电路分析基础习题第七章答案(史健芳)

1、7.1选择题1. 以下说法中正确的选项是 D 。B. 假设电压与电流取关联参考方向，那么感性负载的电压相量滞后其电流相量90D.假设某负载的电压相量与其电流相量正交，那么该负载可以等效为纯电感或纯电容2. 以下说法中错误的选项是 B 。A.两个同频率正弦量的相位差等于它们的初相位之差，是一个与时间无关的常数RL串联电路来说，其等效复阻抗总是固定的复常数C. 电容元件与电感元件消耗的平均功率总是零，电阻元件消耗的无功功率总是零D. 有功功率和无功功率都满足功率守恒定律，视在功率不满足功率守恒定律RC并联电路的电阻电流Ir 6A，电容电流lc 8A，那么该电路的端电流I为D 。A. 2AB. 14

2、AC. . 14AD. 10ARLC串联电路的电阻电压 Ur 4V，电感电压U l 3V，电容电压Uc 6V，那么端电压U 为C 。A. 13VB.7VC. 5VD. 1Vf50Hz，复阻抗Z60 30，假设用RL串联电路来等效,那么电路等效元件的参数为C丨。A. R 51.96,L0.6HB. R30,L51.96HC. R 51.96,L0.096HD. R30,L0.6H6.电路如图x7.1所示，那么以下关系式总成立的是C 丨。? ? ?A. U (R j C)lB. U (R C)l?A?C.U Rl?A?D. URlj Cj C图X7.1 选择题5图7.2填空题2.当取关联参考方向时

3、，理想电容元件的电压与电流的一般关系式为iC tcduCEdt相量关系式为lc j CUC。3假设电路的导纳Y=G+jB,那么阻抗 Z=R+jX中的电阻分量只=- 2，电抗分量G2 B2X= -yB 2 用G和B表示。G B4.正弦电压为U,10cos(100 t 3 4)，u210cos(100 t4)，那么 U1 的相量为 5.2( )， U1 + U2=10 2 cos(100 t)。5. 假设某RL串联电路在某频率下的等效复阻抗为(1 j2),且其消耗的有功功率为9W,那么该串联电路的电流为3 A,该电路吸收的无功功率为18 var。6. 在采用三表法测量交流电路参数时，假设功率表、电

4、压表和电流表的读数均为P、U I那么阻抗角为 $ z= arccos(|)。1.某二端元件的电压、电流采用的是关联参考方向，假设其电压、电流的瞬时值表示式分别为1U1(t)15cosQ00t30 )V,h(t)3si n(IO0t30 )A；2U2(t)10si n(400t50 )V,i2(t)2cos400t50 )A；3U3(t)10cos(200t60 )V,i3(t)5si n(200t150 )A；试判断每种情况下二一端兀件分别是什么兀件？解：1U1 (t)15 cos( 100 t 30)v,u： 15 2230 Vi1 (t)3 sin( 100t 30)A,.?3 21160

5、 A2电压超前电流900，该二端元件为电感元件?2 U2 (t)10 s in ( 400 t 50 ) V, U 25,240 Vi2 (t)2 cos( 400 t 50 )a, I22 50 A电压滞后电流900，该二端元件为电容元件 U3(t)10 cos( 200 t 60 )V, U35 2 60 Vi 3(t)5 sin( 200 t 150) A, I32 60 A22.求如下图单口网络的等效阻抗和等效导纳。2S7 0.4Sa b c图X7.5 计算题2图乙(3j4)/(j3)2.7j3.94.743 55.3 (Ya10.12j0.17330.2155.3(S)Za求Yb，Z

6、b1 (j5)Yb1j5j4 0.962j3.813.93 75.8(S)Zb10.062j0.2470.25575.8()Yb求YC，乙1 (j0.2)2 (j0.4)Yc0.115j0.190.22431j0.21j0.4解：求Za，Ya乙 丄 0.294j3.8244.45959.048 ()59.04 (S)3. 如图x7.3所示电路，各电压表的读数分别为：Vi表读数为20V, V2表读数为40V，V3表读数为100V,求V表读数；假设维持 Vi表 读数不变，而把电源频率提高一倍，V表读数IT x7.3fl唱量罠又为多少？解：相量模型如图x7.3a。? ?设 I。 Io 0 A, Ui

7、 RIo 20 0 V ,?U 2 u 2900 40900Vj 40VU 3U 390 0100900j10? ? ?U U! U?2 U 320j40j10020j6063.24 71.57(V)电源频率提高-倍时，端口电流不变,那么V1读数不变，V2读数变为20V,V3读数变为200V，所以？? ?UU 1U 2 U 320j20j20020j180181.983.66 V314rad /s，求 11、I 2、I。C1_1rr .U+20 Q0. 1H,!. IOOQ冃>1巧u2002H»fllOOuF dHi图计尊题4国0+uo?解：画出相量模型如图x7.4a。用网孔分

8、析法：设 U 220 0V4.如下图电路， U=220V,200£>Ex7.4a相量模型s<320j31.4 200-j31.85 1 耐 200-j31.85 % U20100j628-? ?j31.85 Im2 200-j31.85 I m1 0解得:?-Im11.00?15.96 A, Im2 0.30488.3 A那么：? ?I1I m1I m2 0.9561 1.698 (A)I2 I m2?I?I m11.0015.96 (A)如图题x7.5所示电路，5.0.30488.3 (A)L-5H®x7.5 i+算腔屋u2(t)5l2cos(2t 30 )V

9、,rZQ 1Iui(t) 5 2 cos2t V,用网孔分析法求各网孔电流。解：画出相量模型如图x7.5a 。根据网孔分析法列式:10 6 8 j10 I ml 61 m2 8 I m32 6 2 I m2 6 I ml 2 I m3 Ui ,282 I m3 8 I mi 2 I m2 U 2，图灯他相号嘆型Ui 5 0 V, U 25 30 Vm10.42j0.170.4522.04 A?m20.91j0.090.915.65 A?m30.80j0.080.805.71 A整理后解得各网孔电流:6.如图x7.6电路，Us(t) 4cos100tv, is(t)4sin(100t90 )a,

10、试用节点分析法求电流i。解：画出相量模型如图 x7.6a。1 1j c j 1000.01j L j 100 0.01 j1Us 2 2 0 (V)用节点电压法I I0. OIFCl 01HIflx7.6a屯量1模型(1bij-U 2j1 ? 1 ?-Ui (1 )U22 2jj解得：u 1j)?4戴维南定理，求电流 I。解: 1网孔分析法，等效电路图为图x7.7a。Im1 10 30 A，Im2 j5 j2 Im1 j210 0 V，i:U1 U 22T Ti(t) cos(100t 180 )A7. 如图x7.7所示电路，试用1网孔分析法，2节点分析法，3叠加定理，1 I m2，解得:I

11、I m210 3. 205.774 j 6.6678.819130.892节点分析法,1j21 ?15)U110 30U 2 Us 10 0 解得：?U,23.33j28.87V ,U, 10j55.774j6.6678.819130.893叠加定理电流源单独作用时，I1j2 10 30j2 j520 30 A3电压源单独作用时，: 10 0 .10 A2j33? ? ?总电流1 I1 I25.774j6.67 A开路电压:等效阻抗：Zeq j2OCZeqj55.774 j 6.6678.819130.898.如图x7.8所示电路，求其戴维南等效相量模型。茁X7启计岸医3罔團灯.關相量囁星解:

12、求开路电压，根据如图x7.8a的相量模型:36 0j6 j6/ j636 09 j6 j34(1 j)22(1 j)I11 j UU oc?11( j3)3j135 V求等效阻抗，根据如图x7.8b的相量模型：Sk7.Bb枢量学一墾乙(94.326(9j6) j6j6) j69 j6 j676.561.44 j4.08123 j4Z2 乙j9 1.44 j 13.0818j5 53.13Z j3/Z2 j314413.°8j3 1.44 j 13.0839.24j4.3239.486.281.44 j 10.0810.18 81.879如下图电路, 效相量模型，并求出在求其诺顿等=5

13、rad/s 时的等效时域模型。解：节点1的基尔霍夫电流方程:1 丄U 丄 1.56j153其中，U 2U UUo3代入上式得:4.51 1 16j153.84j0.223.853.27求短路电流，由图x7.9a可知:2U所以uI SCI 1等效阻抗:團订勺计尊越2展j iJJ-Iscb3.85 3.271.5 0Z UI SC其诺顿等效相量模型如图2.553x7.9b。在5 rad / s 时，j L j0.1450.1453.272.54929mH10.如图X7.10所示电路， us(t)率和无功功率。j0.145220.2cos50tv,求各支路电流及电源的有功Q50解：画出相量模型，如图

14、 x7.10a所示。得:Us 220 0 V1 1一 6j400j c j 50 50 10j 50 4j200j400)/(100400(2 j) 4002j(100 j 200)( j400)100 j2001arctg - arctg 2 400 36.86320 j24050乙 50 320j240 441 32.960.0022732.96132.96441UsZ220 044132.960.49932.96 A 0.0019j0.00124U2ReY2202 0.0019 91.96WU 2Im Y2202 ( 0.00124)60va11.如图x7.11所示电路有3个负载，它们的

15、平均功率及功率因数分别为：P=220 W,I /I。 2 2P2=220 W, F3= 180 W, cos i=0.75感性,cos 2=0.8容性，cos 3=0.6感性，且端口电压 U=220 V, f=50 Hz，求电路端口总电流I及总功率因数角。解:cos 10.75141.40cos 20.8236.860cos30.6353.140Q1Ptg 1220 tg41.4019Q2Ptg 2220 tg( 36.860)16Q3Ptg 3220 tg53.14024电路无功功率：Q Q1 Q2 Q3269电路有功功率：Q269“0arctgarctg23.45P620cos0.917,P620PUI cosI 3.07AU cos220 0.91712.如图 x7.12 电路，R=3Q, R=5Q,C=4mFL1=2mHL2=4mH iS(t)5 血 COS1000t A,uS(t)10 2 cos1000t V,求电压源、电流源产生的有功功率和无功功率。F F1 F2 P3220 220 180620R图“一 12 vt莫起12图解：画出相量模型如图 x7.12a。j Lij 1000 2 10 3 j21rcj 1000 410j0.25j L2j 100010j410 00V?I1103j41.2j1.6A 253.13 Aj0.25105 I025!1.995j0