北理工自动化电路分析基础2009年试题及答案.ppt

2009 级《电路分析基础A》试题解答 一、本题包含5个小题(每小题5分，共25分) 1. 求右图中的电流 I。 解: 2. 右下图中已知 I = – 1A，求电压源电压 U。 解: 分流 由广义KCL 3A 6A 7A I + ? U 3? I= ?1A 1? 1? 1? I1 I2 I? 有 I? = – 4 A 解1 解2 I = 7 + 6 – 3 = 10 A 3. 电路如图，开关闭合前电路已经稳定，求开关闭合后 电容电压 u(t) (t 0)。 解: + – u(t) 2? 1F 10V 2? + – t = 0 = 5 ( 1 ? e ? t ) V 用三要素法求 u(t) 的响应 由初始值 u(0) = 0 知 u(t) 为零状态响应，即 u ( t ) = u(?) ( 1 ? e ? t ) = 5 ( 1 ? e ? t ) V 解1 解2 t≥0 4. 已知在正弦交流稳态下，某二端元件的电流和电压分别为： 求：(1) 电压和电流的相位差?u – ?i ; (2) 该元件的复阻抗 Z； (3) 有功功率 P。 解: 相位差 ? = ?u – ?i = 90? – 30? = 60? i(t) + u(t) – 复阻抗 有功功率 5. 对称 Y – Y三相电路，已知相序为 a-b-c，线电压为 ，各负载阻抗均为 。 (1) 求线电流 ；(2) 求三相负载的平均功率。 解: 由 可知 (1) (2) 或由对称性得 二、本题包含5个小题（每小题5分，共25分） 6. 求图示电路中的电压 U。 2? 18V 1? + – 2? 4? 2? + – U 解：求出除右端电阻外其余部分 电路的戴维南等效电路 18V + – 1? 2? 4? 2? + – UOC R0 + – UOC 2? 6V R0 2? + – U 7. 求电路中理想运算放大器的输出电压 Uo。 解： + – 4? 2? + – 2V 1V Uo ? 由虚短路 由虚断路 I1 I2 8. 在图(a)电路中，电压源电压 u 的波 形如图(b)所示，求电容电流 i(t) 和 储能 w(t) 的表达式和波形图。 解： 0 1 2 4 u/V t/s 0 1 2 4 t/s ? 4 i/A 0 1 2 8 t/s w/J (b) (a) + u – 1F C i （2）特征根 由于特征根 s1, s2 为两个不相等的负实数， 所以 u(t) 的响应属于过阻尼响应。 9. 电路如图。(1) 列出求解开关闭合后电容电压u(t)的微分方程； (2) 说明 u(t) 的响应属于何种形式 (过阻尼/欠阻尼/临界阻尼)? 解： 2F 10V + – + – u 1H 5? t=0 代入元件 VCR 可得 有 i （1）KVL uL + uR+ uC = uS 10. 电路中， V, 求理想变压器右侧电流 i(t)。 解：（1）由已知得 初级电流 次级电流 所以有 将负载电阻等效到初级回路 4? 2:1 1? + – u(t) i(t) i1 三、 (10分) 求电路中电压 U。 解1：利用 KCL 和 KVL U + – + – 6V 5A 20? 0.1U + – 8? 12V 解2：利用网孔法 I 28 I ? 20 ? 5 = 12 I = 112 / 28 = 4 A ? U = 20 ? (5 ? 4) = 20 V 解3：利用节点法 I1 I2 解1： + – 20V 5? 2A 15? 20? iL(t) + – uL 0.5H i(t) t=0 利用三要素法 四、(10分) 电路原已稳定，t = 0 时开关闭合。试求：t≥0 时， 电流 iL(t) 和 i(t) 的全响应。 四、(10分) 电路原已稳定，t = 0 时开关闭合。试求：t≥0 时， 电流 iL(t) 和 i(t) 的全响应。 解1： + – 20V 5? 2A 15? 20? iL(t) + – uL 0.5H i(t) t=0 用叠加原理计算初值 i(0+) 利用三要素法 四、(10分) 电路原已稳定，t