上电路原理作业四大题共16小题.docx
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上电路原理作业四大题共16小题
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？
元件
i
+u
图1-1
答：
1、一旦决定了电流参考方向，每个元件上的电压降方向就确定了，不可随意设置，否则在逻辑上就是错误的，所以先要指定电厂、电流的方向。
2、所谓关联参考方向是指流过元件的电流参考方向是从元件的高电位端指向低电位端，即是关联参考方向，否则是非关联参考方向。
3、非关联——同一元件上的电压、电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。
4、发出功率——非关联方向，调换电流
i的参考方向之后，乘积
p=ui<0，表示元件发出
功率。
5、吸收功率——非关联方向下，调换电流
i的参考方向之后，
u>0，i>0，功率p为正值
下，元件实际吸收功率；
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
10V
i
10mA
+
+
u
+
u
图1-2
图1-3
答：
1、图1-2是理想电压源；
1-3所示的电路模型是理想电流源
2、理想电压源电源内阻为
0；理想电流源内阻无穷大
3、图1-2中理想电压源与外部电路无关，故
u=10V
图1-3中理想电流源与外部电路无关，故
i=-10×10-3A=-10-2A
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。
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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搞有相互抵消作用，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Ua、Ub、Uc对称，RXCXL，则是否
构成三相对称电路？
为什么？
并说明其线电流Ia、Ib、Ic是否对称。
Ua
a
Ia
－
+
Ub
b
Ib
L
－
+
R
Uc
c
Ic
C
－
+
图1-4
答：
1、就是三相的参数完全一样，如每相都是
R与L串连的，且
R和L都是一样值的。
这样
的结果，就使得三相的电流在大小完全相同，
而电流相位差
120度（假设三相电源也是对称
的，其相位相差120度。
）如果负载更复杂，但只要它们一样，结果（即三相电流）就是对
称的。
2、不能构成三相对称电路。
Ia
、
I
b
、
Ic
不对称。
3、电流
6、什么是三相对称负载？
图
1-5中三相电源Ua、Ub、Uc对称，则是否构成三相对称电路？
为什么？
并说明其线电流
Ia、Ib、Ic是否对称。
－Ua+
a
Ia
Ub
Z
－
+
b
Ib
Z
Uc
－
c
Z
+
Ic
图1-5
答：
1、就是三相的参数完全一样，如每相都是R与L串连的，且R和L都是一样值的。
这样
2/6
的结果，就使得三相的电流在大小完全相同，而电流相位差120度（假设三相电源也是对称
的，其相位相差120度。
）如果负载更复杂，但只要它们一样，结果（即三相电流）就是对
称的。
2、能构成三相对称电路。
3、电流Ia、Ib、Ic是对称。
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R
、输出电阻R、
i
o
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-
i
io
Ri
Ro
u+
i+
+
uo
A（u+-u-）
_
－
图1-6
答：
1、对实际动算放大器来说，输入电阻很大，输出电流很小，输出电阻很小，开环电压
放大倍数A很大。
在理想化情况下，可以认为Ri和A不无穷大，而Ro等于零。
2、线性区输出电压介于最大最小输出电压之间，随输入电压的差线性变化，非线性区输出
最大或最小输出电压。
3、
当同向输入端接地：
当反向输入端接地：
8、某非正弦周期电流电路的电压为
u
120100
2sint302sin（3t
30）V，电
流i13.9102sin（t30）
1.73
2sin（3t
30）A，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？
答：
1、P=U3I3cos（30。
+30。
）。
P=25.95
二、直流电路计算（3小题）
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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。
.
.
I
.
+
.
US
R4
－
IS1
R2
R3
R5
IS2
R1
.
.
.
.
图2-1
答：
I=（5+2）/（1.25+1.75+0.5）=2A
2、电路如图
2-2所示，试用叠加原理求电压
u和电流i。
i2
1
＋5A
＋
＋
u
10V
2i
－－－
图2-2
答：
10v单独作用时，5A置开路，i'=（10-2i'）/（2+1），5i'=10，i'=2，u'=i'+2i=6v，
5A单独作用时，10置短路，-2i"=（5+i"）+2i"，5i"=-5，i"=-1，u"=（5+i"）+2i"=2v
i=i'+i"=1A，u=u'+u"=8v
3、用回路电流法或节点电压法求解图2-3所示电路中电流I。
1A
5
20
5
+
30
5V
+
30V
I
图2-3
答：
选取独立节点如图
由题已知，Il1
1A
5Il1
55
30Il2
30Il3
30
其余两回路方程为
20Il1
30Il2
20
30Il3
5
40Il2
30l3
35
Il2
2A
整理得
30Il2
50Il315
Il3
1.5A
所以IIl2Il3
2
1.5
0.5A
4/6
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=10
F，US1=12V，
US2=8V。
求换路后的uC（t）、iC（t），并定性画出
uC（t）随时间变化的曲线。
S
R
iC
1
2
+
+
-
uC
US1
US2
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）。
RLiL
+
CuC
－
图3-2
答：
四、正弦交流电路计算（3小题）
1、电路如图
4-1所示，已知u220
2sin314tV
，i1=112sin（314t
90o）A，
i2=222sin（314t－30）A。
求i，R，L，C及总有功功率
P，总功率因数cos。
i
i2
+
i1
R
u
C
-
L
图4-1
答：
5/6
i1=11
√2∠90°=11√2（cos90°+jsin90°）=j11√2；
i2=22
√2∠-30°=22√2[cos（-30°）+jsin（-30°）]=22√2[√3/2-j/2]=11√6-j11√2；
i=i1+i2=j11√
2+11√6-j11√2=11√6A；电流与电压同相，功率因数
cosψ=1；
Xc=u/i1=[（220
√2）/（11√2）]∠（0°-90°）=20∠-90°；
C=1/（20ω）=1/（20*314）=159
μF
R=5√3；
L=XL/ω=5/314=16mH；
p=UI=220*11√3=2420√3w
2、电路如图4-2所示，已知US
1200
V、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
+
US4ΩRL
_
1:
n
图4-2
答：
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。
U1
I
U2
R1
R2jXL
+
－jXc
R3
IS
_US
图4-3
答：
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