15 161電路原理二期末復(fù)習(xí)

1、 / 15考試章節(jié)第十章含有耦合電感的電路第十一章電路的頻率響應(yīng)第十二章三相電路第十三章非正弦周期電流電路第十四章線性動(dòng)態(tài)電路的復(fù)頻域分析第十六章二端口網(wǎng)絡(luò)考試題型選擇題 8題*3分=24分填空題7空*3分=21分分析計(jì)算題 4題共55分知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第十章含有耦合電感的電路耦合電感的磁耦合現(xiàn)象、互感、耦合電感的同名端和耦合電感的電壓電 流關(guān)系等概念 空心變壓器及電路分析計(jì)算含有耦合電感電路的分析計(jì)算：兩種方法：去耦合法及直接法去耦合求耦合電感的等效電感理想變壓器（電壓電流關(guān)系及阻抗變換性質(zhì)）及電路分析計(jì)算 例1 :圖示耦合電感電路，其電壓、電流的關(guān)系七M(jìn) * 。 +L1- +L2i2 -(b)(

2、4 M* 亠Or T T T 140 DLI2i2 +L1-圖（a）所示的電路，其電壓、電流的關(guān)系如下:U1=L1 罟+Md2，U2 一L2害一mJdt dtdt dt所示的電路，其電壓、電流的關(guān)系如下：,di1 “ di2, di2 “ dhdt dt 22 dt所示的電路，其電壓、電流的關(guān)系如下：di1di2U1 =L1 +M ，dtdt所示的電路，其電壓、電流的關(guān)系如下：di1U1 = L1 Mdtdi1dt例2:求入端等效電感或入端阻抗L(b),L2 -M 2Leq = L例3:求圖所示的電路的入端阻抗。j50 Qj10 jJ40 Q30 QoT(a)上圖等效電感均為:di2d?T -

3、j40 Qdi2-di1L2+ Mdtdt,di2一di1=L2dtdtU2U2(C)j50 Qj10 Q Vj40 Q-j40 Q T (b)30 Q答案：a、Z=(30 + j10)Ob、Z =(1.2 +j8.4)0例 4:已知：Li=1H, L2=2H, M=O.5H , Ri=R2=1kQ, u(t)=100cos (200n t )。求:i(t)和耦合系數(shù)K。+LUt)O解：Z=Ri+R2+j CD Li+j 3 L2-2Xj CD M=2000+j125.6 Q巴=42.3N -32.14。 Zi(t)=42.3 cos (200n t 2.14 )例5、如圖所示電路，試求解電流

4、相量I：和電壓相量U*2 oj6Q10N0 VQj32Qr -j30QU2答案:Ij =0.5N53.1A,U2 =45N -36.9V例6、圖示理想變壓器的電路模型中,n:1*N1UiU212有: 1 I1 I2nP =P +F2 =u1iu2i2= nu2 ( i2)+咲=0nIi例7、*nUn2(_U2)=n2Z2nI21 : 10+o+ L*soqQ a方法2：阻抗變換”“駱罟m= nUi = 10 f/j=33,33 ZOV例8、在圖所示的電路中，要使 10Q 并求出此最大功率。電阻能獲得最大功率，試確定理想變壓器的變比5000n:1C)00N0 V10Q答案：n =J5；Pmax=

5、50W第一章電路的頻率響應(yīng)RLC串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振的概念及特征例1、RLC串聯(lián)諧振+uO+ Ur-+ Ul +U CT丘Ul .Ur =UR I(a) RLC串聯(lián)電路圖RLC串聯(lián)諧振*Uc(b)諧振相量圖1 1Z =R jL-j 亍R+jL-花)站3串聯(lián)諧振的角頻率和頻率分別是=陸=亠 、Jlc串聯(lián)諧振具有下列特征：電源電壓和電流同相，因?yàn)榈刃ё杩筞=R，為電阻性，阻抗角申=0。阻抗|Z|達(dá)到最小值，在輸入電壓一定時(shí)，電路電流I達(dá)到最大10。即|z|Tz|m =R ,十罟。|Z| R / 151 / 15 電阻上的電壓等于電源電壓，因?yàn)?Ur=RIo=U。Ul =-Uc，而電源電壓 電感電壓U

6、l和電容電壓 Uc大小相等，相位相反，即U =Ur +Ul=Ur，各電壓的相量圖如圖(b)所示。 電感電壓Ul和電容電壓Uc可能大于電源電壓U。因?yàn)閁l =Uc =%LI o =%LU =U =QUR R例2、RLC并聯(lián)諧振+iS 0U HrJIlRLC并聯(lián)電路圖RLC并聯(lián)諧振(b)諧振相量圖并聯(lián)諧振的角頻率和頻率分別是1W =灼0 = fJlc并聯(lián)諧振具有下列特征:1(1)電路的等效導(dǎo)納丫 =，呈電阻性，導(dǎo)納 Y達(dá)到最小值，阻抗|z|最大。R(2)在一定的電流源激勵(lì)下，電路的輸入端電壓相量IU =Uo = =ZI S = RIs，因?yàn)橹C振 Y時(shí)阻抗Z最大，且為電阻 R,所以端電壓和激勵(lì)電流同

7、相，且端口電壓值達(dá)到最大，為RIs。若激勵(lì)源是電壓源，因?yàn)橹C振時(shí)導(dǎo)納最小，則電路端口總電流最小。電感和電容上的電流大小相等，相位相反。激勵(lì)電流相量Is=Ir +Ic+Il=Ir，因電容電流和電感電流相互抵消，電流源電流全部流向電阻。并聯(lián)諧振狀態(tài)下電路中的各電流相量關(guān)系如圖 諧振時(shí)電感電流 因數(shù)Q為Il和電容電流Ic可能大于總電流(b)所示。Is很多倍。定義并聯(lián)諧振的品質(zhì)lcR=oRCoL例3、有一電感線圈，率可調(diào)的交流電源上。試求電路的諧振頻率 容端電壓Uc和線圈端電壓 解：諧振頻率為R =說(shuō) L =2mHU RL。和C=80Af的電容器串聯(lián)，接在電壓為10V、且頻fo、品質(zhì)因數(shù) Q、諧振電流

8、Io以及諧振時(shí)的電f01=398Hz%8OX1o品質(zhì)因數(shù)為Q =R Jp80粘=5諧振電流為i0=a410a電容端電壓為U C =QU =5X10 =50V線圈端電壓為Url =Ju2 + uR =JuC +U2=J502 +102 =51/第十二章三相電路對(duì)稱三相電源，對(duì)稱三相電路中電壓和電流相值和線值之間的關(guān)系對(duì)稱三相電路的計(jì)算：丫-丫，Y-Y， -三相電路的功率三相總功率 嚴(yán)3弓=3匸/0毋P = 3(7； - I C059 =cos例1、星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接:OuAI*Uab* NUCa星形聯(lián)接時(shí),*IcC三相電源的星形聯(lián)接線電流等于相電流 。線電壓與相電壓的關(guān)系如下:*U ABo_o

9、=UaUb=Ua-UaN_120 =J3UaN30U BC=Ub-Uc=Ub-UbN -120 = J3UbN30UcA=U： -Ua =U： -UcN -120 = 73UcN30三角形聯(lián)接時(shí)，線電壓等于相電壓，線電流與相電流的關(guān)系如下：O I A = I AB I CA = I AB I AB 三120= J 3 I AB N 30*JI B = I BC I AB = I BC I BC 三120 =J3 I BC 三一30I C = I CA I BC = I CA I CA Z120/ CA 厶-30 380V。求：（1）開關(guān)Q閉合時(shí)三電壓表的例2、三相電路如圖所示。對(duì)稱三相電源線電

10、壓是 讀數(shù)；（2）開關(guān)Q打開時(shí)三個(gè)電壓表的讀數(shù)。答案：（1）分別為 220V（ 2）320V，190V，190V例3、圖為對(duì)稱三角形負(fù)載。當(dāng)Si和S2均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為10A。設(shè)電壓不變,問下列兩種情況下各電流表的讀數(shù)為多少？（1）Si閉合，S2斷開；Si斷開，S2閉合。例4、對(duì)稱三相電路如圖 所示，已知電源線電壓 Ui 抗Zn。求負(fù)載端的相電流和相電壓。，負(fù)載阻抗端線阻抗Zl,中線阻O UAN（b）A相等效電路N解：根據(jù)對(duì)稱三相電路負(fù)載星形聯(lián)接的特點(diǎn)UnN=0，可以用一根理想導(dǎo)線將 N、N短接。采用抽單相的方法分析 A相電路，A相等效電路如圖（b）所示。*器N -3O=UNoPV3*

11、U A-z*U AN = I A 2則根據(jù)對(duì)稱性,寫出B、C兩相的的計(jì)算結(jié)果=Ia Z-120orco=1 AN120*U B N =U A N* Z -1 2 0v ;Ucn=Uan0 2 0v例5、對(duì)稱三相電路電源線電壓為Zl,試求負(fù)載的相電流。380V，負(fù)載為A形聯(lián)接。已知各相負(fù)載阻抗Z,端線阻抗*baZlOUAZ/3N(b)解：可將A形負(fù)載轉(zhuǎn)換為等效的丫形負(fù)載，如圖所示，然后用抽單相的方法來(lái)求出A相線電流，再根據(jù)形聯(lián)接方式下線電流與相電流的關(guān)系，求出原電路中的相電流。例6、對(duì)稱三相電路如圖所示，已知各相負(fù)載阻抗Z,端線阻抗Zl,電源線電壓，試求各相負(fù)載的相電流。C解：先將i形電源化成等

12、效的丫形電源，如圖所示。等效條件是變換前后電源的線電壓保持不變，因此利用 A形聯(lián)接時(shí)線電壓和相電壓的關(guān)系，可得Up3第十三章非正弦周期電流電路非正弦周期分解為傅里葉級(jí)數(shù)，非正弦周期量的有效值P =U0| 0+ UiliCOSi +U2l2COS2+ UklkCoS +諧波分析法計(jì)算非正弦周期電流電路和平均功率例1、已知通入負(fù)載的電流為i= 2.83+4.24si門衣+5.66cos（3 汎+30 ）A ,求得該電流 的有效值為匸(彳 2.832+（營(yíng)+鐫）2 =例2、已知：us(t)= 4+20 72cos(2t)，求i(t)及電源產(chǎn)生功率。5解：i（t）=1+5cos（2t-2 ）, P=1

13、X 4+20X -cos45 = 54WV2分析：對(duì)非正弦周期信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，必須利用疊加原理的方法。例3、單口網(wǎng)絡(luò)端口電壓、電流分別為U =100+100sint+50sin2t+30sin3tV,i =10sin (t-60o)+2sin (3t-135) A，且u與i為關(guān)聯(lián)參考方向，試求單口網(wǎng)絡(luò)吸收的功率及電壓、 電流的有效值。解：P = P0 + P1 + P2 + P3 卡=U0l0 +U1I1 C0S（q1 耳1）+U 2I2 C0S（q2 2）+513COS（包3 兔）=1003 晉黔妙E）寵 0+譽(yù)烷沁。+13A228.8W電壓有效值為：I222U =Uo +U1+U2電流有效值

14、為:I =jl12 +I32J 10 222=07?)F -SA22100 250 230 2+U3 = J1002 +(履)2 +(石)2 +(羽)2 =129.2V例4 電路如圖所示，已知周期信號(hào)電壓Us=10+100sint+10sin2t+sin3tV，試求U0。解：令 Uso=1OV , us1= 100sint V , us2= 10sin2t, us3= sin3t V。這幾個(gè)電壓源相加在電路 圖中可等效于如圖(b)，根據(jù)疊加定理分別計(jì)算Us0 US3單獨(dú)作用的響應(yīng)。直流分量US0單獨(dú)作用的電路如圖(C)所示。電感用短路代替，電容用開路代替，得U00 號(hào)=5V1Q 1HLh(t)

15、(a)1 Q j2 Q仆1 qQ()-+US0(c)1Q j3 QUooC ) Us1 -j1 Q 二-1 QUoiUo2O Us2 -j1/2C) Us3 -j1/3 Q 1 q|Uo3(d)(e)(f)基波分量US1單獨(dú)作用的電路見圖*U 01 =1/(j1) r 1U S1 U S11/(j1)+1+j1+2j二次諧波分量Us2單獨(dú)作用，見圖 抗的2倍，容抗是基波容抗的一半。(d)，用相量法分析，注意基波角頻率c=1rad/so100/(20殳o= =31.6N - 63.4 V2.24 N63.40(e)，注意此時(shí)角頻率為2 =2rad/s，故感抗是基波感u。2=14u：2U：21/(

16、-H) +1 +j2二1。/ =1.6厶1 1 660 Vo_2 +j44.471 1 66三次諧波分量Us3單獨(dú)作用，見圖(f)，此時(shí)角頻率為3rad/s。U/(d)U：1/(_4)+1+3 s3=U ； 二 yZO =0.08 一139.4 V7+6j9.139.4把上面的各分量化為瞬時(shí)值,相加得最終結(jié)果:U0 =5+31.6l2si n(t 634) +1.6 寸3si n(2t116.6) +0.08+U si n(3t 139.40)V408V第十四章線性動(dòng)態(tài)電路的復(fù)頻域分析拉普拉斯變換及性質(zhì)，拉普拉斯反變換的部分分式法KCL、KVL及電路元件的運(yùn)算形式 線性動(dòng)態(tài)電路的運(yùn)算法分析計(jì)算

17、 網(wǎng)路函數(shù)的基本概念及其零、極點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程中自由分量的影例1圖示電路原處于直流穩(wěn)態(tài)，t=0時(shí)開關(guān)由閉合突然斷開。試用拉普拉斯變換 方法求t 0時(shí)的電壓U解：iL(0=1A Uc(0_A拉式變換后，對(duì)應(yīng)電路如圖(b)所示，由節(jié)點(diǎn)電壓法得:Uc(s)0)S-1s6你8s 1(+s)Uc(s6+8+s+4222ss+42UC(s)=2(4s2 + 20s+12)=A +電+雖 s(s2+5s+6)s s+2 s+32故：ATSm8s2 +40s+ 24 _4(s+2)(s+3)28s +40S+24 4Cs(s+3)=128s2 +40s +24。s(s+2) Y所以u(píng)c(t(4et +I2

18、e；t_8e3) (u0)例2、求下圖所示電路在t 0時(shí)各支路上的電流響應(yīng)。（設(shè)開關(guān)閉合以前電路已達(dá) 穩(wěn)態(tài)）1Q 1H解：首先確定動(dòng)態(tài)元件的初始條件iL(0=竺=5A1+1Uc(0_) =iL(0_)x1 =5x1 =5V由此可得出相應(yīng)運(yùn)算電路如圖示:1-ls根據(jù)運(yùn)算電路求兩支路電流的象函數(shù)10+5l (S)710+5S 105IL (s)=L 1+s s(1+s) S s+110510-5I (S) S 53S) “1 s+1 +11 +S對(duì)運(yùn)算電路上結(jié)點(diǎn)列KCL可得:=-S +1 S +1 Slk（S）=lL（S）+lc（S）=旦十一510s再對(duì)各支路電流進(jìn)行拉氏反變換iL(t) nOHA

19、 c(t=5e-A iL(t) =1OA例3、圖示電路，t 0時(shí)的復(fù)頻域電路模型;利用運(yùn)算法求象函數(shù)Uc(S);求時(shí)域響應(yīng)Uc(t)；解：(1)由于換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，所以電感電流i(0_)=0A，Uc(0=12V。該電路的運(yùn)算電路如圖所示。(2)應(yīng)用網(wǎng)孔電流法，得Us(R1 +R2 +sL)l1(s)-R2l2(s)= s-R2l1(s)+(R2 +)l2(s)=-scs代入數(shù)據(jù)，解得2Uc(s)=畔gs(s +5s+6)(3)求拉氏反變換即可得到電容電壓的時(shí)域解2t3tUc(t) =4 +12e-4e V(3)Uc(t) =4 +12/例 4、電路原處于穩(wěn)態(tài)，Uc(0_)=0V，Us =10V，Ri=R=lfJ，C=1F，L = 1H，試用運(yùn)算法求電流i(t)。2 / 15S (t= 0)R1+LR2c 二(a)()us/sR2Q二二ll(s)I2(s)(b)解：由于換路前電路已處于穩(wěn)態(tài)，所