华南理工计算机电路例题解释1.docx

《华南理工计算机电路例题解释1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华南理工计算机电路例题解释1.docx（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第一章电路的基础概念和定律例1-1 在图1.6中，先取O点为参考点。已知Ud=U=10V, 9 =7V, 9=2VO 求%，端 Ubc，Uad，Uda 的值。3解：因为a点与b点是等电位点。所以9 =9 =7VU =9 -9 =7-2=5V9d=UdO=10VUad=9a-9d=7-10=-3VUad为负值，说明参考方向与实际方向相反，端点d的电位高于端点a的电位， 因此Uda=-Uad=- (-3V) =3V如下图1-1所示，选取O点为参考点，已知Udo=Us=12V,Uad= ( C )。A. 12V假=7V, 8c=2V。则B. -12VC. -5VD. 5V例1-2图1.8所示的简单电

2、路 电阻和电压源的功率。解：PR=IUs=2x 10=20WPs= IU：=2x 10=20W，已知回路电流I=2A和电源电压Us=10V。计算IP=UI=RI2=U2/R4.如上图1-2所示，已知R=6Q和电压源的电压U=6V。则电路中电阻R所消 s耗的功率PR= ( C )。A. 1JB. 1WC. 6WD. 36W例1-3如图1.10所示，当R由此50。换成25。时，Ub及I的大小各自怎么变化？aRR解：对图中电路，因Us=Uab是理想电压源的输出电压，它不会随负载R的改变 而改变，所以Uab=5V不变：而I会随R的改变而改变；对于右图，因I是理想 电流源的输出电流，所以I=2A不变，而

3、Uab会随R的改变而改变。1. 如下图1-3所示，当R由50Q换成25Q时，I的大小()。A.变大B.变小C.不变D.不确定RR2. 如下图1-3所示，已知当R=50Q时， 时，这时测量到uab=()。A. 2.5V B. 5V3. 如图1-1所示电路中，当R1增加时，A.变大B .变小测量到Uab=5V。当把R换成25Q电阻C. 10VD.不确定电流I2将()。C.不变D.不能确定R24.如图1-1电路所示，当R1增加时，A.变大B .变小则电压u2将(C.不变)。D.不能确例1-5 如图所示，已知每个电阻元件的阻值均为10。，每个电阻元件上已给出 了电压和电流的参考方向。(1)求电流I、I

4、2和电压U3、U4。(2)分析I、I2、 u3、u4的实际方向。12解：(a) 因电流电压的参考方向为关联方向，所以I1=U/R=50/10=5AO结果为正， 说明电流I1实际方向与参考方向相同，为a流向b；(b) 因电流电压的参考方向为非关联方向，所以I2=- (U/R) =-40/10=-4A。结 果为负，电流I2实际方向与参考方向相反，为a流向b；(c) 因电流电压的参考方向为关联方向，所以U3=RI=10* (-2) =-20V。结果 为负，电压U3实际方向与参考方向相反，b端为“ + ”，a端为“-”；(d) 因电流电压的参考方向为非关联方向，所以U4=- (IR) =- (3*10

5、) =-30。结果为负，电压U4实际方向与参考方向相反，a端为“+”，b端为“-”；1. 根据上图1-4所示，已知电阻元件的阻值均为10Q，求I2、U3= ( A )。A. -4A、-20V B.4A、20V C. 4A、-20V D. -4A、20V-4b【2ba -2A例1-8计算下图所示电路的（1）电压Ud、电流I; （2）电压U解：（1）设从a点出发，顺时针绕行一周，有5+5-3+Ucd-10=0,所以Ucd=3V。由于Ucd与I为关联方向，所以I=Ucd/R=3/3=1A （2） 从路 adc 观看，Uac=Uad+Udc= Uad+（-Ucd）=10-3=7V从路 abc 观看，：

6、=叫：=5+5-3=7/可见，两个路途计算出来的结果完全一样。1.如图1-2所示为某电路中的一个回路，求Ucb=（ A ）。A. 2VB. -2vC. 8VD. -8V1-6D.不确定D.不确定3.根据图1-3所示的电路图，求出I2=（A.3AB.5A算）。C.8AD.无法计1A II1-II* 5A 土- I2 TZZH 2AUcb+UUM+Udc= 习题1-4(1) 因为 3= I+ (-2)，所以 I=5； (I =I )进 出(2) 因为 I1+4+1=0，所以 I1=-5A；X因为 I1+I2+2=5，所以 I2=8A(3) 因为 I =2+0.005=2.005Ae2A5mAIe1

7、-51. 分析图1-6的电路图，求Ie= ( C )。A. 2.5AB. 2AC. 2.005A2. 分析下面1-5的电路图，求I= ( C )。A. 1AB. 3AC. 5A第二章电路基本分析方法例2-1求图2.3所示电路的等效电阻Rb和U b例2-3求图所示电路电源的等效变换电源。解：首先画出实际电源的等效变换电路，如图所示，注意电流源的方向和电压源的极性。(1)(2)Is=Us/Ro=10/2=5AR=2QIs e0由U(D)R0 (b)1.分析上面图1-6电路图，在(a)(c)等效变换电源后，则IS和R0分别是()。A. 3A、3QB. 4A、3QC. 12A、6QD. 3A、12Q例

8、2-4用戴维南定理求图所示电路中的电流I,已知R1=R3=2d R2=4d R=667d解：先求开路电压，见图，I1=0I2=6/ (2+4) =1AUS=U =-3-2 x I1+4 x I2= -3-0+4 X 1=1V再将电压源短路，得图(B)，求入端电阻R = 24 + 2 = 3.33Q由于图2.9(A)和图2.10(C)对负载R来说是等效电路,可由图2.10(C)求电流I =&=0.1( A)R0 + R3.33 = 6.67aR例2-5图2.11(a)所示为一桥型电路，试用戴维南定理求15.2。电阻中流过的电 流I。15.2Q(b)(c)解：先求开路电压，如图示2.11(b)所示

9、，显然I =-1 = 3 AI =-1 = 1A12 + 329 + 6U = U + U b = 311 - 612 = 3 x 3 - 6 x 1 = 3V再由图2.11(c)求入端电阻D 2 x 3 9 x 6R =+= 4.80。2 + 3 9 + 6由于图2.11(a河用图2.11(d)来等效，所以可由图2.11(d)求电流II =s= 0.15 AR。+15.24.8 +15.21. 分析如图3-1所示的电路图，试用戴维南定理计算电流I。3Q么6沁12篇3Q例2-6用戴维南定理求图2.12(a)所示电路中的电流I。解：求开路电压，如图2.12(b)所示，有Us=Uoc=3X2=6V

10、再由图2.12(C)所示求入端电阻R0=3Q所以，由图2.12(d)得= 0.75 A3 + 5例2-7求图所示电路的戴维南等效电路.解：解题过程详见图所示。利用前面学过的两种实际电源的等效与换原理，先将图2.13电路等效为图2.14(a)所示电路,即将并联的电压源转换成电流源;合并电流 源如图2.14(b)所示;再将电流源转换成电压源，如图2.14(c)所示;最后合并串联电 压源,成为戴维南等效电路，如图2.14(d)所示.(b)(c)1. 分析图 3-1 所示的电路图，已知 U =24V, U =6V, I =10A, R=3Q, R=R=R=2Q。用戴维南定理求出电流I和R所消卷的功率；

11、s 12 3 44IR42.分析如图3-1所示的电路图，已知Uab=6V，R1=10d R2=R3=8Q，R4=3dR5=6。，求电路中的等效电阻Rab和电流I（共10分）Ri16V UR1 R3 RUR5b 1二.分析如图2-1所示的电路图，已知R1=R3=3。，R2=6Q,R4=2。，试求出电路 的戴维南等效电路，如果在ab端接一个30电阻，求它所消耗的功率P。（共10 分）。a2-12.3.2支路电流法的应用如图 2.15 所示，已知 R1=2Q、R2=3。、R3=4。、Us1=14V、Us2=5V，求各支路电流。SS4 bUs2R3解：该电路有3条支路、2个节点、2个网孔。1. 首先标

12、出3条支路的电流11、I2、I3及其参考方向，如图2.15所示。2. 以这3个电流为变量，列写方程。因这里有a、b两个节点，那么就只能有一 个独立节点，任选a点列写KCL方程为I1+I2+I3=0再设定各网孔的绕行方向，列写网孔的KVL方程为RI - R I - U = 01 1 3 3S1七 2 - R212 + R313 = 0因有3个被求量，就建立3个独立方程求解之。将已知数代入上式得I +1 +1 = 021 41 -14 = 05 - 3I + 413 = 0岳7?曰.47 dEr rh t o A T 1 A T CA解牟得各支正路电流l： I=3A，I2=-1A，I3=-2A。其

13、中I2、I3计算结果为负值，说明其参考方向与实际方向相反。由此归纳出支路电流法的解题步骤如下： 设定所求的b条支路的电流及参考方向。 任选n-1个节点，列写n-1个KCL方程。 设定各回路的绕行方向，列写b- (n-1)个回路的KVL方程(通常可列写相应 网孔的KVL方程) 联立b个方程组，解出B支路电流。 最后根据需要，进一步计算各元件的电压、功率等。例2-8用支路电流法求解图2.16电路的各支路电流。解：设各支路电流及参考方向如图2-16电路所示。这里有4个节点，则有3个独立节点，任选a、b、c 3个点列写KCL方程:11 + 12 + 15 = 0一 I +1 +1 = 0I +1 -1

14、 = 0V 456再设定各网孔的绕行方向，列写3个网孔的KVL方程：RI + R I -R I -U = 01 15 54 4 si一 R I - R I - R I + U = 02 25 56 6 s 2-R I + R I + R I - U = 0V 3 34 46 6 s 3有6个被求支路电流量，这里列写了 6个独立方程，联立求解6个方程，便可解 出支路电流I、I,、L、I” L、T。123456Us3R1=R3=R5=3。，2. 5齐性定理例2-16图2-25所示为一梯形电路，求各支路电流。已知R2=R4=R6=6。plign 7焰,l5g+【2【4129四d成R40 R6解： 对

15、梯形电路利用齐性定理求解比较方便。设I = 1A5则Ub = (R5 + R6) 15 = 9VI = k = 9 = 1.5 A4 R 6I = I +1 = 1.5 +1 = 2.5 A3 45U = R I + U = 3 X 2.5 + 9 = 16.5Vad 3 3 bcI =孔=165 = 2.75 A2 R 6I = I +1 = 2.75 + 2.5 = 5.25A123U = RI + U = 3 X 5.25 +16.5 = 32.25Vs 1 1 ad现已知US=129V，即电源电压增大了 K=129/32.25=4倍，因此，各支路电流也相应 增大4倍，所以I = KI

16、= 4 x 5.25 = 21AI = KI = 4 x 2.75 = 11AI = KI = 4 x 2.5 = 10 AI = KI = 4 x 1.5 = 6 A15 = KI 5 = 4 x 1 = 4 A本例计算是从梯形电路距离电源最远的一端算起，倒退到电源处，通常把这种方 法叫“倒推法”。计算结果最后按齐性定理予以修正。1.分析如图3-1所示的电路图，已知图中所有的电阻阻值为1d求电路中支路 电流 1，12，13，14，I-O12345pjI c 七一I 了昂一I+【2”【410V。,dTTbT3-1解：设设I = 1A5U b = （R5 + 凡）15 = 2VI=氏=-=2 A

17、4 R 1I = I +1 = 2 +1 = 3 A345U = R I + U = 1 x 3 + 2 = 5Vcd 3 3 abI, = cd = = 5 A2 R 1I = I +1 = 5 + 3 = 8 A 123U = RI + U = 1 x 8 + 5 = 13Vs 1 1 cd现已知US=10V，即电源电压增大了 K=10/13倍，因此，各支路电流也相应增大 10/13倍，所以I = KI = 10/13 x 8 = 80/13 r 6.15AI = KI = 10/13 x5 = 50/13 r 3.85AI = KI = 10/13 x 3 = 30/13 r 2.31A

18、I = KI = 10/13 x 2 = 20/13 r 1.54A15 = KI5 = 10/13 x 1 = 10/13 r 0.77A习题二2-1求图中电路的等效电阻R解:ab8QRcbac8 x 8=4。8 + 86QRacbRab= R + R = 4 + 2 = 6。10a xc R cacb-10 + Racby = 60 w 3.75。10+6 162-6求图2-31所示电路中的Rab、I、I、Uda、解:Ube。Rade=22+10=32。R：c：=4+30=34Qaeadeace Rade + Race32 x 3432 + 341088牝 16.48。66I = UR a

19、bUae-RadeRade22 -17.4 v=0.14 A32R =R +R =16.48+60=76.48。ab ae eb22 w 0.29 76.48Ub =IRb =0.29x 60=17.4VR1=10Q , R2=22Q , R3=30Q , R4=4U =I R =0.14x 22=3.08V1：分耕图2-1所示的电路图，已知R0=60Q ,a，求电路中的 R、I、I、U、U、0P ？。ab1 da be daa第三章正弦交流电路例3.1已知某正弦交流电压、电流的瞬时值分别为 u(t) = 300sin(2000兀t + 兀 /6)mV , i(t) = 5sin(2000Kt

20、 兀 /3)mA。分别写出该电压、以及电压与电流的相位差。电流的幅值，有效值，频率、周期、角频率，初相， 解：电压、电流的幅值Um=300mVIm=5mAI = m =牝 3.5mA22有效值： U = m = R 212.1mV， 2 a/2角频率=2000n，频率 f = = 。顷=1000Hz，周期T = = 0.001S 2兀2兀f初相 R = n/6， R=丸/3电压与电流的相位差：e = R e=n/6-( n/3)=n/21.已知u =220 2 sin314/伏，u =220、2sin (314-招)伏，请写出各正弦量的 振幅值、A有效值、初相、角频率、频率和周期，以及uA与u

21、B之间的相位差。2. 已知正弦电流 ii=31.1sin(314t+200)A，顼10支sin(314t-700)Ao 写出它们3. 已知某一正弦电流的周期为0.0002S，初相位为-300，且知当t=00001S时 它的瞬时值为10mA。试写出它的瞬时值表达式。4. 已知某正弦电流的幅值为10A，初相为n/6,频率为50Hz，求当t=0.01S时 的电流值。5. 已知 Rt)=Imsin(3t+n/6)A，w =314rad/s，t=0 时其瞬时值为 16A，试求有效 值1，并求t为多少时i=Im?3. 2正弦量的相量表示法及复数运算i(t) = /21 sin(t + 甲)=I = I邓

22、=I m = I 甲u (t) = 2U sin(t + 甲)=U = U Z甲 =U m = U Z甲正弦量有效值相量 振幅相量例 3.2已 知 七=2 海 i3 nt马)V,u2(t) = 1 4 i3 nt一 一兀i(t) = 70.5sin(314t-)mA，与出 u ,u ,i 的相重。解：兀J = 220/ - VU = 100Z- V23一, 兀 ，I = 50/ - mA630。，例 3.4 (1)已知 A =4+j3, A尸-3+j4,求 A+A , A-A。(2)已知 A = 4ZJ_L_L1A2 = 5Z120。，求 A1 . A 2, A / A 2。解：A1+A2=4

23、+ (-3) +j (3+4) =1+j7A1-A2=4- (-3) +j (3-4) =7-jA A = |4 x 5|Z(-30。+120。) = 20Z90。A_ = 4/- 30。= 4-30。-120。) = f / -150。A25/120。55第四章线性电路的暂态分析换路定律:u (0 ) = u (0 ) c + c -i (0 ) = i (0 )L + L -例4.1如图4-2(a)所示，直流电源的电压U=100V, R2=100Q,开关S原先合在1 的位置，求开关由1位置合到2位置的瞬间，电路中电阻RR2上及电容C上 的电压和电流的初始值。解：参考方向如图所示。由于电容在

24、直流稳定状态下相当于开路，所以换路前的 电容电压为七(0 ) = U = 100V，当S合到位置2时，根据换路定律u (0 ) = u (0 ) = 100Vc + c 一如图 4-2(b)所示，根据 KVL 有u (0 ) = -u (0 ) = -100VR 2+c +i (0 ) = i (0 ) = ur2(0 +) =-100 = -1A c +R 2、+R2100因为 i(0+) = 0则有 u (0 ) = R X i (0 ) = 0+，2R2C(0+1(a)换路前(b)换路后t=0 ,瞬间R1+11例 4.2如图 4-3 （a）所示电路，已知：Us=9V, R1=3。，R2=

25、6Q , L=1H。在t=0 时换路，即开关由1位置合到2位置，设换路前电路已经稳定，求换路后的初始值 i （0 ）, i （0 ）, u （0 ）。1+2+ L +解：（1）作t=0的等效电路图4-3（b），参考方向如图所示，由于电感在直流稳 定状态下相当于短路，所以换路前的电感电流为i （0 ） = s = = 3AL - R 3根据换路定律得：i (0 ) = i (0 ) = 3AL + L -（2）作t=0+瞬间的等效电路图4-3（C），由此可得i (0 ) = i (0 ) = - x 3 = 2A1+ R + R2 l +3 + 61 (0 ) = i (0 ) - i (0 )

26、 = 2 - 3 = -1A2 +1+ L +u (0 ) = R i (0 ) = 6 x (-1) = -6VL +2 2+（a）UsR（b）换路前（c）换路后t=0 +瞬间例 4.3如图 4-4 (a)所示，已知 R1=4Q , R2=3Q , R3=6Q , U=10V。t=0 时开 关S闭合，换路前电路无储能。求开关S闭合后各电压、电流的初始值。解：(1)因换路前电路无储能，所以u (0 ) = u (0 ) = 0c + c 一电容电压为0，电容相当于短路；电感i (0 ) = i (0 ) = 0L + L(2)作t=0瞬间的等效电路图4-4(b)。 +电流为0，电感相当于开路。

27、那么i(0 ) = i (0 )=+ c +10 山=1A4 + 6u (0 ) = Ri(0 ) = 4 x 1 = 4VR1+1+u (0 ) = R i (0 ) = 6 x 1 = 6VR 3+3 c +u (0 ) = 0u (0 +) = u (0 ) = 6VL +R 3 +(a)换路前(b)换路后t=0 +瞬间1 .电路如图 3-1 所示。已知 R =100KQ，R2=1.5 KQ ,R =3 KQ ,C=1p F,L=300mH, 换路前电路处于稳态，t=0向开关闭合，回答下列问3题： uc(0),iC(0)和 uC(0),ic(0)各是多少？ u(0),i (0)和u(0)

28、,i (0)各是多少?L _ L ,工 L ,+、L .+. u(0),i (0)和 u (0),i (0)各是多少?R -R - R+R+90V2.如图4-1所示的电路图，已知US=9V，虬=3。，R2=6d L=1H。在t=0 时换路，即开关由1位置合到2位置，设换路前电路已经稳定，求换路后 的初始值 i, (0)、i, (0)、i (0)和 u (0)。1+2+ L +L +iL3.分析如图4-1所示的电路，已知R1=2。，R2=5。，试确定电路中uc，ic，及的初始值。设开关闭合前电路处于稳态。90V4. 电路如图 5-1 所示。已知 R =100KQ，R2=1.5 KQ ,R =3 KQ ,C=1p F,L=300mH, 换路前电路处于稳态，t=0曲开关闭合，回答下列|苛题： uc (0),iC(0)和 uC(0),ic(0)各是多少？ u(0),i (0)和u (0),i (0)各是多少? u (0),i (0)和u (0+), i (0+)各是多少?R - R - R + R +