2005-1(18分)直流电路如图,已知R1?4?, R2?2?,R3?1?,
R4?6?,R5?1?,R5?1?,R6?2?IS?4A,US?8V,流控压源
UCS?4I,求各独立电源供出的功率。
R1UIS-R4
1+R2ISR52IUS+US-R3I3R6+UCS-答案:PUS=?32W;PIS=160W。 解:用节点法。设参考点和三个独立节点电压U1 、U2和U3如图,有
U2?8V。可列如下方程组 1111(?)U1?×8?U3?42442114(?1?)U3?1U1?8?I2442I?U3?U2化简为
0.75U1?0.25U3?8
解得 U1?16V,U3?16V,(I?8A)。 (见图),可得
U3?8?0.25U1?0.25
按非关联方向设独立电压源中的电流为IUS,独立电流源两端电压为UISIUS?
U2U2?U3U2?U188?168?16???????4A; R5R3R2112` UIS?U1?R4IS?16?6?4?40V。
最后得:
PUS?USIUS?8?(?4)??32W;PIS?ISUIS?4?40?160W。
2005-2 (16分)图示NS为含源线性电阻性网络。已知当R2?6?时,当R2?15?时,求(1) R2??I1??4A;I1??7A。U2?6V,U2?7.5V,
可获得最大功率,并求此最大功率Pmax 。(2) R2??可使I1?0。
I1R1NS+U2R2-(1)R2=3?时PR2=Pmax=6.75W;(2)R2=2.4?时I1=0。
答案: 解:(1)将R 2左侧用戴维南等效电路替代后有下图(a)电路。
+RinU2R+2UOC??I1R1
NSU2+
- (a) (b)
由已知条件可有如下方程组
?UOC?6?6??Rin?6 ?
UOC??15?7.5??Rin?15解得 UOC?9V,Rin?3?。
得当R2?Rin?3?时可获得最大功率,此最大功率为
2UOC92 Pmax???6.75W
4Rin4?3(2)将原电路中的U2支路用独立电压源U2替代见图(b),有如下线性关系 I1?K1U2?K2
由已知条件有如下方程组 ??6K1?K2??4
?7.5K1?K2??7解得 K1??2,K2?8。由上述线性关系有 I1??2U2?8 令I1=0,解得U2?4V。 由图(a)可有
U2?即
4?解得
R2?
U0CR2
Rin?R29R2
3?R212?2.4? 52005-3(14分)电路如图,已知R1?4?, R2?2?,R4?5?,R3?10?,
IS?1A,US?2V,ICS?2I1。试用戴维南定理求图示电路中的电流I =?
ICSR2IS
R1I1R3 解:将左侧支路开路如下图(a),设开路电压U0C 。在此电路中设三个独立回路电流分别为1A,I1和2 I1,并设支路电流I10??
IR4+US-答案:I=0.2A。2I12I12?1A1A?4?I1I110?UOCI10??
2I12?4?I110?Rin 图(a) 图(b)
根据回路电流法有
16I1+2×2 I1?12×1= 0 解得
I1?由KCL得
12?0.6A 20 I10?=?????=??????=??????
得?
UOC?10I10??4V
将图(a)电路中的独立电流源置零后为图(b)电路。此电路可等效变换成图(c)电路。图(c)电路中的受控电压源受本身电流控制,且符合关联方向,则此授控电压源为一个4?正电阻,见图(d)。由图(d)可得Rin?5?。
?4I1?2?10?图(c)4?2?Rin4?I1图(d)4?I110?Rin
原电路等效为图(e)。可得
4?2?0.2A 5?52005-4 (8分)正弦电路如图,已知R1?25?,R2?75?,R?20?, 调节电容C使电压表V的读数保持20V不变。求1.电压U;2.电阻r。
图(e)IRin5?5?R4++UOC4V2VUS-- 最后得 I?
+.aU-?R1VR2RbrC答案:1.U=80V2.r=20?
??U?0。在图中设a、b两节点,则有 解:设 U
R2??3U?0? UR1?R24?RU3?? Ub?U??U?0? (R?r)?jXC4?R?60?r?jXC3??UU? Uab?U?U? ??4(R?r)?jXC420?r?jXC?60?r?jXCU Uab? ?420?r?jXC?? Ua 欲调节电容C 使Uab不变,即使Uab与XC 无关,应有即 60?r?20?r且Uab?60?r?1,
20?r?U?20V 。 4解得:
r?20? , U?80V
2005-5 (16分)图示非正弦电路,已知电压源uS?3002sin(10t?30)V, 电流源iS?3sin(2?10t?45)A,L1?0.2H,L2?0.4H,M?0.1H,C?2.5μF,
3?3?