電路理論習(xí)題課課件2

1、第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路一、一、 求電流求電流 I。 Us 45VIs 15A3 4 6 2 4 6.4 I+- - Us 45VIs 15A3 4 6 2 4 6.4 I+- -回路法回路法解解1：I2I3I104154 . 634 .17321 III45693321 III02154 .1464 . 6321 IIIAIAIAI14.1604.2084.12321 AIII3 . 331 上上 頁頁下下 頁頁返返 回回 Us 45VIs 15A3 4 6 2 4 6.4 I+- -節(jié)點(diǎn)法節(jié)點(diǎn)法解解2：451 U04 . 61)4 . 616131(31421 UUUAUUI3

2、 . 34 . 612.214 . 642 U1U4U3U21541)4141(41431 UUU0)4 . 612141(414 . 61432 UUU上上 頁頁下下 頁頁返返 回回451 U4 .232 U36. 63 U28. 24 U第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路用戴維南定理：用戴維南定理： Us 45VIs 15A3 4 6 2 4 6.4 I+- -abUoc Us 45VIs 15A3 4 6 2 4 +- -+- -解解3：abUocRi+- -求開路電壓求開路電壓UocU1= 45 6/9-45 2/10=30-9=21U2= 15 4/10 2=12Uoc= U1+

3、U2=21+ +12=33V3 abU1 Us 45V4 6 2 4 +- -+- -Uoc= U1+ U2abU23 4 6 2 4 +- -15A上上 頁頁下下 頁頁返返 回回（用疊加原理）（用疊加原理）第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路求內(nèi)阻求內(nèi)阻Ri ：Ri=2+1.6=3.6 ab3 4 6 2 4 Ri3/6+(4+4)/2I=33/(3.6+6.4)=3.3A6.4 Iab33V3.6 +二二 、用戴維南定理求、用戴維南定理求 I。ab2 4 6 6 6 5U1 11A12V+U1 1+I8 2 4 6 6 6 5U1 11A12V+U1 1+從哪斷開從哪斷開 控制量控制量U1

4、= 0上上 頁頁下下 頁頁返返 回回ab2 4 6 6 6 1A12V+Uoc(a) 求開路電壓求開路電壓Uoc2 4 6 6 6 12Vba+Uoc上上 頁頁下下 頁頁返返 回回aUoc1A2 4 6 6 6 b+2/3A1/3AUoc =8VUoc = -1*4-6/3= -6VUoc=8- -6=2V(b) 求內(nèi)阻求內(nèi)阻Ri 加壓求流加壓求流Riab2 4 6 6 6 5U1 1+U1 1+上上 頁頁下下 頁頁返返 回回2 4 4 5U1 1abUxIx+U1 1+5U1+8Ix+U1=UxU1=2IxRi=Ux/Ix=20 也可以利用短路電流求內(nèi)阻也可以利用短路電流求內(nèi)阻第第2 2次習(xí)

5、題課次習(xí)題課電電 路路 (c) 戴維南等效電路如圖所示：戴維南等效電路如圖所示：ab20 2V8 I+I=2/(20+8)=1/14=0.0714 A第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路正弦交流電路習(xí)題課正弦交流電路習(xí)題課要求：要求：1. 正弦量的基本概念：三要素、相位差、波形等正弦量的基本概念：三要素、相位差、波形等. 2. 復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納復(fù)阻抗、復(fù)導(dǎo)納 3. 定量計(jì)算：相量法定量計(jì)算：相量法 4. 定性分析：相量圖定性分析：相量圖 5. 功率計(jì)算：有功、無功、視在功率、功率因數(shù)、功率計(jì)算：有功、無功、視在功率、功率因數(shù)、 復(fù)功率等復(fù)功率等 (a)電源電壓角頻率電源電壓角頻率 =_ , 頻率

6、頻率 f=_ , 周期周期 T=_. (b)電壓有效值電壓有效值U=_，電流有效值，電流有效值 I=_. (c)電壓、電流間相位差電壓、電流間相位差 u i =_. (d)該負(fù)載是該負(fù)載是_負(fù)載負(fù)載, |Z|=_, =_.左圖電路中，已知：左圖電路中，已知： A)150400cos(21)(V )60400sin(10)( ttittu一、一、400 rad/s200Hz0.005s7.07V0.5A60 容性容性14.14 60 比較相位必須把正弦量化為標(biāo)準(zhǔn)正弦量的形式比較相位必須把正弦量化為標(biāo)準(zhǔn)正弦量的形式:)30400cos(21)180150400cos(21)(tttiAtt)120

7、400sin(21)9030400sin(21i+uZZ = u i=60120= 60上上 頁頁下下 頁頁返返 回回第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路二、指出下列結(jié)果是否正確二、指出下列結(jié)果是否正確,若有錯(cuò)若有錯(cuò),試將其改正。試將其改正。LRUI )1( )2(LRUI LRuuu )3(RLUUU )4(RUP2 )5(RIP2 )6(22)( )7(LRZ1.R222jRj L+ U I LU+ RU22) ( | |第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路 6025 ,V)45 sin(311)( ttu 若若則則2. A)6045sin(44.126025)45 sin(311ttZu

8、iuZi+ A158 . 86025452311ooo ZUI A)15sin(28 . 8o ti 相量相量=正弦量正弦量 第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路電路如圖所示，試列寫其相量形電路如圖所示，試列寫其相量形式的回路電流方程和節(jié)點(diǎn)電壓方式的回路電流方程和節(jié)點(diǎn)電壓方程。程。三、三、回路法：回路法：is6C2R5is3C3us1L4+i1i2i3 6S1II 3S2II1S2541423542) j ( ) j 1j() j 1j(UIRLILCIRLC第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路節(jié)點(diǎn)法：節(jié)點(diǎn)法：is6C2R5is3C3us1L4+ 1U 2U 3U 1S1UU 6S35424)

9、1j1(j1IURLUL 3S3424212j1)j1j (jIULULCUC 已知：已知電流表讀數(shù)為已知：已知電流表讀數(shù)為1.5A(有效值有效值)。求：求：(1)US=? (2)電路吸收的有功功率電路吸收的有功功率P和無功功率和無功功率Q .四、四、解：解：A05 . 1 RI設(shè)設(shè)V06005 . 140 2 U則則A2j90230j2 UICA1 .535 . 225 . 1 jIIICRV75j90751 .535 . 2)18j24()18j24(1 IUV75j1009 .361251 .535 . 2)50j()50j(3 IUA2418j4030j 50j + SU I 2U 3

10、U CI 1U+ RI+上上 頁頁下下 頁頁返返 回回V016075j1006075j321 UUUUS W2406 . 05 . 2160cosSIUP吸Var 320)8 . 0(5 . 2160sinSIUQ吸 W240)5 . 1(40)5 . 2(2440242222RIIP吸Var 320)5 . 2(50230)5 . 2(18 503018222222IIIQC吸A2418j4030j 50j + SU I 2U 3U CI 1U+ RI+電源發(fā)出：電源發(fā)出：VA320j2401 .535 . 2160 SA1 .535 . 2I上上 頁頁下下 頁頁返返 回回第第2 2次習(xí)題課

11、次習(xí)題課電電 路路五、五、已知：已知：.Hz50 ,H5 . 1,V30110 ,V30110S2S1 fLUU試求：兩個(gè)電源各自發(fā)出的有功功率試求：兩個(gè)電源各自發(fā)出的有功功率 和無功功率。和無功功率。解：解： A234. 0471j110j5 . 1314j3011030110j1S2S1 LUUI W3 .22)866. 0(234. 0110)18030cos(11IUPS發(fā)Var 9 .125 . 0234. 0110)18030sin(S11IUQ發(fā) W3 .22)866. 0(234. 0110)18030cos(S22IUP發(fā)Var 9 .12)5 . 0(234. 0110)1

12、8030sin(22IUQS發(fā)L1SU2SUI+電壓源電壓源Us1電壓源電壓源Us2第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路正弦電流電路中負(fù)載獲得最大功率正弦電流電路中負(fù)載獲得最大功率Pmax的條件。的條件。S UZLZiI+- -Zi= Ri + jXi， ZL= RL + jXL2Li2LiSLiS)()( , XXRRUIZZUI 2Li2Li2SL2L)()( XXRRURIRP 有功功率有功功率三種情況：三種情況：1. 只允許只允許XL改變時(shí)改變時(shí)第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路顯然，當(dāng)顯然，當(dāng)Xi + XL=0，即，即XL =- -Xi時(shí)，時(shí)，P獲得極值獲得極值2Li2SL)(RR

13、URP 2. RL 和和XL任意改變時(shí)任意改變時(shí)00 LLRPXP負(fù)載負(fù)載ZL獲得最大功率的條件是：獲得最大功率的條件是：ZL= Zi*，即，即RL= RiXL =- -Xii2Smax4RUP 最佳匹配最佳匹配2Li2Li2SL)()(XXRRURP第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路 3. 若若ZL= RL + jXL=|ZL| 2 ，RL、 XL均可改變，但均可改變，但XL/ RL不變不變 (即即|ZL|可變，可變， 2 不變不變)此時(shí)獲得最大功率的條件此時(shí)獲得最大功率的條件|ZL| = |Zi| 。)sincos(2|2 cosiii2S2max XRZUP 最大功率為最大功率為2Li

14、2Li2SL)()(XXRRURP第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路)sincos(2|cos sin|2cos|2|cos| 22cos| )()(2i2iLL2i2S22Li2Li2L2i2S2L2LLi2i2LLi2i2S2L2Li2Li2SLXRZZZUZXZRZZUZXXXXRRRRUZXXRRURP | |01| 0,) |(|dd )|(| ) |( ,iL2L2i2L2iLL2iLLLL2iZZZZZZZZZZZZZZP 即即得得即即改變改變最小最小需使需使最大最大若使若使此時(shí)此時(shí)Pmax即如即如(3)中所示。中所示。六、六、已知已知:要使要使R上獲最大功率，則上獲最大功率，

15、則C為何值？為何值？用戴維南等效電路：用戴維南等效電路：2.5H5 5 1 RCuS(t)+解：解：V 451oS UV )452sin(2)(o ttus2.5 1 C+j5 2S UZi1 C+ ocU 1 j25 j5 . 25 j5 . 2i Z要使要使R上功率最大，只需使使上功率最大，只需使使11/(2C)=0即可。即可。即：即：F 5 . 0 , 121 CC上上 頁頁下下 頁頁返返 回回第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路I| )2/(1 j| , )2/(1 jiociocCRZUICRZUI Zi1 C+ ocUV 4 .18447. 05 j5 j5 . 2455 . 0o

16、coo U要使要使R上功率最大，只需使電上功率最大，只需使電流流I 最大即可。最大即可。RIP2 若使若使 I 最大，須使最大，須使|Zi+ Rj1/(2 C)|最小。最小。 )2/(11 j3 )2/(1 j11 j2)2/(1 jiCCCRZ 若使其最小，只須使若使其最小，只須使11/(2C)=0即：即：F 5 . 0 , 121 CC第第2 2次習(xí)題課次習(xí)題課電電 路路七七. 已知如圖，電源頻率已知如圖，電源頻率 f=108HZ，欲使電阻，欲使電阻R吸吸收功率最大，則收功率最大，則C和和R為為多大，并求此功率。多大，并求此功率。50 RC0.1V+10- -7H解：解：8 .62j501

17、 Z22222j)j (CCCCCXRXjRRXXRXRZ 50222 CCXRXR8 .62222 CCXRXRpF5 .1516 .102129 CCXCXR W1055041 . 052max P已知：已知：U=220V，f=50HZ，電流，電流表表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為4A, A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為2A，A3的讀數(shù)為的讀數(shù)為3A，Z3為感性負(fù)載。為感性負(fù)載。試求：試求：R2和和Z3。八、八、解：解：設(shè)設(shè)Z3 =|Z3| 3求求Z3. 方法一方法一： 畫相量圖。以電壓為參考相量畫相量圖。以電壓為參考相量根據(jù)余弦定理：根據(jù)余弦定理： 1IA1A2A3R2Z3 2I3I U+ 1102220 2

18、2 IUR則則42= 32+ 222 3 2 cos o2225 .104 ,41242234cos oooo35 .755 .144180180 71j4 .18 5 .753 .73 , 3 .733220| o333 ZIUZ432 U1 I2 I3 I 3上上 頁頁下下 頁頁返返 回回求求Z3 方法二：方法二：. 3 .733220| 33 IUZA4 A,3 A,02 V,0220 1332IIIU 則則設(shè)設(shè)33213024 III 即即4cos +j4sin =2+3cos 3j3sin 3由上式可得：由上式可得：4cos =2+3cos 3 (1)4sin =3sin 3 (2)

19、上上 頁頁下下 頁頁返返 回回由由 (1)2+(2)2 得：得：16 =(2+3cos 3)2+(3sin 3)2 =4+12cos 3+9(cos 3)2+9(sin 3)2 = 4+12cos 3+9o335 .75 ,41123cos 71j4 .18 5 .753 .73| o333 ZZ九九.正弦穩(wěn)態(tài)電路如圖示，已知電壓表正弦穩(wěn)態(tài)電路如圖示，已知電壓表V讀數(shù)為讀數(shù)為220V，V1讀數(shù)讀數(shù) 為為100 V，電流表，電流表A2讀數(shù)讀數(shù)30A，A3的讀數(shù)的讀數(shù) 20A ，功率表讀，功率表讀數(shù)數(shù)1000W(平均功率平均功率)。求各元件參數(shù)。求各元件參數(shù)R、X1、X2和和X3。2 用相量法，設(shè)：用相量法，設(shè)：V022 UU則：則：A10j,A20j,A30j32132 IIIII 1010/1000/,22121 IPRRIP2 I*VWV1A2A3*R2jX1jX3jXSU+2U+1U+3 I1I上上 頁頁下下 頁頁返返 回回1010)210(222211 RZX設(shè)：