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电路与电子技术试题库（三）电路分析部分1在图1中，US=500V，Is1=5A，Is2=8A，R3=120，R4=50，R5=30。用叠加原理计算I3。图1解：（1）5A电流源（即IS1）单独作用时，IS2看成开路，US看成短路，按照电阻并联的分流公式可得R3上分流为：（2）8A电流源（即IS2）单独作用时，IS1看成开路，US看成短路，按电阻并联的分流公式可得R3上分流为：（3）US单独作用时，IS1和IS2均可看成开路，则由欧姆定理得R3上分流为：叠加得R3的电流为：2图2中所示电路，已知us=22V，R=3，求uR。图2解：利用等效变换，把受控电流源和并联的电阻等效为受控电压源和对应的电阻串联，如下图3，则根据KVL有：图3即 所以3试求图4所示电路中电阻R的值。图4解法一：等效变换对图4作如下一系列顺序的等效变换，最后得图5(c)，由图5(c)可得：（a） （b） （c）图5I=22-6=16（A）U=1.5I=1.516=24（V）R=U/6=24/6=4（）解法二：节点电位法设1电阻上、下两端电位分别为Va和Vb，写出KCL方程：解得Va=24(V)，Vb=15(V)所以 R=Va/6=24/6=4()解法三：戴维南定理法（a） （b） （c）图6（1）断开电阻R，计算开路电压Uoc。上图6a中电流I1为开路电压Uoc=6I1+(-30)=610.5-30=33(V)（2）断开电阻R，使电压源为0，求等效电阻Re即得戴维南等效电路（见图6c），由图知解得：R=4（）相量分析法1. 指出下列各式的错误并改正：（1）（2）（3）解析：（1）式中解析式是不等于相量式的，电压的单位是V而不是A，应改为 （2）式中解析式不等于相量式，应改为 （3）式中电压的有效值符号应改为相量符号，即 2把下列正弦量表示为有效值相量：（1）A（2）V（3）V解析：3. 一个110V、60W的白炽灯接到50Hz、220V正弦电源上，可以用一个电阻、或一个电感、或一个电容和它串联。试分别求所需的R、L、C的值。如果换接到220V直流电源上，这三种情况的后果分别如何？解析：这盏白炽灯的灯丝电阻为 把它接在50Hz、220V正弦电源上和一个电阻相串联时，所串联电阻的阻值应与灯丝电阻相同，即R=202；换接在直流上时情况不变。白炽灯在50Hz、220V正弦电源上和一个电感相串联时，其电感的数值为 白炽灯在50Hz、220V正弦电源上和一个电容相串联时，其电容的电容量为 4.判断下列结论的正确性：（1）RLC串联电路：（2）RLC并联电路：解析：（1）中的电压解析式是错误的。只能根据阻抗和电流有效值的乘积来决定电压有效值，根据电流初相和阻抗角决定电压的初相，而不能直接将复阻抗与电流解析式相乘。（2）式的两个表达式都是错误的，第1个式子少写了复导纳虚部符号j；2式虚部中的两项位置应倒过来。4.1已知RL串联电路的端电压V，通过它的电流I=5A且滞后电压45，求电路的参数R和L各为多少？解： 4.2 已知一线圈在工频50V情况下测得通过它的电流为1A，在100Hz、50V下测得电流为0.8A，求线圈的参数R和L各为多少？解：|Z|5050150， |Z|100500.862.5 据题意可列出方程组如下 4.3 电阻R=40，和一个25微法的电容器相串联后接到V的电源上。试求电路中的电流并画出相量图。习题4.3相量图解： RC图4.17 题4.4电路 画出电压、电流相量示意图如右图所示。4.4 电路如图4.17所示。已知电容C=0.1F，输入电压U1=5V，f=50Hz，若使输出电压U2滞后输入电压60，问电路中电阻应为多大？解：根据电路图可画出相量示意图如图所示，由相量图中的电压三角形又可导出阻抗三角形，由阻抗三角形可得习题4.4阻抗三角形R习题4.4相量图电路中电阻约为55K。4.5 已知RLC串联电路的参数为R=20，L=0.1H，C=30F，当信号频率分别为50Hz、1000Hz时，电路的复阻抗各为多少？两个频率下电路的性质如何？解：当信号频率为50Hz时 当信号频率为1000Hz时 4.6 已知RLC串联电路中，电阻R=16，感抗XL=30，容抗XC=18，电路端电压为220V，试求电路中的有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数。解： 电路中的有功功率为1936W，无功功率为1452var，视在功率为2420VA，功率因数为0.8。4.7 已知正弦交流电路中Z1=30+j40，Z2=8j6，并联后接入V的电源上。求各支路电流，作电路相量图。解： 习题4.7相量图 作出相量图如图示。（b）CR+（a）RLus+图4.18 题4.8电路LV1V2V1V2V34.8已知图4.18（a）中电压表读数V1为 30V；V2为 60V。图（b）中电压表读数V1为15V；V2为 80V；V3为 100V。求图中电压US。解：（a）图 V （b）图 V4.9 已知图4.19所示正弦电流电路中电流表的读数分别为A1=5A；A2=20A；A3= 25A。求(1)电流表A的读数；(2)如果维持电流表A1的读数不变，而把电源的频率提高一倍，再求电流表A的读数。解：（1）电流表A的读数即电路中总电流，即ACRLA2A1A3C图4.19 题4.9电路 A （2）频率提高一倍时，感抗增大一倍而使得通过电感的电流减半，即A2读数为10A；容抗则减半而使通过电容的电流加倍，即A3读数为50A。所以总电流表A的读数为 A4.10 已知图4.20所示电路中，求电压，并作相量图。习题4.10相量图图4.20 题4.10电路解：V1Z1图4.21 题4.11电路 VZ2V2V14.11 已知图4.21示电路中Z1j60，各交流电压表的读数分别为V=100V； V1=171V； V2=240V。求阻抗Z2。解：由KVL定律可知，三个电压可构成一个电压三角形，对这个电压三角形可运用余弦定理求出电压U1和总电压U之间的夹角（如相量图示）为： 习题4.11相量图由相量图可看出，由于Z2端电压滞后于电流，所以推出阻抗Z2是一个容性设备，又由Z1j60可知，Z1是一个纯电感元件，设电路中电流为参考相量，则4.12 已知图4.22所示电路中8V，Z=（1j0.5），Z1（1+j1） ，Z2（3-j1）。求各支路的电流和电路的输入导纳，画出电路的相量图。解：习题4.12相量图Z1图4.22 题4.12电路ZZ2 4.13 图4.23所示电路中，IS10A，5000rad/s，R1R210, C=10F, = 0.5。求各支路电流，并作相量图。图4.23 题4.13电路+R1R2习题4.13相量图解：对右回路列KVL方程 解得 图4.24 题4.14电路R1R2ABC4.14已知如图4.24所示电路中，R1=100，L1=1H，R2=200 ，L2=1H，电流I2=0，电压US=100V，, =100rad/s，求其它各支路电流。解：电流I2=0，说明电路中A、B两点等电位，电源电压激发的电流沿R1、jL1流动，即4.15 试求图4.25所示电路二端网络的戴维南等效电路。 j10（a）ab图4.25 题4.15电路620/0V6（b）ab20/0V解：（a）图： 有源二端网络对外部电路相当于开路。 （b）图： 4.16 求图4.26所示电路中R2的端电压。R图4.26 题4.16电路R1R2解：对左回路列KVL方程（顺时针绕行），有 Z2Z1图4.27 题4.17电路4.17 图4.27所示电路中，Z1(10j50)，Z2-j50。求Z1、Z2吸收的复功率。解： 4.18 图4.28所示电路中，U20V，Z13j4，开关S合上前、后的有效值相等，开关合上后的与同相。试求Z2，并作相量图。解：开关S合上前、后的有效值相等，说明电路总阻抗的模值等于Z1支路的阻抗模值；开关合上后的与同相，说明Z1、Z2两阻抗虚部的数值相等且性质相反，因此图4.28 题4.18电路SZ1Z2+ 且 习题4.18相量图S未合上时的相量图S合上后的相量图即 得 G2=0.08所以 且 R2R1图4.29 题4.19电路4.19 图4.29所示电路中，R1=5，R2= XL，端口电压为100V，XC的电流为10A，R2的电流为10A。试求XC、R2、XL。解：设并联支路端电压为参考相量，则 因为并联支路端电压初相为零，所以总电压初相也为零，即U并=10050=50V，因此 即 R2=2.5， XL=2.5。4.20 有一个U220V、P=40W、的日光灯，为了提高功率因数，并联一个C4.75F的电容器，试求并联电容后电路的电流和功率因数（电源频率为50Hz）。解：并联电容支路电流为 原功率因数角 原日光灯电路电流的无功分量为 并电容后补偿的是日光灯电路电流的无功分量，所以 解得并联电容后电路的电流和功率因数分别为 I=0.186A， 4.21 功率为 60W，功率因数为0.5的日光灯负载与功率为 100W的白炽灯各 50只并联在 220V的正弦电源上（电源频率为50Hz）。如果要把电路的功率因数提高到0.92，应并联多大的电容？解：设电源电压为参考相量。日光灯电路、白炽灯电路中的电流分别为电路中的总电流为 并联电容器以后，电路的总有功功率不变，则总电流减少为 画出电路相量图进行分析：习题4.21相量图 基本放大电路1.在图5-1所示的共射放大电路中，T是NPN硅管，=50.（1） 计算ICQ、UCEQ。（2） 计算（3） 计算输入电阻Ri和输出电阻Ro。题图5-1解：（1）画出该电路的直流通路，如下图5-1a所示。根据电路可列出：题图5-1（a） 得 （2）画出微变等效电路，如图5-1(b)所示。图5-1(b) 微变等效电路 由于，所以，。因此有（3）求输入电阻Ri求输出电阻Ro，用直接观察法。若，则，受控电流源，受控电流源开路。因此RO=RC=3(k)2. 三极管组成电路如图52(a)(f)所示，试判断这些电路能不能对输入的交流信号进行正常放大，并说明理由。解： 解此类题要注意以下问题：(1)判别三极管是否满足发射结正偏，集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。对NPN型晶体管构成的电路，集电极电源VCC的正极接集电极C，负极接“地”；对PNP型晶体管构成的电路，集电极电源VCC的负极接集电极C，正极接“地”。(2)判断有无完善的直流通路。(3)判断有无完善的交流通路。(4)在前三步判断得到肯定的结果时，再根据电路给出的参数值计算、判断三极管是否工作在放大区。电路的分析如下：图(a)电路由NPN管组成，静态情况下发射结无正向偏置，电路没有合适的静态工作点，图52不具备放大作用。图(b)电路由NPN管组成，发射结满足正偏条件，但集电结不是反偏，也不具备合适的静态工作点，不能放大。图(c)电路由NPN管组成，三极管的发射结、集电结满足正偏和反偏的条件，但发射结的偏置电源VBB将输入的交流信号旁路而不能进入三极管b，e间的输入回路，所以尽管电路具备合适的静态工作点，仍不能对交流信号进行正常的放大。图(d)电路由PNP管组成，三极管发射结正偏，集电结反偏，交流信号能进入b，e间的输入回路，经放大后在输出端出现，放电路能进行正常的放大。图(e)电路由PNP型管组成，三极管的发射结、集电结均满足放大的偏置条件，输入信号也能进入输入回路，但输出端无电阻Rc，故输出交流信号将经电源VCC被地短路，因此电路也不能进行正常的放大。图(f)电路由PNP管组成，三极管的偏置满足放大的条件，二极管VD为反向偏置，在电路中起温度补偿的作用，放电路能正常的放大。3. 图53(a)固定偏流放大电路中，三极管的输出特性及交、直流负载线如图53 (b)，试求：(1)电源电压VCC，静态电流IB、IC和管压降VCE的值；(2)电阻Rb、RC的值；(3)输出电压的最大不失真幅度VOM；解 (1)由图解法可知，直流负载线与输出特性横坐标轴的交点的电压值即是VCC值的大小，由图53 (b)，读得Ib20A，VCC6V。由Q点分别向横、纵轴作垂线，得IC1mA，VCE3V。(2)由直流通路基极回路得图53由集射极回路得(3)由交流负载线与静态工作点Q的情况可看出，在输入信号的正半周，输出电压VCE在3V到08V范围内，变化范围为22V；在信号的负半周输出电压VCE在3V到46V范围内，变化范围为16V。输出电压的最大不失真幅度应取变化范围小者，故VOM为16V。4. 用示波器观察NPN管共射单级放大电路输出电压，得到图54所示三种失真的波形，试分别写出失真的类型。图54解：（a）截止失真（顶部失真）；(b)饱和失真（底部失真）；(c) 大信号失真 (输入信号过大引起的削波失真)。5. 在图5.5所示的基本放大电路中，设晶体管100，VBEQ-02V，rbb200，Cl，C2足够大，它们在工作频率所呈现的电抗值分别远小于放大级的输入电阻和负载电阻。(1)估算静态时的IBQ，ICQ和VCEQ；(2)估算晶体管的rbe的值；(3)求电压放大倍数；图55解6. 放大电路如图5.6（a）所示。已知图中Rb110k， Rb225k，Rc2k，Re750，RL15k，Rs10k，Vcc15V，150。设Cl，C2，C3都可视为交流短路，试用小信号分析法计算电路的电压增益AV，源电压放大倍数AVS，输入电阻Ri，输出电阻Ro。图5.6解 由于三极管的小信号模型参数与静态工作点有关，所以，在进行小信号模型分析以前，首先进行静态分析并求三极管的H参数。(1)静态分析，确定rbe(2)画出H参数小信号等效电路先画出放大电路的交流通路，即将直流电源VCC和所有的耦合电容、旁路电容都视为短路画出交流通路，然后根据交流通路画出H参数小信号等效电路如图56(b)所示。(3)求动态指标根据H参数小信号等效电路得由以上分析结果可看出，由于Rs的存在而且较大，使AVS比AV比小得多。7. 放大电路如图57所示，已知图中VCC=+12V，Rbl=15k，Rb230k，Re=3 k， Rc33k，100， VBE07V，电容C1、C2足够大。图 57(1)计算电路的静态工作点IBQ、ICQ和VCEQ(2)分别计算电路的电压放大倍