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电路第四版答案解析(第三章)

电路第四版答案解析(第三章)
电路第四版答案解析(第三章)

第三章电阻电路的一般分析

电路的一般分析是指方程分析法,它是以电路元件的约束特性(VCR)和电路的拓扑约束特性(KCL,KVL)为依据,建立以支路电流或回路电流,或结点电压为变量的回路方程组,从中解出所要求的电流、电压、功率等。方程分析法的特点是:(1)具有普遍适用性,即无论线性和非线性电路都适用;(2)具有系统性,表现在不改变电路结构,应用KCL,KVL,元件的VCR建立电路变量方程,方程的建立有一套固定不变的步骤和格式,便于编程和用计算机计算。

本章的重点是会用观察电路的方法,熟练运用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程,并加以求解。

3-1 在一下两种情况下,画出图示电路的图,并说明其节点数和支路数(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。

解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解3-1图(a1)和(b1)。

图(a1)中节点数6

b

=

=

n,支路数11

图(b1)中节点数7

b

=

=

n,支路数12

(2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。

图(a2)中节点数4

b

=

n,支路数8=

图(b2)中节点数15

n,支路数9=

b

=

3-2指出题3-1中两种情况下,KCL,KVL独立方程数各为多少?

解:题3-1中的图(a)电路,在两种情况下,独立的KCL方程数分别为

(1)5

1=

4

-

1

-n

=

=

6

1=

-

1

-n(2)3

独立的KVL方程数分别为

(1)6

4

1=

8

-

b

1

-n

+

=

+

1=

11

1

b(2)5

+

6

+

-

-n

=

图(b)电路在两种情况下,独立的KCL方程数为

(1)6

5

1=

-

=

1

-n

7

-n(2)4

1=

1

-

=

独立的KVL方程数分别为

(1)6

+

1=

9

5

b

1

-n

+

=

-

=

12

7

1

1=

+

-n

b(2)5

+

-

3-3对题图(a)和(b)所示G,各画出4个不同的树,树支数各为多少?

解:一个连通图G的树T是这样定义的:(1) T包含G的全部结点和部分支路;(2) T本身是连通的且又不包含回路。根据定义,画出图(a)和(b)所示图G的4个树如题解3-3图(a)和(b)所示。树支数为结点数减一。故图(a)的数有树支,图(b)的树有树支

n-=-=

1615

3-4图示桥形电路共可画出16个不同的树,试一一列出(由于节点树为4,故树支为3,可按支路号递减的方法列出所有可能的组合,如123,124,…,126,134,135,…等,从中选出树)。

解:图示电路,16个不同的树的支路组合为:

(123),(124),(125),(136),(145), (146),(156),(234),(235),(236),(246), (256),(345),(346),(456)

3-5 对题图3-3所示的1G 和2G ,任选一树并确认其基本回路组,同时指出独立回路数和网孔数各为多少?

解:在连通图G 中,由树支和一个连支组成的回路称为G 的基本回路(或单连支回路),基本回路是独立回路,网孔也是独立回路,因此,基本回路数=独立回路数+网孔数。对一个节点数为n ,支路数为b 的连通网,其独立回路数)1(+-=n b l 。从题图3-3所示的1G 和2G 中任选一树,(见题解3-5图(a)和(b)中粗线所示),对应于这一树的

基本回路分别为6,521==l l 。

3-6 对图示非平面图,设:(1)选择支路(1,2,3,4)为树;(2)选择支路(5,6,7,8)为树,问独立回路各有多少?求其基本回路组。

解:图中有结点数5=n ,支路数10=b ,故独立回路树为615101=+-=+-n b (1)选择支路(1,2,3,4)为树,对应的基本回路组为:(1,2,3,4,5),(1,2,3,7),(1,2,6),(2,3,4,8),(2,3,9),(3,4,10)

(2)选择支路(5,6,7,8)为树,对应的基本回路组为:(1,5,8),(2,5,6,8),(3,6,7),(4,5,7),(5,7,8,9),(5,6,10)

3-7

V u V u R R R R R R s s 40,20,2,8,4,1063654321==Ω=Ω==Ω=Ω==,用支路电流法求解

电流5i 。

解:本题电路有4个节点,6条支路,独立回路数为6-4+1=3。设各支路电流和独立回路绕行方向如图所示,由KCL 列方程,设流出节点的电流取正号。

节点① 0621=++i i i 节点② 0432=++-i i i 节点③ 0654=-+-i i i

由KVL 列方程

回路Ⅰ 401082246-=--i i i 回路Ⅱ 2041010321-=++-i i i 回路Ⅲ 20884543=++-i i i

联立求解以上方程组,得电流 A i 956.05-=

注:由本题的求解过程可以归纳出用支路电流法分析电路的步骤如下:

(1)选定各支路电流的参考方向;

(2)任取(n-1)个结点,依 KCL 列独立结点电流方程;

(3)选定(b-n+1)个独立回路(平面回路可选网孔),指定回路的绕行方向,根据KVL 列写独立回路电压方程;

(4)求解联立方程组,得到个支路电流,

需要明确:以上支路电流法求解电路的步骤只适用于电路中每一条支路电压都能用支路电

流表示的情况,若电路中含有独立电流源或受控电流源,因其电压不能用支路电流表示,故不能直接使用上述步骤。此外,若电路中含有受控源,还应将控制量用支路电流表示,即要多加一个辅助方程。

3-8 用网孔电流法求解题图3-7中电流5i 。

解:设网孔电流为1,23,l l l i i i ,其绕行方向如题图3-7中所标。列写网孔方程

??

?

??=+---=-+--=--20

204820424104081020321321321l l l l l l l l l i i i i i i i i i

应用行列式法解上面方程组

488020

4

8

202410

401020,510420

4

842410

81020

3-=------=?=------=? 所以 A i i l 956.05104

4880335-=-=??=

= 注:网孔电流法是以假想的网孔电流作为求解量,它仅适用于平面电路。从本题的求解可以归

纳出用网孔电流法求解电路的步骤是:

(1)选取网孔电流1,23,l l l i i i ,如网孔电流方向即认为是列网孔 KVL 方程的绕行方向。 (2)列网孔电流方程。观察电路求自电阻1122

,R R (一个网孔中所有电阻之和称该网孔的自

电阻,如本题中11223320,24,20R R R =Ω=Ω=Ω,自电阻总为正值);互电阻121323

,,R R R (两网

孔公共支路上的电阻之和,如本题中12132310,8,4R R R =-=-=-,当流过互电阻的两网孔电流方向一致,互电阻为正值,否则为负值),等效电压源数值(方程右方为各回路中电压源的代数和,与网孔电流方向一致的电压源前取负号,否则取正号)。

3-9 用回路电流法求解题图3-7中电流3i 。

解法一:取回路电流为网孔电流,如题图3-7

中所示。回路方程同题3-8中方程。故有

48805104

3-=?=?

1280020208420108

4020

3-=------=?

所以

A

i i i A i A i l l l l 5517.19561.05078.29561.05104

48805078.25104128003233322-=+-=-=-=-=??

=-=-=??=

解法二:取回路电流如题解3-9图所示。仅让Ⅱ号回路电流流经3i 所在的支路。列写回路方程。

??

?

??=++--=++--=--0

3620182020241040181020321321321l l l l l l l l l i i i i i i i i i

用行列式法求上面方程组

7920360

18

2020

1018

4020,510436

20

18

202410

181020

2-=-----=?=----=?

所以A

i

i

l

5517

.1

5104

7920

2

2

3

-

=

-

=

?

?

=

=

显然解法二中回路电流的选取法使计算量减小。

注:回路电流法适用于平面或非平面电路,比网孔法更具灵活性。回路法分析电路时,首先要确定一组基本回路,表定回路电流的绕行方向,其余步骤与网孔法类似。需要指出的是回路电流法中两回路的共有支路有时会有多条,因而互有电阻的确定要特别细心。否则会发生遗漏互有电阻的错误。

3-10用回路电流法求解题图中Ω5电阻中的电流i。

解:选取网孔为基本回路,回路电流的绕行方向如图中所示。列回路方程

?

?

?

?

?

=

+

-

=

-

+

-

=

+

-

=

-

16

8

48

8

17

6

16

48

32

6

12

3

2

3

2

1

2

1

l

l

l

l

l

l

l

i

i

i

i

i

i

i

应用行列式法

4608

8

48

17

6

6

12

,

1920

16

8

8

17

6

6

12

3

=

-

-

-

=

?

=

-

-

-

-

=

?

所以A

i

i

l

4.2

1920

4608

3

3

=

=

?

?

=

=

3-11用回路电流法求解图示电路中电压

o

U。

解:回路电流如图中所标。因A3电流源仅与回路Ⅰ相关,即有,A

i

l

3

1

=其余两回

路的方程为 86

50136201018136

10508321321=-=++-=++-l l l l l l i i i i i i

把A i l 31=带入两个方程中,加以整理得

???=+=+1402010160

10503232l l l l i i i i

解得 A i l 22=

电压 V i U l o 80240402=?=?=

3-12 用回路电流法求解图示电路中电压U 。

解:按图示设网孔电流为回路电流。因受控电流源仅和Ⅲ号回路相关,故有

1615n -=-=,对回路Ⅰ和Ⅱ列方程,并代入131.0l l i i -=有

???-=?++-=?+-4201.051040

1.010*********l l l l l l i i i i i i

整理得

?

?

?

-

=

+

-

=

-

420

10

5.3

4

35

2

1

2

1

l

l

l

l

i

i

i

i

解得

A

i

i

A

i

i

i

l

l

l

l

l

5.0

)5

(

1.0

1.0

5

35

75

.

43

4

35

4

75

.

43

1

3

2

2

2

=

-

?

-

=

-

=

-

=

?

-

=

?

=

-

=

选外层回路列KVL方程0

420

1

20

2

1

=

-

+

?

+U

i

i

l

l

从中解出V

U25.

276

420

)

75.43

(

1

)5

(

20=

+

-

?

+

-

?

=

3-13用回路电流法求解题图(a),(b)两电路中每个元件的功率,并做功率平衡检验。

解(a):选取(a)图中网孔为基本回路,回路电流方向如图中所标,列回路方程

?

?

?

??

?

?

=

=

+

+

?

-

=

?

U

i

i

i

i

i

l

l

l

l

l

4

1

10

2

3

1

15

3

3

2

1

1

)3(

)2(

)1(

式中

?

U为受控电流源的控制量,需要用回路电流加以表示,所以增补一个方程

3

3

2

4

)

(

2

l

l

l

i

i

i

U=

+

?

=

?

)4(

从中解得

3

2l

l

i

i=

把方程)1(和)4(代入方程)2(中,有10

2

3

15

2

2

=

+

+

-

l

l

i

i

即 A i i l l 552532===

各元件的功率分别为

V 10电压源发出的功率

W i p l 505101021=?=?=

A 15电流源发出功率

[]

[]W

i i i i p l l l l 105010120315 )(1)(31521312=?+??=-?++??=

受控电流源发出功率

[][]W i i U i i U p l l l l 400)2060(54203 )(34133313=+?=?+??=++??=?? 三个电阻消耗的功率

W

i i i i i i p l l l l l l 1500203102101 )(3)(2)(12

2

2

3132221=?+?+?=+?++?+-?=吸

电路共发出功率 W p p p p

1500400105050321=++=++=发

满足 吸发

p p

=

解(b):解法一:取网孔为基本回路,电路电流如图(b)中所标。由于回路电流法列的是回路上的KVL 方程,所以对A 6理想电流源之路要假设一个电压,把电流源看做是电压为U 的理想电压源来列写方程。这样回路方程为

??

?

??-=+-+=-=-?

?U i i U U i U i i l l l l l 325103101531231

由于有受控源和引入了电流源两端电压,所以需要增补如下方程

??

?=-?-=?6

15123

l l l i i i U 增补方程结合回路方程,加以整理,消去U 得方程

???

??=+-=--=++602035152

131321l l l l l l l i i i i i i i

应用行列式法

6

6

110010115 ,300612013501512

01620035

1

0 ,301120135

1

15321=--=?-=---=?-=-=?-=---=?

各回路电流为

A

i A i A i l l l 23

610330

4312

332211-=-=??==--=

??==--=??=

电阻消耗的功率为

W

i i i i i p l l l l l 600)6(10)2(1510145 )

(10151)23(2

2222

132322211=-?+-?+?+?=-?+?+?+?+=

由于 V i U l 30)2(15153=-?-=?-=? 则A 6电流源吸收功率 W p 4806801=?= 受控源发出功率 W i i U p

10801290)(3=?=-?=?发

故电路满足 发

吸p p p p ==+=+=108048060021

解法二:选取回路如题解3-13图(c)所示。回路方程为

??

?

??-=+-==-+?

?U i i i U i i i l l l l l l 32510631016312321

增补方程 315l i U ?-=? 合并以上方程有

???=---=+026

35163131l l l l i i i i

应用消去法解得 134,2l l i i =A =-A 计算结果与解法一中相同。

注:题3-11至3-13中含有的独立电流源或受控电流源支路,列含有电流源支路的回路方程

时,有两种处理方法,一是假设电流源两端的电压U ,如3-3题(b )图的解法一,由于引入了变量U ,方程式中的未知数多于方程式的个数,所以需增补一个方程,利用电流源的电流s i 已知这一条件,把s i 表示成回路电流的代数和,如3-13题(b )解法一中的方程216l l i i -=。另一种列写回路电流方程的方法是将电流源支路电流定为某一回路的回路电流,使电流源支路只与一个回路相关,如题3-11,3-12和3-13中的(a )图解法和(b )图解法二。这种方法的特点是利用电流源电流已知这一条件,使求解方程减少一个,从而计算工作量大大减少。当电路中含有理想受控源支路时,还需再多加一个辅助方程,把控制量用回路电流量表示出来,见3-12和3-13题解。

3-14 列出图(a),(b)中电路的结点电压方程。

解(a):图中共有4个结点,选结点④为参考结点,设结点①,②,③的电位分别为1n u ,2n u ,3n u 。观察电路可得各结点的自电导为

633342223211 G G G G G G G G G +=+=+= 互电导为 0 23313212===G G G G G 流入结点的等效电流源数值为

573325221211 s s s s s s s s s i i i i i i i i i -=-=-= 故可列出结点电压方程

5

7363132

5242121

23322132)()()(s s n n s s n n s s n n n i i u G G u G i i u G G u G i i u G u G u G G -=++--=++--=--+

解(b):(b)图中共有3个结点,选结点③为参考结点,观察电路直接列写方程

?????β=++--=-??? ??++i u R R R i i u R u R R R n s s n n 2644

51241432)(1111)(1 由于有受控源,所以控制量的存在使方程数少于未知量数,需增补一个方程,把控制量

i 用结点电压表示有3

21

R R u i n +=

注:结点电压法是以各结点与参考结点之间的电压为待求量,列写各结点的 KCL 方程。本题的

求解说明列写结点电压方程的一般步骤为:

(1)选定参考结点,往往选多条支路的汇集点。给出其余结点的编号。

(2)观察电路,求出各结点的自电导(与某结点相连各支路的电导之和为该结点的自电导,自电导总为正值)、互电导(两结点之间公共支路上的电导之和,互电导总为负值)和等效电流源数值(流入结点的电流源的代数之和,以流入结点的电流源为正,流处为负)。 (3)当电路中有受控电流源时,需增补方程,把控制量用结点电压表示。

需要特别指出:(1)对于电阻和电流源串联的支路可以等效为一个电流源支路,所以在列方程时与电流源串联的电阻不计入自电导和互电导中,如(b )图中的电阻1R 。(2)对有多个电阻串接的支路,应算出其总电阻,再计算其电导,如图(b )中23,R R 所在的支路其电导为2323

111

R R R R ≠++

对于结点数少于网孔数的支路,采用结点电压法可以减少计算量。

3-15 列出图(a),(b)中电路的结点电压方程。

解(a):图(a)中有3个结点,选③号结点为参考结点。图中电阻的单位不同,列写方程时注意自电导和互电导的计算。列写结点方程

???

????=++++--=-++10)61211321(2110

421)2

3121(2121

n n n n u u u u

整理方程组得

?

?

?

=

+

-

-

=

-

10

5

5.0

6

5.0

7.0

2

1

2

1

n

n

n

n

u

u

u

u

注意与A4电流源串联的电阻不计入自电导中。

解(b):图(b)中有3个结点。选③号结点为参考结点。列写结点电压方程

?

?

?

?

?

+

=

+

+

+

+

-

-

=

+

-

+

+

+

5

20

2

)

10

1

5

1

5

1(

)

5

1

5

1(

5

20

1

10

)

5

1

5

1(

)

5

1

5

1

5

1

1(

2

1

2

1

n

n

n

n

u

u

u

u

整理以上方程组得

?

?

?

=

+

-

=

-

6

5.0

4.0

6

4.0

6.1

2

1

2

1

n

n

n

n

u

u

u

u

3-16图示为电压源和电阻组成的一个独立结点的电路,用结点电压法证明其结点电压为

=

k

sk

k

n G

u

G

u

1

此式又称为弥尔曼定理。

证:结点①的自电导为

=

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

n

k

k

n

n

G

G

G

G

G

R

R

R

R

G

1

3

2

1

3

2

1

11

1

1

1

1

把电压源和电阻的串联支路等效成电流源和电阻的并联支路,可得输入结点的等效电流

源数值

sk

n

k

k

n

sn

s

s

s

n

sn

s

s

s

s

u

G

G

u

G

u

G

u

G

u

R

u

R

u

R

u

R

u

i∑

=

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

1

3

3

2

2

1

1

3

3

2

2

1

1

11

故结点电压方程为

11

1

11s

n

i

u

G=

=

=

=

=

n

k

k

sk

n

k

k

s

n

G

u

G

G

i

u

1

1

11

11

1

3-17列出图(a),(b)电路的结点电压方程。

解(a):结点编号和参考结点的选取如图(a)所示,电路的结点电压方程为

?

?

?

?

?

?

?

-

-

=

+

+

+

-

-

-

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-

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+

+

+

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-

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-

+

+

+

1

4

3

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1

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2

3

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2

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1

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3

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1

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2

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

u

u

u

u

u

u

u

u

u

整理以上方程,有

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?

?

?

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-

=

+

-

-

=

-

+

-

=

-

-

7

2

5.0

2

5.0

2

5.1

7

5.1

5.3

3

2

1

3

2

1

3

2

1

n

n

n

n

n

n

n

n

n

u

u

u

u

u

u

u

u

u

解(b):结点编号如图(b)所示。本问题中①,②结点间有一理想电压源支路(也称无伴电压源支路),列写结点电压方程时可按下列方法处理。

解法一:若电路没有指定参考结点可选择理想电压源支路所连的两个结点之一作参

考点,如本题选结点①作为参考点。这时结点②的电位V u n 12=,为已知量,因而可少列一个方程,电路的结点电压方程为

?????--=++++--

+=-+++-123)115.012.01(5.0133)5.0111(432

243

2n n n n n n n u u u u

u u u

增补方程 42n u u -=

把V u n 12=和42n u u -=代入方程组,整理得

???-=+-=+3

92

24343n n n n u u u u

解法二:若电路参考点已给定,设本题给定结点④为参考点。在这种情况下,对理想电压源支路需设一支路电流i ,把电压源支路看成是电流为i 的电流源,由于i 是未知量,因此,在列写方程时需要增补一个辅助方程。现以结点④为参考点,列写结点电压方程为

i u u u n n --=-++2313125.01)5.012.011(

i u u n n =-+32)15

.01( 232133)115

.01(5.01u u u u n n n +=+++-- 利用①,②结点间理想电压源电压已知这一条件列辅助方程V u u n n 112=- 对受控源的控制量列辅助方程 12n u u = 把以上方程加以整理得

???????=-=+--=--=-1

34532211123213

231n n n n n n n n n u u u u u i u u i

u u

解法三:把理想电压源跨接的两个结点,看作是一个广义结点,对这两个结点只列

写一个广义结点方程。这样得到的方程如下

2322311312

15.01)(5.01)2.011(u u u u u u u n n n n n n -=-++-++

33)115

.01(5.012321+=+++--u u u u n n n 把12n u u =代入以上方程,整理可得

23311321=-+n n n u u u

345321=+--u u u n n

辅助方程V u u n n 112=-

这组方程中第一方程,实际上是解法二中第一与第二个方程缩并的结果,而第二个方程是结点③的方程。

注:本题说明对包含有理想电压源支路的电路应用结点电压法分析时的处理方法是:(1)选取

理想电压源支路跨接的两结点中的一个结点作参考点,即得另一结点电位,从而减少一个未知量,也就减少了一个方程,如题解一。(2)设理想电压源支路电流i ,把理想电压源看作是电流为i 的电流源,然后利用两结点间理想电压源电压已知这一条件写出增补方程,从而得到充分必要的方程式,如解法二。对于电路中有多个理想电压源支路的情形,往往以上两种处理方法并用。(3)把连有理想电压源的结点部分,看作是扩大了的广义结点,对广义结点列KCL 方程,这样可以少列结点方程和少设附加电流变量,如解法三。

3-18 用结点电压法求解图示电路中各支路电流。

电路分析基础习题第三章答案

第3章 选择题 1.必须设立电路参考点后才能求解电路的方法是( C )。 A.支路电流法B.回路电流法C.节点电压法D.2b法 2.对于一个具有n个结点、b条支路的电路,他的KVL独立方程数为( B )个。 A.n-1 B.b-n+1 C.b-n D.b-n-1 3.对于一个具有n个结点、b条支路的电路列写结点电压方程,需要列写( C )。 A.(n-1)个KVL方程B.(b-n+1)个KCL方程 C.(n-1)个KCL方程D.(b-n-1)个KCL方程 4.对于结点电压法中的无伴电压源,下列叙述中,( A )是错误的。 A.可利用电源等效变换转化为电流源后,再列写结点电压方程 B.可选择该无伴电压源的负极性端为参考结点,则该无伴电压源正极性端对应的结点电压为已知,可少列一个方程 C.可添加流过该无伴电压源电流这一新的未知量,只需多列一个该无伴电压源电压与结点电压之间关系的辅助方程即可 D.无伴受控电压源可先当作独立电压源处理,列写结点电压方程,再添加用结点电压表示控制量的补充方程 5.对于回路电流法中的电流源,下列叙述中,( D )是错误的。 A.对于有伴电流源,可利用电源等效变换转化为电压源后,再列写回路电流方程 B.对于无伴电流源,可选择合适的回路,使只有一个回路电流流过该无伴电流源,则该回路电流为已知,可少列一个方程 C.对于无伴电流源,可添加该无伴电流源两端电压这一新的未知量,只需多列一个无伴电流源电流与回路电流之间关系的辅助方程即可 D.电流源两端的电压通常为零 6.对于含有受控源的电路,下列叙述中,( D )是错误的。 A.受控源可先当作独立电源处理,列写电路方程 B.在结点电压法中,当受控源的控制量不是结点电压时,需要添加用结点电压表示控制量的补充方程 C.在回路电流法中,当受控源的控制量不是回路电流时,需要添加用回路电流表示控

电路分析基础作业参考解答

电路分析基础作业参考 解答 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

《电路分析基础》作业参考解答 第一章(P26-31) 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。 (a )解:标注电压如图(a )所示。 由KVL 有 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=(发出) 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=(吸收) 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=(吸收) (b )解:标注电流如图(b )所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==,A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=(发出) 电流源的功率为 W P 302152-=?-=(发出) 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=(吸收) 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ,并分别讨论其功率平衡。

(b )解:标注电流如图(b )所示。 由KCL 有 故 由于电流源的功率为 电阻的功率为 外电路的功率为 且 所以电路的功率是平衡的,及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示,试求: (1)图(a )中,1i 与ab u ; 解:如下图(a )所示。 因为 所以 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解:如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 整理得 解得mA A I 510531=?=-,V U 150=。 补充题: 1. 如图1所示电路,已知图1 解:由题得 I 3 2=0

技校电工学第五版第三章单相交流电路

第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题(将正确答案填写在横线上) 1.正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 2.交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间,用符号T表示,其单位为秒(S);交流电的频率是指交流电1S内变化的次数,用符号f表示,其单位为赫兹(Hz),周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 3.我国动力和照明用电的标准频率为50Hz,习惯上称为工频,其周期是 0.02s,角频率是314rad/s。 4.正弦交流电的三要素是周期(频率或角频率)、有效值(最大值)和初相位。 5.已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A,则该交流电的最大值为1A,有效值为0.707A,频率为50Hz,周期为0.02S,初相位为-π/4。 6.阻值为R的电阻接入2V的直流电路中,其消耗功率为P,如果把阻值为 R/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中,它消耗的功率为P。 7.如图3-1所示正弦交流电流,其电流瞬时值表达式是: i=4sin314t(A)。 8.常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9.作相量图时,通常取逆(顺、逆)时针转动的角度为 正,同一相量图中,各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦 交流电后,它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题(正确的,在括号内画√;错误的,在括号内画×) 1.正弦交流电的三要素是指:有效值、频率和周期。(×) 2.用交流电压表测得交流电压是220V,则此交流电压的最大值是380V。(×) 3.一只额定电压为220V的白炽灯,可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4.用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内) 1.交流电的周期越长,说明交流电变化得(B). A.越快B.越慢C.无法判断 *2.某一正弦交流电压的周期为0.Ols,其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz 3.已知一交流电流,当t=O时的值i0=1A,初相位为30°,则这个交流电的有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4.已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示,其瞬时值表达式为(C)。 A.μ=lOsin(ωt-π/2)V B.μ=-lOsin(ωt-π/2)V C.μ

电路分析答案第三章

第三章习题 3.1 如题3.1图所示梯形电路。 ⑴ 已知24u V =,求1u 、i 和S u 。 ⑵ 已知27S u V =,求1u 、2u 和i 。 ⑶ 已知 1.5i A =,求1u 和2u 。 解:根据线性电路的性质,设: 211u k u =22u k i =23s u k u = 令: 2V u 2= 可推出 6V u 2=1A i =27V u s = 因而可得: 3k 1=0.5k 2=27/2k 3= ⑴ 当24u V =时,有: 12V 43u 1=?= 2A 40.5i =?= 56V 42 27 u s =?= ⑵ 当27S u V =时,有: 2V 2727 2u k 1u s 32=?== 1A 20.5u k i 22=?== 6V 23u k u 211=?== ⑶ 当 1.5i A =时,有:3V 1.50.5 1i k 1u 22=?== 9V 33u k u 211=?== 3.2 如题3.2图所示电路,已知9S u V =,3S i A =,用叠加定理求电路i 。 解:S u 单独作用时,有: 1163 S u i A = =+ S i 单独作用时,有: 23 163 S i i A =-=-+ 根据叠加定理可得: 12110i i i =+=-= 3.3 如题3.3图所示电路,求电压u 。如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,电压u 变为多少? 解:根据KVL 列一个回路 113132(32)4u i V A A i =Ω?++?Ω+-?Ω 两个电压源支路可列方程: 1131(3)610i i +=-+ 由此可得: 13i A = 代入上式得: 33132(323)4 u =?++?+-??=

电路分析答案内容第三章

第三章习题 3.1 如题3.1图所示梯形电路。 ⑴ 已知24u V =,求1u 、i 和S u 。 ⑵ 已知27S u V =,求1u 、2u 和i 。 ⑶ 已知 1.5i A =,求1u 和2u 。 解:根据线性电路的性质,设: 211u k u = 22u k i = 23s u k u = 令: 2V u 2= 可推出 6V u 2= 1A i = 27V u s = 因而可得: 3k 1= 0.5k 2= 27/2k 3= ⑴ 当24u V =时,有: 12V 43u 1=?= 2A 40.5i =?= 56V 42 27 u s =?= ⑵ 当27S u V =时,有: 2V 2727 2u k 1u s 32=?== 1A 20.5u k i 22=?== 6V 23u k u 211=?== ⑶ 当 1.5i A =时,有: 3V 1.50.5 1i k 1u 22=?== 9V 33u k u 211=?== 3.2 如题3.2图所示电路,已知9S u V =,3S i A =,用叠加定理求电路i 。 解:S u 单独作用时,有: 1163 S u i A = =+ S i 单独作用时,有: 23 163 S i i A =-=-+ 根据叠加定理可得: 12110i i i =+=-= 3.3 如题3.3图所示电路,求电压u 。如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,电压u 变为多少? 解:根据KVL 列一个回路 113132(32)4u i V A A i =Ω?++?Ω+-?Ω 两个电压源支路可列方程:

1131(3)610i i +=-+ 由此可得: 13i A = 代入上式得: 33132(323)44u V =?++?+-??= 若独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,由上式可知: 1132(1.5)620i i +=-+ 解得 13i A = 有: 332 1.52(1.523)44u V =?++?+-??=- 3.4 如题3.4图所示电路,N 为不含独立源的线性电路。已知:当12S u V =、 4S i A =时,0u V =;当12S u V =-、2S i A =-时,1u V =-;求当9S u V =、1S i A =-时的电压u 。 解:根据线性电路的叠加定理,有: 12S S u k u k i =+ 将已知数据代入,有: 120124k k =+ 121122k k -=-- 联立解得: 116k = 212 k =- 因而有: 11 62S S u u i =- 将9S u V =、1S i A =-代入 可得: 11 9(1)262 u V =--= 3.5 如题3.5图所示电路,已知当开关S 在位置1时,I=40mA ;当S 在位置2时,I=-60mA ;求当S 在位置3时的I 解:设电源S U 和S I 对电流I 的贡献为I 根据线性电路的叠加定理,有: /I I kU =+ 其中U 为开关外接电源的作用。 开关S 在位置1时,有 /400I k =+? 此时可将U 视为0 开关S 在位置2时,有 /604I k -=- 由上可解得: 25k = /40I = 当S 在位置3时,6U V =,则有:

第3章--组合逻辑电路习题答案

第3章 组合逻辑电路 3.1 试分析图3.59所示组合逻辑电路的逻辑功能,写出逻辑函数式,列出真值表,说明电路完成的逻辑功能。 (b) (c) (a)A B C D L =1 =1 =1 C 2 L 1L 2L 3 图3.59 题3.1图 解:由逻辑电路图写出逻辑函数表达式: 图a :D C B A L ⊕⊕⊕= 图b :)()(21B A C AB B A C AB L C B A L ⊕+=⊕=⊕⊕= 图c :B A B A L B A A B B A B A L B A B A L =+=+=+++==+=321 由逻辑函数表达式列写真值表: A B C D L 0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 0 由真值表可知:图a 为判奇电路,输入奇数个1时输出为1;图b 为全加器L 1为和,L 2为进位;图c 为比较器L 1为1表示A>B ,L 2为1表示A=B, L 3为1表示A

D C B A W X Y Z 输入 输出 图3.61 题3.3图 解: BA C A C D B C A C D W +++= A C A C D CBA A C D A B B D X +++=B D A C D CB D B C D Y ++=B C D A B D DBA CA CB D Z +++= D C B A W X Y Z 输入输出 B C BA C A C D A C D W DCBA +++==∑)13,12,11,10,8,6,5,4,3()( A C D CBA B D A B X DCBA +++==∑)15,13,12,9,8,7,4,2,0()(

第三章 单相交流电

1、判断题 1 两个频率相同的正弦交流电的相位之差为一常数。 2 正弦量的相位表示交流电变化过程的一个角度,它和时间无关。 3 正弦交流电的有效值指交流电在变化过程中所能达到的最大值。 4 直流电流为10A和正弦交流电流最大值为14.14A的两电流,在相同的时间内分别通过阻值相同的 两电阻,则两电阻的发热量是相等的。 5 在纯电感正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。。 6 在正弦交流电路中,感抗与频率成正比,即电感具有通低频阻高频的特性。 7 在纯电容的正弦交流电路中,电流相位滞后于电压90。。 8 在正弦交流电路中,电容的容抗与频率成正比。 9 在直流电路中,电感的感抗为无限大,所以电感可视为开路。 10 在直流电路中,电容的容抗为0,所以电容可视为短路。 11 纯电感元件不吸收有功功率。 12 在单相交流电路中,日光灯管两端电压和镇流器两端的电压之矢量和应大干电源电压。 13 在感性电路中,并联电容后,可提高功率因数,使电流和有功功率增大。 14 在正弦交流电路中,总的视在功率等于各支路视在功率之和。 15 在正弦交流电路中,电路消耗的总有功功率等于各支路有功功率之和。 16 在感性负载中,其电压的相位总是超前于电流一个角度。 17 在容性负载中,其电流的相位总是超前于电压一个角度。 18 在纯电感电路中,功率因数Costp一定等于0。 19 在RL串联电路的功率因数Costp一定小于l。 20 在RL并联电路的功率因数Cos(#一定为0。 21 在纯电阻电路中,功率因数角一定为O。 22 在纯电容电路中,功率因数角一定为90。。 23 无功功率的单位为伏安。 24 正弦交流电路中视在功率的大小为有功功率与无功功率之和。 25 在交流电路中,有功功率越大,电源容量利用率越高。 26 在R-L-C串联的正弦交流电路中,阻抗角等于功率因数角。 27 在R-L-C串联的谐振电路中,电容上电压与电感上电压其数值相等。 28 在R-L-C并联的谐振电路中,流过电容的电流与电感的电流相等。 29 在正弦交流电路中,阻抗角越大,功率因数越高。

电路分析试题及答案(第三章)知识分享

电路分析试题及答案 (第三章)

相量图形: 1、下图中,R 1=6Ω,L=0.3H ,R 2=6.25Ω,C=0.012F,u (t)=)10cos(210t ,求稳态电流i 1、i 2和i 3,并画出电路的相量图。 解:V U 0010∠=& R 2和C 的并联阻抗Z 1= R 2//(1/j ωC )=(4-j3)Ω, 输入阻抗 Z = R 1+j ωL +Z 1 =10Ω, 则:A Z U I 0010110010∠=∠==&& A R Z I I 0211287.368.0-∠==&& A U C j I 02 313.536.0∠==&&ω 所以: A t i )10cos(21= A t i )87.3610cos(28.02ο-= A t i )13.5310cos(26.02ο+= 相量图见上右图 I 2 1 3

2、下图所示电路,A 、B 间的阻抗模值Z 为5k Ω,电源角频率ω =1000rad/s ,为使1U &超前2 U &300,求R 和C 的值。 解:从AB 端看进去的阻抗为C j R Z ω1 + =, 其模值为:Ω=+=k C R Z 5)1( 2 2ω (1) 而2U &/1 U &=)arctan() (112 CR CR ωω-∠+ 由于1U &超前2 U &300,所以ωCR =tan300=3 1 (2) 联列(1)、(2)两式得R =2.5k Ω,C =0.231μF 3、测量阻抗Z 的电路如下图所示。已知R=20Ω,R 2=6.5Ω,在工频(f =50Hz)下,当调节触点c 使R ac =5Ω时,电压表的读数最小,其值为30V ,此时电源电压为100V 。试求Z 及其组成的元件的参数值。 (注意:调节触点c ,只能改变cd U &的实部,电压表读数最小,也就是使实部为零,cd U &为纯虚数,即cd U &=±j30V) 解:U Z R R U R R U ac cd &&&++-=22 调节触点c ,只能改变cd U &的实部,其值最小,也就是使实部为零,cd U &为纯虚数,即cd U &=±j30V , 因此上式可表示为:

第三章正弦交流电路

第3章 正弦交流电路 一、选择题 1.在负载为纯电容元件的正弦交流电路中,电压u 与电流i 的相位关系是( A ) A.u 滞后i 90o B.u 超前i 90o C.反相 D.同相 2.已知正弦电流的有效值相量为 则此电流的瞬时值表达式是下列式中的( C ) A .10sin(ωt-45o)A B .10sin(ωt+45o)A C .102sin(ωt-45o)A D .102 sin(ωt+45o)A 3.通过电感L 的电流为i L =62sin(200t+30o)A ,此电感的端电压U L =2.4V ,则电感L 为( B ) A.2mH B.2mH C.8mH D.400Mh 4.某电路元件中,按关联方向电流)90314sin(210?-=t i A ,两端电压 t u 314sin 2220=V ,则此元件的无功功率Q 为( c ) A.-4400W B.-2200var C.2200var D.4400W 5.纯电感元件的正弦交流电路如图示,已知电源的角频率为ω,其U 与I 的正确关系是 ( b ) A.L I j U ω-= B.L I j U ω= C.L 1I j U ω-= D. L 1I j U ω= 6.图示电路中,u 为正弦交流电压,其角频率为ω,则此电路中的阻抗模|Z|为( a ) A.2 221)C 1L ()R R (ω- ω++ B.2221)C 1L ()R R (ω+ω++ C. C 1L )R R (21ω-ω++ D.C 1L R R 21ω+ω++ 交流电路中,若u R =52sin(ω 7.R 、L 串联的正弦 I U ? ? R 1 L R 2C u

电路分析基础作业参考解答

《电路分析基础》作业参考解答 第一章(P26-31) 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。 (a )解:标注电压如图(a )所示。 由KVL 有 V U 52515=?-= 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=(发出) 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=(吸收) 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=(吸收) (b )解:标注电流如图(b )所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==,A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=(发出) 电流源的功率为 W P 302152-=?-=(发出) 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=(吸收) 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ,并分别讨论其功率平衡。 (b )解:标注电流如图(b )所示。 由KCL 有 A I 426=-= 故 V I U 8422=?=?= 由于电流源的功率为 ) (a )(b

W U P 488661-=?-=?-= 电阻的功率为 W I P 32422222=?=?= 外电路的功率为 W U P 168223=?=?= 且 01632483213 1 =++-=++=∑=P P P P k k 所以电路的功率是平衡的,及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示,试求: (1)图(a )中,1i 与ab u ; 解:如下图(a )所示。 因为 19.025 10i i === 所以 A i 222.29 209.021≈== V i i u ab 889.09 829204)(41≈=??? ??-?=-= 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解:如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 ?????=+?? ? ?? -=+01010160050006000201000U I U I U I ) (b ) (a

第三章 单相正弦交流电

第三章单相正弦交流电 基本练习 一、填空题 1、正弦交流电的三要素:、、。 2、以知某正弦交流电压为:u =5√2sin (5πt -π/4)v ,则该交流电的最大值为,有效值为,频率为,角频率为,周期为,初相位为,t=0时刻的电压瞬时值为。 3、如图所示是正弦交流电电压波形图,它的周期为0.02s,那么它的初相为,电压的最大值为,t=0.01s时电流的瞬时值为。 4、已知有两个正弦交流电瞬时值的表达式为:u1=200sin(5πt+π/3)v,u2=311sin (5πt-π/3)则它们的相位关系为:(弧度)。 5、纯电阻电路是指;纯电容电路是指;纯电感电路是指。 6、如图所示为两个正弦交流电的相量图,已知u1=311sin(5πt+π/3)v,u2的有效值为220v,则二者的相位差为,其瞬时值的表达式为。 7、正弦交流电压u=220√2sin(100πt+π/3)v,将它加在100Ω的电阻两端,每秒钟放出的热量为,将它加在C=1/πuF的电容两端,通过该电容器的电流瞬时值的表达式为,将它加在L=1/πH的电感线圈的两端,通过该线圈的电流瞬时值的表达式为。 8、在电阻为3Ω的纯电阻电路中,电流与电压的关系为,若某电流的瞬时值

的表达式为i=3sin(3πt-π/6)A,则电压的瞬时值的表达式为;在电容为C=1/πF的纯电容电路中,电流和电压的关系为,若某电流的瞬时值的表达式为i=3√2sin(5πt-π/6)A,则电压的瞬时值表达式为;在电感为L=1/πH的纯电感电路中,电流与电压的关系为,若某一电流的瞬时值达式为i=3√2sin(5πt-π/6)A,则其电压的瞬时值的表达式为。 9、已知一个电容为C=20F的电容器接到电压为u=311sin(50t+π/6)V的电源上,则电容的容抗为,电流的瞬时值表达式为。10、电容器的特性是。 11、在纯电容电路中,设电容器的电压瞬时值的表达式为u c=500√2sin100πt,则电流的频率为,瞬时功率的频率为。 12、已知一个电感L=5H的线圈,接到电压为u=500√2sin(100t+π/6)的电源上,则电感的感抗为,电流瞬时值的表达式为。 13、电感的特性为。 14、已知在纯电感电路中,设电感的电压瞬时值表达式为u L=U m sin(ωt+π/2),且知电流的有效值为I,则电流的瞬时值的表达式为,瞬时功率的频率为。 15、如图所示是正弦交流电的相量图,其中(a)为电路,(b)为电路,(c)为电路,(d)为电路,(e)为电路。 16、如图所示电路中,已知u=28.28sin(ωt+450)V,R=4Ω,X L=X C=3Ω,则各电压表、电流表的读数分别为:A的读数为,V的读数为,V1的读数为,V2的读数为,V3的读数为,V4的读数为,V5的读数为。

技校电工学第五版第三章-单相交流电路

技校电工学第五版第三章-单相交流电路

第三章单相交流电路 §3-1 交流电的基本概念 一、填空题(将正确答案填写在横线上) 1.正弦交流电流是指电流的大小和方向均按正弦规律变化的电流。 2.交流电的周期是指交流电每重复变化一次所需的时间,用符号T表示,其单位为秒(S);交流电的频率是指交流电1S内变化的次数,用符号f表示,其单位为赫兹(Hz),周期与频率的关系是T=1/f或f=1/T。 3.我国动力和照明用电的标准频率为50Hz,习惯上称为工频,其周期是0.02s,角频率是314rad/s。 4.正弦交流电的三要素是周期(频率或角频率)、有效值(最大值)和初相位。 5.已知一正弦交流电流i=sin(314t-π/4)A,则该交流电的最大值为1A,有效值为0.707A,频率为50Hz,周期为0.02S,初相位为-π/4。 6.阻值为R的电阻接入2V的直流电路中,其消耗功率为P,如果把阻值为R/2的电阻接到最大值为2V的交流电路中,它消耗的功率为P。 7.如图3-1所示正弦交流电流,其电流瞬时值表达式是: i=4sin314t(A)。 8.常用的表示正弦量的方法有解析式、波形图和相量图。 9.作相量图时,通常取逆(顺、逆)时针转动的角度为正, 同一相量图中,各正弦量的频率应相同。用相量表示正弦交流 电后,它们的加、减运算可按平行四边形法则进行。 二、判断题(正确的,在括号内画√;错误的,在括号内画×) 1.正弦交流电的三要素是指:有效值、频率和周期。(×) 2.用交流电压表测得交流电压是220V,则此交流电压的最大值是380V。(×) 3.一只额定电压为220V的白炽灯,可以接到最大值为311V的交流电源上。(√) 4.用交流电流表测得交流电的数值是平均值。(×) 三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内) 1.交流电的周期越长,说明交流电变化得(B). A.越快B.越慢C.无法判断 *2.某一正弦交流电压的周期为0.Ols,其频率为(C)。 A.60Hz B.50Hz C.100Hz D.80Hz =1A,初相位为30°,则这个交流电的3.已知一交流电流,当t=O时的值i 有效值为(B)。 A.0.5A B.1.414A C.1A D.2A 4.已知一个正弦交流电压波形如图3-2所示,其瞬时值表达式为(C)。 A.μ=lOsin(ωt-π/2)V B.μ=-lOsin(ωt-π/2)V C.μ=lOsin(ωt+π)V

电路分析基础答案周围版第三章

()()1212331 1891842181833200.19A A I I I I I I U U I ?+-=-? -++-=-?? =??=-?电路分析基础答案周围版 3-2.试用节点分析法求图示电路中的电压ab U 。 解:选节点c 为参考点,列写节点方程: a 点:111413323a b U U ?? +-=-= ??? b 点:11141413322a b U U ?? -++=+-=- ??? 整理得:251090 41012 a b a b U U U U -=?? -+=-?; 解得:267a U V = ;2 7 b U V =; 3.429ab a b U U U V =-= *3-4.试用节点分析法求图示电路中的电压1U 。 解:选节点b 为参考点,列写节点方程: 节点a :3a U I = 节点c :111117986 642a c U U ?? -+++=-= ?? ? 补充:2c U I =- 解得:487c U V = ;72 7 a U V =-;117.14a c U U U V =-=- 3-8. 试用回路分析法求图示电路中的电流1I 。 解:列写回路方程: ()()()()()1231233 53223210 2323414253I I I I I I I ++-+-=?? -+++++++=-??=? 整理得:1231233 105210510653I I I I I I I --=?? -++=-??=?, 解得:10.6I A = *3-11.试用回路分析法求图示电路中的电流3I 。 解: 题图3-2 题图3-4 Ω I 10V 题图3-8 题图 3-11

电路分析答案第三章

第三章习题 3.1 如题3.1图所示梯形电路。 ⑴ 已知24u V =,求1u 、i 和S u 。 ⑵ 已知27S u V =,求1u 、2u 和i 。 ⑶ 已知 1.5i A =,求1u 和2u 。 解:根据线性电路的性质,设: 211u k u = 22u k i = 23s u k u = 令: 2V u 2= 可推出 6V u 2= 1A i = 27V u s = 因而可得: 3k 1= 0.5k 2= 27/2k 3= ⑴ 当24u V =时,有: 12V 43u 1=?= 2A 40.5i =?= 56V 42 27u s =?= ⑵ 当27S u V =时,有: 2V 2727 2u k 1u s 3 2=?= = 1A 20.5u k i 22=?== 6V 23u k u 211=?== ⑶ 当 1.5i A =时,有: 3V 1.50.5 1i k 1u 2 2=?= = 9V 33u k u 211=?== 3.2 如题3.2图所示电路,已知9S u V =,3S i A =,用叠加定理求电路i 。 解:S u 单独作用时,有: 1163 S u i A = =+ S i 单独作用时,有: 23163 S i i A =- =-+ 根据叠加定理可得: 12110i i i =+=-= 3.3 如题3.3图所示电路,求电压u 。如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,电压u 变为多少? 解:根据KVL 列一个回路 113132(32)4u i V A A i =Ω?++?Ω+-?Ω 两个电压源支路可列方程:

数字电子技术基础第三版第三章答案

第三章组合逻辑电路 第一节重点与难点 一、重点: 1.组合电路的基本概念 组合电路的信号特点、电路结构特点以及逻辑功能特点。 2.组合电路的分析与设计 组合电路分析是根据已知逻辑图说明电路实现的逻辑功能。 组合电路设计是根据给定设计要求及选用的器件进行设计,画出逻辑图。如果选用小规模集成电路SSI,设计方法比较规范且容易理解,用SSI设计是读者应掌握的最基本设计方法。由于设计电路由门电路组成,所以使用门的数量较多,集成度低。 若用中规模集成电路MSI进行设计,没有固定的规则,方法较灵活。 无论是用SSI或MSI设计电路,关键是将实际的设计要求转换为一个逻辑问题,即将文字描述的要求变成一个逻辑函数表达式。 3.常用中规模集成电路的应用 常用中规模集成电路有加法器、比较器、编码器、译码器、数据选择器和数据分配器等,重要的是理解外部引脚功能,能在电路设计时灵活应用。 4.竞争冒险现象 竞争冒险现象的产生原因、判断是否存在竞争冒险现象以及如何消除。 二、难点: 1.组合电路设计 无论是用SSI还是用MSI设计电路,首先碰到的是如何将设计要求转换为逻辑问题,得到明确的真值表,这一步既是重点又是难点。总结解决这一难点的方法如下: (1)分析设计问题的因果关系,分别确定输入变量、输出变量的个数及其名称。 (2)定义逻辑变量0、1信号的含义。无论输入变量、输出变量均有两个状态0、1,这两个状态代表的含义由设计者自己定义。 (3)再根据设计问题的因果关系以及变量定义,列出真值表。 2.常用组合电路模块的灵活应用 同样的设计要求,用MSI设计完成后,所得的逻辑电路不仅与所选芯片有关,而且还与设计者对芯片的理解及灵活应用能力有关。读者可在下面的例题和习题中体会。 3.硬件描述语言VHDL的应用 VHDL的应用非常灵活,同一个电路问题可以有不同的描述方法,初学者可以先仔细阅读已有的程序实例,再自行设计。 三、考核题型与考核重点 1.概念与简答 题型1为填空、判断和选择; 题型2为叙述基本概念与特点。 建议分配的分数为3~6分。 2.综合分析与设计

第三章-正弦交流电路试题

第三章正选交流电路 一、填空题 1.交流电流是指电流的大小和____ 都随时间作周期变化,且在一个周期内其平均值为零的电流。 2.正弦交流电路是指电路中的电压、电流均随时间按____ 规律变化的电路。 3.正弦交流电的瞬时表达式为e =____________、i =____________。 4.角频率是指交流电在________时间内变化的电角度。 5.正弦交流电的三个基本要素是_____、_____和_____。 6.我国工业及生活中使用的交流电频率____,周期为____。 7. 已知V t t u )270100sin(4)(?+-=,m U = V ,ω= rad/s ,ψ = rad ,T= s ,f= Hz ,T t= 12 时,u(t)= 。 8.已知两个正弦交流电流A )90314sin(310A,)30314sin(100 20 1+=-=t i t i ,则21i i 和的相位差为_____,___超前___。 9.有一正弦交流电流,有效值为20A ,其最大值为____,平均值为____。 10.已知正弦交流电压V )30314sin(100 +=t u ,该电压有效值U=_____。 11.已知正弦交流电流A )60314sin(250 -=t i ,该电流有效值I=_____。 12.已知正弦交流电压() V 60314sin 22200 +=t u ,它的最大值为___,有效值为____, 角频率为____,相位为____,初相位为____。 13.正弦交流电的四种表示方法是相量图、曲线图、_____ 和_____ 。 14.正弦量的相量表示法,就是用复数的模数表示正弦量的_____,用复数的辐角表示正弦量的_______。 15.已知某正弦交流电压V t U u u m )sin(ψω-=,则其相量形式? U =______V 。 16.已知某正弦交流电流相量形式为0 i120e 50=? I A ,则其瞬时表达式i =__________A 。 17.已知Z 1=12+j9, Z 2=12+j16, 则Z 1·Z 2=________,Z 1/Z 2=_________。 18.已知11530Z =∠?,22020Z =∠?,则 Z 1?Z 2=_______,Z 1/Z 2=_________。 19.已知A )60sin(210,A )30sin(250 201+=+=t i t i ωω,由相量图得 ? ?+21I I =_________,所以21i i +=___________。 20.基尔霍夫电压定律的相量形式的内容是在正弦交流电路中,沿 各段电压

第3章 电路的暂态分析-答案

第3章 电路的暂态分析 练习与思考 3.1.1 什么是稳态?什么是暂态? 答:稳态是指电路长时间工作于某一状态,电流、电压为一稳定值。暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。 3.1.2 在图3-3所示电路中,当开关S 闭合后,是否会产生暂态过程?为什么? 图3-3 练习与思考3.1.2图 答:不会产生暂态过程。因为电阻是一个暂态元件,其瞬间响应仅与瞬间激励有关,与以前的状态无关,所以开关S 闭合后,电路不会产生暂态过程。 3.1.3 为什么白炽灯接入电源后会立即发光,而日光灯接入电源后要经过一段时间才发光? 答:白炽灯是电阻性负载,电阻是一个暂态元件,其暂态响应仅与暂态的激励有关,与以前的状态无关;而日光灯是一个电感性负载,电感是一个记忆元件,暂态响应不仅与暂态激励有关,还与电感元件以前的工作状态有关,能量不能发生突变,所以日光灯要经过一段时间才发光。 3.2.1任何电路在换路时是否都会产生暂态过程?电路产生暂态的条件是什么? 答:不是。只有含有储能元件即电容或电感的电路,在换路时才会产生暂态过程。电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件,并且电路发生换路。 3.2.2若一个电感元件两端电压为零,其储能是否一定为零?若一个电容元件中的电流为零,其储能是否一定为零?为什么? 答:若一个电感元件两端电压为零,其储能不一定为零,因为电感元件电压为零,由 dt di L u =只能说明电流的变化率为零,实际电流可能不为零,由2 2 1Li W L =知电感储能不为零。 若一个电容元件中的电流为零,其储能不一定为零,因为电容元件电流为零,由 dt du C i =只能说明电压变化率为零,实际电压可能不为零,由2 2 1)(Cu t W C =知电容储能不为零。 3.2.3在含有储能元件的电路中,电容和电感什么时候可视为开路?什么时候可视为短路? 答:电路达到稳定状态时,电容电压和电感电流为恒定不变的值时,电容可视为开路,电感可视为短路。 3.2.4 在图3-13所示电路中,白炽灯分别和R 、L 、C 串联。当开关S 闭合后,白炽灯1立即正常发光,白炽灯2瞬间闪光后熄灭不再亮,白炽灯3逐渐从暗到亮,最后达到最亮。请分析产生这种现象的原因。

《电工电子技术及应用》第三章-三相正弦交流电路习题复习进程

《电工电子技术及应用》第三章-三相正弦交流电路习题

《学习指导与练习》上的题(P34) 单项选择题 1?三相对称电动势的特点是()。【D】 A.频率、最大值、有效值、相位都相等 B.相位是否相等要看计时起点的选择 C.交流电的三个要素都相等 D.频率、最大值、有效值都相等,且相位互差120° 2?对三相对称电动势的说法正确的是()。【B】 A.它们同时达到最大值 B.它们达到最大值的时间依次落后1/3周期 C.它们的周期相同,相位也相同 D.它们因为空间位置不同,所以最大值不同 3?在三相对称电动势中,若e u的有效值为100V,初相位为0°,贝fev、e w可分别表示为()。【C】 A.e v=100si n^t, e w=100si n(3t+120°) B.e v=100si n@t—120°), e w=100s in (?t+120°) C.e v=141si n@t—120), e w=141s in (?t+120°) D.e v=141s in (汎+120°), e w=141si n(?t+120°) 4?三相动力供电线路的电压是380V,则任意两根相线之间的电压称为()。【C】 A.相电压,有效值为380V B.相电压,有效值为220V C.线电压,有效值为380V D.线电压,有效值为220V 5?三相交流发电机的三相绕组作星形联结,三相负载为对称负载,则()。【A】 A.三相负载作三角形联结时,每相负载的电压等于U L B.三相负载作三角形联结时,每相负载的电流等于I L C.三相负载作星形联结时,每相负载的电压等于U L 1

D.三相负载作星形联结时,每相负载的电流等于I L

电力系统分析第三章例题

第三章 电力系统潮流分布计算 3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV 、220kV ,末端有功功率负荷为220MW ,无功功率负荷为165 MVAR 。试求始端功率因数。 3-2 解: 62.26105.5220422=??=?-y Q (MVAR) 83.3310 5.52484 21=??=?-y Q (MVAR) 38.13822062.261652202j j j S +=-+='? (MVA) 求Z 12中的功率损耗: 21 .194165.23183.55165.1138.13822083 .55165.11)408(22038.13822012 2 212 j j j S j j S +=+++='+=++=?? ? 38.160165.23183.3321.194165.2311j j j S +=-+=? (MVA) 8216.038 .160165.231165.231cos 2 2 =+= ? 3-8 额定电压110 kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8所示。已知电源A 的电压为121 kV ,求功率分布和各母线电压。(注:考虑功率损耗,可以不计电压降落的横分量 U δ) 。 3-8 解: 设?∠=?∠=? 01100N C U U 220k ··20+ · C 习题解 图 20+ P 2=220 Q 2 =165MVAR 8+j 习题图 3-2 习题图 3-8

083 .27545.32676.4338.2407.22 207.30676.4338.2)4020(110 407.22207.30407.22207.30953.7793.93040593 .7793.9407.0271.0)810(407.0271.0)3020(1108102 2 22 22j j j S S S j j S j j j S S S j j j S S S j j S AB B A AB B B B B C C B BC +=+++=?+'-=+=++=?+=--+=''+='--=++--=?+-=''+=++=?? ? ??? ? ? ? ? ? ? 已知U A =121kV 332.14121 40 083.2720545.32=?+?= ?AB U kV 668.106332.14121=-=?-=AB A B U U U kV 972.3668 .10630 )593.7(20)793.9(-=?-+?-= ?BC U kV 64.110972.3668.106=-=?-=BC B C U U U kV 3-13 由A 、B 两端供电的电力网,其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。试求当A 、B 两端供电电压相等(即U A =U B )时,各段线路的输送功率是多少(不计线路的功率损耗) 3-13 解: 1、 4支路合并, 等值电路如图3-13a 所示。 510) 63()126(6 3)1530(1020) 63()126(12 6)1530() 510()1530(102015 3016 8) 84)(1530()126)(1020(10 2016 8)42)(1020()84)(1530() (42)63(32 4111411414j j j j j Z Z Z S S j j j j j Z Z Z S S j j j S S S j j j j j j S j j j j j j S j Z B B a A ab B A +=-+--+=+=+=-+--+=+=+-=+-+=-=+=--++-+= +=--++-+=Ω+=+=* **? ? * **? ? ? ? ? ? ? 输送功率分布如图3-13b 所示。 S S 习题解图·a U 习题图 3-13

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