦交流电路计算(3小题)
1、
电路如图4-1所示,已知ut2202314sinV,it131490=112Asin()o,
i2=222sin(314 t-30)A。求i,R,L,C及总有功功率P,总功率因数cos。
u
i
i
1
i
2
C
R
L
+
-
图4-1
2、电路如图4-2所示,已知0012SUV、负载电阻RL= 8Ω。求当RL获得最大功率时,
理想变压器的变比n以及负载所获得的最大功率PLmax 。
4Ω
4Ω
RL
1:n
S
U
+
_
图4-2
3、电路如图4-3所示,若用节点电压法求电流I,试列出有关方程。
R
1
+
_
S
U
R
2
jX
L
-
jX
c
R
3
S
I
I
1
U
2
U
图4-3