范世貴電路基礎(chǔ)答案5-9章.doc

第五章5-1 已知、。試寫出相量、，寫出相量圖，求相位差。 答案 解： 圖 題5-1 相量圖如圖5-1所示。5-2 已知、。試寫出他們所代表正弦電流的時(shí)域表達(dá)式，畫出相量圖，并求相位差。 答案 解： 圖 題5-2 相量圖如圖5-2所示。5-3 已知，。求的時(shí)域表達(dá)式。 答案 解： 。5-4 圖題5-4所示電路，已知電壓表、的讀數(shù)分別為3V,4V。求電 壓表V的讀數(shù)。 圖 題5-4 答案 解：(a) 5-5 圖題5-5所示電路，已知電流表、的讀數(shù)均為10A。求電流表A的讀數(shù)。 圖 題5-5 答案 解：設(shè)，則 (a)。 A的讀數(shù)為 A的讀數(shù)為0。5-6 圖題5-6所示正弦穩(wěn)態(tài)電路，已知電壓表、的讀數(shù)分別為V、60V、100V。求電壓表V 的讀數(shù)。 圖 題5-6 答案 解：設(shè) ，則 電壓表的讀數(shù)為50V5-7圖題5-7所示正弦穩(wěn)態(tài)電路，已知電流表、的讀數(shù)分別為5A 、3A 、4A求的讀數(shù)。 圖 題5-7 答案 解： 設(shè) ，則： 即：的讀數(shù)為8A或0。5-8 求圖題5-8所示電路中電壓表V的讀數(shù)。 圖 題5-8 答案 解：設(shè) ，則 即V的讀數(shù)為30V。 即V的讀數(shù)為70V。 即V的讀數(shù)為50V。 5-9 求圖題5-9所示電路中電流表A的讀數(shù).。 圖 題5-9 答案 解: 則 即:電流表的讀數(shù)為5A或1A。 5-10 圖題5-10所示電路,求。 圖 題5-10 答案 解: 電路頻域模型如圖5-10所示。 5-11 求圖題5-11所示電路的輸入阻抗Z。 圖 題5-11 答案 解: 外加電流,則 5-12 圖題5-12所示為測(cè)定電感線圈參數(shù)R、L的電路,電源頻率。求R.,L。 圖 題5-12 答案 解: 設(shè) 則 5-13 圖題5-13所示電路,已知、。求方框內(nèi)最簡(jiǎn)單的 串聯(lián)組合元件。 圖 題5-13 答案 解: 。5-14 圖題5-14所示電路,已知電流表的讀數(shù)為10A,電 壓表的讀數(shù)為100V。求A和V的讀數(shù)。 圖 題5-14 答案 解: 設(shè) , 則 。 即: A的讀數(shù)為10A,V的讀數(shù)為。5-15 圖題5-15所示電路,已知、。求電路的等效阻抗和各元件的電壓、電流,畫出相量圖。 圖 題5-15 答案 解: 原電路的頻域模型如圖5-15(a)所示. 等效復(fù)阻抗 相量圖如圖5-15(b)所示。 圖 題5-155-16 為了使電感線圈中的電流落后于,常用 圖題5-16所示電路。已知,求R.。 圖 題5-16 答案 解: 即 若使 落后于 ，則應(yīng)有： 此時(shí) 。5-17 圖題5-17所示，已知，。調(diào) 節(jié)電位器R使伏特計(jì)指針為最小值，此時(shí)，。求伏特計(jì)指 示的數(shù)值和電容C。 圖 題5-17 答案 解：, , 當(dāng)改變使最小時(shí)，必有 即： .5-18 圖題5-18所示電路，欲使R改變時(shí)I值不 變，求L 、C 、之間應(yīng)滿足何關(guān)系？ 圖 題5-18 答案 解： 5-19 圖題5-19所示電路，已知,。求。 圖 題5-19 答案 解： 網(wǎng)孔電流方程為： 解得： 5-20 圖題5-20所示電路，可調(diào)電阻r的中點(diǎn)接地，。試證明電位、大小相等、相位依次相差。 圖 題5-20 答案 證： 。 可見、大小相等、相位依次相差。 5-21 圖題5-21所示電路，求。 圖 題5-21 答案 解：移去待求支路a-b,如圖5-21（a）所示。 作戴維南等效電路，并接入移去支路，如圖5-21(b)所示。 圖 題5-215-22 圖題5-22所示電路，。求各支路電流，并作出相量圖。 圖 題5-22 答案 解： 相量圖如圖5-22(b)所示。 圖 題5-22(b)5-23 圖題5-23所示電路，已知，落后于，電路的消耗功率。求U、I及動(dòng)態(tài)元件的參數(shù)值。 圖 題5-23 答案 解： 5-24 圖題5-24所示電路，Z可變，求Z為何值時(shí)可獲得最大功率，為多大,此時(shí)為多大? 圖 題5-24 答案 解: 移去Z: 作戴維南等效效電路,并接入移去的支路,如圖5-24(b) 所示.。 根據(jù)最大功率傳輸電路。時(shí),Z可獲得最大功率,且。 圖 題5-245-25 圖題5-25所示電路，,Z可變,求Z為何值 時(shí)可獲得最大功率，為多大？ 圖 題5-25 答案 解:移去Z: 圖 題5-25 作等效戴維南電路,并接入Z,如圖5-25(c)所示。 5-26 圖題5-26所示電路，已知，。今手頭只有電容器,試求在與R為定值時(shí),在R與電 源之間連接一個(gè)什么樣的電路,才能使R獲得最大功率,算出元件值,畫出電路圖。 圖 題5-26 答案 解: 為使R獲最大功率,首先給R并聯(lián)電容,則 其中: 使 ,可求得 其次為使,給并聯(lián)組合與之間串聯(lián)一個(gè)電容,并使 電路結(jié)構(gòu)如圖5-26（b）所示。 圖 題 5-26(b)窗體頂端 第六章 三相電路窗體底端6-1 已知對(duì)稱三相電源線,平衡三項(xiàng)負(fù)載每相的阻抗。求負(fù)載為星形連接和三角形連接時(shí)的相電流，線電流和三相總功率，并畫出相量圖。 答案 解： 設(shè)則： 相量圖如圖6-27（a）所示。 （2）當(dāng)負(fù)載為三角形聯(lián)接時(shí)： 設(shè)，則： 相量如圖6-27（b）所示。 6-2 兩組平衡負(fù)載并聯(lián)如圖題6-2所示。三角形聯(lián)接的負(fù)載功率為10千瓦，功率因數(shù)為0.8（電感性）;星形聯(lián)接的負(fù)載功率為10千瓦，功率因數(shù)為0.855；端線阻抗。 欲使負(fù)載端的線電壓有效值保持為380V，求電源線電壓應(yīng)為多少？ 圖題6-2 答案 解： 三角形負(fù)載 星形負(fù)載 電路為對(duì)稱三相電路，將形聯(lián)接負(fù)載變換為星形聯(lián)接負(fù)載。并可取出一相計(jì)算，現(xiàn)取A相，設(shè)A相負(fù)載相電壓則 電源相電壓 電源線電壓 窗體頂端 第七章 耦合電感與理想變壓器窗體底端7-1 圖題7-1所示電路，求和。 答案 解：7-2 圖題7-2所示電路，。 求和耦合系數(shù)K。 答案 解：因，故得 7-3 耦合電感，。求它們作串聯(lián)、并聯(lián)時(shí)的各等效電感。答案 解：兩電感串聯(lián)時(shí)： a)順接： b)反接： 窗體頂端兩電感并聯(lián)時(shí)：窗體底端 a)同名端同側(cè)： b)同名端異側(cè)： 7-4 圖題7-4所示為變壓器電路，已知V。今測(cè)得。求兩種不同連接法時(shí)伏特計(jì)的讀數(shù)。 圖 題 7-4答案 解： 得 所以電壓表的讀數(shù)為0V。 ,，由圖（b）所示 所以電壓表的讀數(shù)為。7-5 圖題7-5所示示電路，。（1），求、；（2），再求、； 答案 解：(1) 解得 （2） 列方程組: 解得 7-6 圖示電路,。求。 答案 解： 由圖7-6(b),得 7-7 圖題7-7所示電路,，求 i1(t)。 答案 解: 7-8 圖題7-8所示電路,求a、b端的等效電感。 答案 解: 圖7-8(a)等效為圖7-8(b) 7-9 圖題7-9所示電路,。求兩個(gè)電源發(fā)出的功率。 答案 解: 設(shè)變壓器兩邊的電壓相量分別是、,電流相量分別為、。則有 7-10 圖題7-10所示電路,為使R獲得最大功率,求n及此最大功率。 答案 解：設(shè)理想變壓器兩端電壓分別為、，電 流為、，方向如圖所示： 列方程組得： 7-11 圖題7-11所示電路,欲使電阻獲得最大功率，n應(yīng)為何值？最大功率多大？ 答案 解：根據(jù)圖（b）求開路電壓 因?yàn)? 根據(jù)圖（c）求，得 根據(jù)最大功率傳輸定理要使電阻獲得最大功率 7-12 圖題7-12所示電路，求電阻的功率。 答案 解： 電阻在圖（b）中等效為： 電阻在圖（b）中等效為： 7-13 圖題7-13所示電路，非線性電路的伏安特性為。求電壓表的讀數(shù)（電壓表的內(nèi)阻抗認(rèn)為無窮大）。 答案 解：因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻為無窮大，所以理想變壓器開路。 因?yàn)?故7-14 圖題7-14所示電路,Z可變，求Z為何值能獲得最大功率,=？ 答案 解：a、b 兩端的開路電壓 由a、b 兩端的左端看的等效阻抗 當(dāng)時(shí)，有且7-15 圖7-15（a）示電路，今欲使R獲得的功率最大，則次級(jí)匝數(shù)應(yīng)如何改變？若將圖（a）電路中的電流源改為電壓源，如圖（b），則有如何改變？ 答案 解： 窗體頂端 第八章 網(wǎng)絡(luò)圖論與網(wǎng)絡(luò)方程窗體底端8-1 畫出下列圖 題8-1所示各網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D。 解：（略） 圖題8-1 8-2 求圖題8-2所示拓?fù)鋱D的關(guān)聯(lián)矩陣。 圖題8-2 答案 解： 8-3 以節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，寫出圖題8-2所示拓?fù)鋱D的關(guān)聯(lián)矩陣。 答案 解：(a)(b) 8-4 由下列給定的作出有向圖。 (a) (b) 答案 解：對(duì)應(yīng)的有向連通圖如圖題8-4所示。 8-5 圖題8-5所示拓?fù)鋱D，各選出四個(gè)不同的樹，并驗(yàn)證樹枝數(shù)=n-1。 答案 （a） (b) (c)8-6 圖題8-6所示拓?fù)鋱D，試畫出三種可能的樹及其基本回路。 答案 解：三種不同的樹如右上圖所示，對(duì)應(yīng)的三種基本回路： （1）； （2）； （3）。8-7 圖題8-7所示拓?fù)鋱D，若選樹為：（1）支路1、2、3、5、9；（2）支路5、6、7、8、10。試寫出基本回路矩陣與基本割集矩陣。 答案 解：（1）由圖8-7（b）所示一個(gè)樹，得 (2) 由圖8-7（c）得： 。8-8 圖題8-8所示拓?fù)鋱D，若選樹為：（1）支路1、2、3、5、8； （2）支路4、5、6、9、10。試寫 出基本回路矩陣與基本割集矩陣 答案 解：（1）由圖8-8（1）寫出基本回路矩陣： 基本割集矩陣： (2) 由圖8-8（2）寫出基本回路矩陣及割集矩陣： 8-9圖 題8-9所示拓?fù)鋱D，選出兩種樹，并畫出其對(duì)應(yīng)的基本割集。 答案 解： 圖8-9(a)為圖示(a)的 一棵樹(取2、4、6支路) 圖8-9(b)為圖示(b)的一棵樹,(取1、2、4、7支路) 8-10 圖題8-10所示拓?fù)鋱D，以支路1、3、4、6、9為樹支構(gòu)成一個(gè)樹。（1）寫出、矩陣；（2）說明與的關(guān)系。 答案 解：圖8-10（b）所示為拓?fù)鋱D的一個(gè)樹。 （1） （2） 8-11 已知網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣 （1）畫出此網(wǎng)絡(luò)的有向圖；（2）選擇一個(gè)樹，使與此樹對(duì)應(yīng)的基本割集矩陣與矩陣相同,(3)求于此樹對(duì)應(yīng)的基本回路矩陣 答案 解：(1) 圖8-11為題示網(wǎng)絡(luò)的有向圖. (2) 選擇4,5,8支路為樹枝構(gòu)成一個(gè)樹,則此樹相對(duì)應(yīng)的基本割集矩陣與相同。 (3) 對(duì)應(yīng)此樹的基本回路矩陣 8-12 圖題8-10所示電路,(1)求獨(dú)立節(jié)點(diǎn)、的電位;(2)求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；（3）求各支路電壓和各支路電流 答案 解: (1)畫出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D: (2) 8-13 用節(jié)點(diǎn)法求圖題8-13所示電路的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)電位，各支路電壓和各支路電流；已知,。 答案 解： 圖8-13（b）是該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D 8-14 寫出圖題8-14所示網(wǎng)絡(luò)的矩陣形式的網(wǎng)孔回路電流方程。 答案 解： 畫出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D：選一個(gè)樹, 取3、4、5支路為樹支，則 因?yàn)?且 所以 8-15 圖題8-15所示網(wǎng)絡(luò)，選支路5，6，7，8為樹枝，試寫出基本回路方程與基本割集方程。 答案 解：圖8-15（b）是該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D ,選支路5，6，7，8為樹,有 （1） 。 （2） 其中 8-16 圖題8-16所示無源網(wǎng)絡(luò)P由線性電阻組成，兩次測(cè)量的數(shù)據(jù)為：時(shí)， 時(shí)，。求的值。 答案 解： 由特勒根定理，可列 解得： 窗體頂端 第九章 諧振電路窗體底端9-1 收音機(jī)磁性天線中，的電感與一可變電容組成串聯(lián)電路。我們?cè)谥胁ǘ涡枰獜?50千赫調(diào)到1.6兆赫。求可變電容C的數(shù)值范圍。 答案 解： 因有， 故得 代入數(shù)據(jù)得。故C在279pF到33pF之間9-2 R、L、C串聯(lián)電路，電源電壓，當(dāng)時(shí)，電路中吸收功率為最大，。求 L、Q， 作相量圖。 答案 解： 因有， 故得 。 ， 。9-3 R、L、C串聯(lián)電路，。電源電壓。求、 答案 解：， 9-4 的電阻與的電感和C串聯(lián)，接到電壓的正弦電壓源上，電路諧振，此時(shí)電流。今把R、L、 C并聯(lián)，接到同一電壓源上。求R、L、C中各電流。已知電源頻率f=50赫。 答案 解：， ， ， 。9-5 R、L、C串聯(lián)電路中，正弦電源電壓，頻率f=1兆赫，諧振電流，此時(shí)電容電壓。 求R、L、C、Q值。 答案 解： ， ， 因有， 故得， 。9-6 圖題9-6所示電路已諧振，,。求U。 答案 解：因 故 故 9-7 圖題9-7所示電路， 已知，。求R和Q值。 答案 解：因有， 故； 又因有， 故 。9-8 圖題9-8所示電路，已知，。求、。 答案 解 ， 。9-9 圖題9-9所示電路，。求（1）整個(gè)電路的Q值和通頻帶；（2）若增大，通頻帶將如何 變化？ 答案 解： 9-10 仍用圖（）電路，。求I、。 答案 解： ， 或 9-11 圖題9-11所示四個(gè)電路，L及C已知。求它們每一個(gè)的串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率。 答案 解：； ； 。 從計(jì)算結(jié)果可以看出;(1) 諧振頻率的總個(gè)數(shù)比獨(dú)立儲(chǔ)能源件的總數(shù)少一；(2)串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率是交 替出現(xiàn)的；（3）求 電路總的串聯(lián)諧振頻率時(shí)，可通過將兩個(gè)輸入端 短路后的電路而求得；求電路的并聯(lián)諧振頻率時(shí)，可通過將量輸入端開路后的電路求得。窗體頂端9-12 圖題9-12所示電路能否發(fā)生諧振？若能，其