《电路原理练习题》PPT课件.ppt

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1、电 路 基 本 概 念参 考 方 向基 尔 霍 夫 定 律Y 变 换无 源 电 阻 网 络 的 简 化 电 路 基 本 分 析 方 法1.支 路 电 流 法2.回 路 电 流 法 (网 孔 电 流 法 )3.节 点 电 压 法 U3R3 Us4 R4 U3 I5R5 R2 I5R 5 I1 I4 12 3 IL1 = I5 (R2 R3)IL2 R2 IL1 R3 IL3 = U3 (R3 R4 R5)IL3 R5 IL1 R3 IL2 = US4回 路 电 流 法列 补 充 方 程 ， 把 控 制 变 量 U3 和 I5 用 回 路 电 流 来 表 示 :U3 = R3(IL3 IL2)I5

2、 = IL1 IL3 U3R3 Us4 R4 U3 I5R5 R2 I5R 5 I1 I4 12 3 节 点 法 U = U3 (1/R2 1/R3 1/R5)U U /R2 U /R5=0 (1/R 4 1/R5) U U /R5= US4/R4 I5选 节 点 1为 参 考 节 点补 充 方 程 U3 = U I5 = (U U )/R5 电 路 定 理 主 要 内 容 ： 迭 加 定 理 和 线 性 定 理 替 代 定 理 戴 维 南 定 理 和 诺 顿 定 理 特 勒 根 定 理 互 易 定 理 例 题 :如 图 （ a） 电 路 ， A为 有 源 网 络 。 已 知（ 1） 当 US

3、1=10V时 ， a-b端 短 路 电 流 I=2A；（ 2） 当 US1=20V时 ， a-b端 短 路 电 流 I=3A；（ 3） 当 US1=0V时 ， a-b端 开 路 电 压 Uab=5V。现 在 a-b间 接 入 电 压 源 US2=20V， 并 使 得US1= 10V， 求 此 时 I1为 多 少 ？ 解 : 图 (b)电 路 可 分 解 成 两 部 分 AUs1 ab (a) IA a b(b)Us1 Us2I1A ab (1) Us1 I11 P ab (2) Us2I12 A abUs1 I1111 1 0SI kU I 由 题 中 条 件 可 得 : 002 103 20

4、K IK I 0 0.11kI 当 US1= V时 ，10 11 1 0 1 1 0SI kU I (1)(1)(2) P ab(2) Us2I12当 US1=0V时 ， a-b端 开 路 电 压 Uab=5V当 US1=0V时 ， a-b端 短 路 电 流1 0 1d SI kU I a-b端 左 侧 电 阻 5abR 212 4SabUI AR Ka b c AUacUabUsR Rr II R例 题 : 如 图 电 路 , 10 ,R 20, 10 ,SU V K打 开 时 , 15 ,abU VK闭 合 时 , 17.5 ,acU V求 A的 等 效 电 路 .解 :ac左 侧 的 等

5、 效 电 路 : 0 ( ) 152 SUU R VR 0 (2 ) 252R R IR I 0ab XU U U 0XU 0 0Xac XRU U R R 00 175acX acU RR U U a bcKU0R0 RXUx RX 正 弦 交 流 电 路1. 正 弦 量 .相 量 .有 效 值2 正 弦 电 路 元 件3 阻 抗 ,导 纳 ,正 弦 电 路 计 算4 交 流 电 路 功 率 及 功 率 因 数 提 高 ( ) 10 2 sin , 10 ,S t t Ru 例 : 图 示 电 路 ， 已 知 ,求 支 路 电 流 。010 0 ,SU 解 ： 画 出 复 数 电 路 , (

6、 )s tu i L R C 15 , 10L C i I. RUs. j L j C1 输 入 阻 抗 1 10 ( 10)5 51 10 10R jj CZ j L j jR j C 2 2 sin ti 0 010 0 2 0 ,5SUI Z AWU. I.cosP UI sinQ UI S UIS U I P jQ 100 , 5 , 3 ,L C CU V I A I A U I 2)互 感 耦 合 电 路 分 析 ; 3)对 称 正 弦 三 相 电 路 分 析 及 功 率 计 算 . 1） RLC串 联 谐 振 现 象 R LC U L.U C. UR.U.Z=R （ 入 端 阻

7、抗 为 纯 电 阻 ） 1LC 0 01LQ R R R C 串 联 谐 振 电 路 品 质 因 数2） RLC并 联 谐 振 现 象 R L CIR. IL.IC.I.U.Z=R （ 入 端 阻 抗 为 纯 电 阻 ） 1LC并 联 谐 振 品 质 因 数 0 011 11 LRLR UU RL I CQ RI L 21 2 1( )1ab j L j cZ j L j L j c 3. 电 路 串 并 联 谐 振 及 应 用 R L1 L2 C a b UR. cUab. Ucb.2 1 21 1L c L C 当 时 ， 电 路 并 联 谐 振 abZ 21 2 / 1L cL L c

8、2 1 21 1 1( )L L C 当 即， 电 路 串 联 谐 振 。0abZ 解 ： 选 用 网 孔 回 路 列 电 压 方程 ， 选 取 回 路 电 流 变 量 ， 逐一 写 出 各 个 元 件 的 电 压 表 达式 。 22 2 2 2 1 11 ( ) 0R I I j L I I j MIj c 11 11 1 2( )j L I j M I IR I 1 s12 2 1( )j L I I j MI U j M1j LR1 R2 1j CUS. 2j LI1. I2.例 ， 图 示 电 路 ， 试 列 出 回 路 电 流 法 解 题 方 程 。 N1:N2 ZL U2.I2.U

9、1.I1.理 想 变 压 器 应 用 （ 阻 抗 变 换 ） 付 边 接 阻 抗 ， 原 边 等 效 阻 抗 为 LZ 121 22 12 21 2 1 ( )L LNU N NUZ ZN NI I N 原 边 等 效 阻 抗 为 原 阻 抗 的 倍 . 2n 1 12 2 NU NU 1 212I NNI AB 380 0 VE A 220 0 VE 1 4Z j 2 3Z j (90 60)Z j Z例 : 图 示 为 由 两 组 对 称 三 相 电 源 供 电 的 三 相 电 路 ,已 知， ， ， ， 试 求 负 载 上 的 相 电 压 与 相 电 流 。 EAB. Ea.E BC.

10、ECA. Z1 Z2 Z Eb. Ec. 解 ： 为 画 出 单 相 图 ， 需 将 形 联 结 的 电 源 与 形 联 结 的 负 载转 换 为 Y形 联 结 ， 由 Y转 换 的 相 电 压 线 电 压 关 系 ， 可 知 形 联 结 的 电 源 等 效 转 换 为 Y形 联 结 的 相 电 势 为ABA 30 220 30 V3EE 由 形 联 结 负 载 转 换 为 Y形 联 结 后 其 等效 阻 抗 为 : 13YZ Z(30 20)YZ j Ea.Z1 Z2 Eb. Ec.AE YZ I. 取 A相 电 路 ， 并 把 各 中 性 点 联 结 ， 则 得 到 如 图 所 示 的 单

11、 相 图 。 Ea.Z1 Z2AE YZIAY. aN 此 为 Y形 联 结 的 相 电 流 ， 也 为 线 电 流 值 。 则 形 联 结 的 实 际相 电 流 为 :AYAB 30 3.32 18.7 A3II 相 电 压 为 :AB AB 359 15 VU I Z A 1 A1 2aN 1 2 220 30 220 0/ / j4 j3 V1 1 1 1 1 1j4 j3 30 j20YE Z E ZU Z Z Z 207 15 V 则 aNAY Y 207 15 A 5.75 48.7 A30 j20UI Z 设 N为 参 考 点 ， 则 列 节 点 方 程 为 非 正 弦 周 期

12、电 路 分 析1） 非 正 弦 周 期 信 号 电 路 的 稳 态 计 算 ， 非 正 弦 周 期 函 数 有 效 值 ， 平 均 功 率2） 对 称 三 相 电 路 中 的 高 次 谐 波 分 析 2 2 2 2 20 0 1 21 kkI I I I I I 2 2 2 2 20 0 1 22 kkU U U U U U 0 0 1 cos( )k k kU kIkU I U IP 0 0 1 cosk k kkU I U I iS Us1 L2 L1C UcUs2R1R 2R3 i1例 题 5: 已 知 1 2 1 ,R R 3 2 ,R 1 1 ,3L H 2 8 ,3L H1 ,3C

13、 F 1 3 ,SU V 0( ) 2sin( 30 ) ,Si t t A 2( ) 3 2sin ,Su t t V 求 1( ) ( ).Ci t u t和解 : 非 正 弦 周 期 电 路 对 各 分 量 分 别 计 算 Us1 C UcR1R2R 3 i11) 直 流 分 量110 1 2 1.5SUI AR R 0 0CU iS L2 L1C UcR1R2R 3 i1 a b 2) 基 波 分 量1 1 83j L jj C 由 于 2 83j L j 及a-b右 边 并 联 谐 振 11 0I 21 1 1 1C S j cU I R j L j c ( 1) 09 308 3)

14、 三 次 谐 波 分 量 ( 3) 1 13 03j L j C 1,L C串 联 谐 振 L 2 L1C Uc Us2 R1 R2R3 i1 iL i2 013 1 2 3 1802SUI R R 2 02 3 903 8SUI j L 03 13 1( ) 1 693C LU I I j C 0 1 3( ) 1.5 2sin(3 180 )2i t t 0 09( ) 2sin9 30 ) 2sin(3 69 )8Cu t t t V 例 题 8: 如 图 电 路 , 2 ,M 2 5 ,4L 1 31 10R L LC ( ) 10 220sin 210sin3Su t t t 0(

15、) 25sin( 90 )Si t t ,求 , 及 电 压 源 功 率 .i Cu解 : R L1CUc R I SUs L2 L3M i 00 1SUI R 0 0CU ,基 波 时 并 联 谐 振 , 1 0I , R Uc R ISUs L2 L3M i1 1 1C S SU U j M I 0 0 020 0 10 0 10 0 三 次 波 时 串 联 谐 振 , R L1CUc RU s L2 L3M i33 1SUI R 03 2 3 153 904CU j L I ( ) 1 2sin3i t t 015( ) 210sin 2 sin( 90 )4Cu t t t 过 渡 过

16、 程 的 时 域 分 析1) 换 路 定 则 与 初 始 条 件 ; 2) RC电 路 过 渡 过 程 ;3) RL电 路 过 渡 过 程 ;4) *RLC 电 路 过 渡 过 程 ;5) 阶 跃 响 应 与 冲 击 响 应 ; 例 4: 如 图 电 路 , 110 , , 0.01 , 0.5 , 242 SR C F L H U V 开 关 闭 合 已 久 ,求 开 关( )KU t 。 KR R R LUc iLi iCUs UK打 开 后 的解 ： 开 关 打 开 后 电 路 分 成 为 RC和 RL电 路 。电 路 初 始 值 ： (1 ) SU IR IR ( 0 )t 1.6(2

17、 )SUI AR (0 ) 8CU V (0 ) 0.8L Ai 电 容 电 压 ： Ri CUs Uc( ) (0 ) C C tu t u u u e 稳 稳10( ) 24 8 24C tu t e 0.1RC 10( ) 1.6C tdui t C dt e 电 感 电 流 ： R R LiLi0 10( ) 16 tu t R i e （ 指 数 激 励 源 ） R LiLu o(t) 1016LL tdiRi L dt e 102 tLi Ae10 10 105 10 16t t tAe Ae e 特 解 代 入 原 式特 解 为得 3.2A 102 3.2 tLi e通 解 20

18、1 Rt tLLi ke ke (0 ) (0 ) 0.8L Li i A 4k 全 解由 得有 20 10( ) 3.2t tLi t ke e 20 10( ) 4 3.2t tLi t e e KR R R LUc iLi iCUs UK 开 关 两 端 电 压 ： ( ) ( ) Lk C diu t u t i R L dt 10 20( ) 24 24 40t tku t e e 例 题 9: 如 图 电 路 , R RLi L riL CiC( )t _ _(0 ) 0, (0 ) 0C Lu i 试 求 ( ) 0.Ci t 解 :求 冲 击 电 压 下 的 (0 )Li (

19、) LL diRi L tdt 0 0 00 0 0 ( )LL diRi dt L dt t dtdt _ (0 ) (0 ) 1L LL i i 1(0 )Li L 由 三 要 素 法 : 1( ) R LL ti t eL ( 0)t R RLi L riL CiC( )t ( ) RLL ti t eL 电 容 电 流 :C C RLtduR eLC udt 设 特 解 为 1 RC Lteu A 2 R R RL L Lt t te eR C AL eA L 1 211C RLtu R eC 通 解 为 : 21( ) 1 RLC tRC tu t ke R eC 由 得 :_(0

20、) 0Cu 21( ) ( )1 RLC tRCtu t e eR C ( )t R CUcd ( ).d C CURC U tt 例 : RC电 路 在 冲 击 电 压 源 后 的 响 应 . (0 ) 0 CU 0 0 00 0 0d ( ) ( )d ( )dC CRC U t U t t t t ( ) CU t 1( ) e ( 0)tRCCU t tRC 为 有 限 值 (0 ) 1CRCU 1 (0 ) , CU RC 1( ) e 1(t) tRCCU t RC 或 KR1 R2 R3IS L1 L2iL1 iL2ab解 ： 1 2(0 ) (0 ) 23SL L Ii i A

21、 1 2 3 10R R R 1 2L H2 1 , 6 ,SL H I A K 1 2(0 ), (0 )L Li i 例 ： ，原 来 闭 合 ，求 ： K打 开 后 。0t 1 2(0 ) (0 )S L LI i i 由 KCL， 开 关 打 开 后 时 _(0 ) (0 ) 1 1 2 2 1 1 2 2(0 ) (0 ) (0 ) (0 )L L L LLi L i Li L i 回 路 磁 链 守 恒 ： （ 磁 链 方 向 与 回 路 方 向 一 致 ）1 26 (0 ) (0 )L Li i 1 22 (0 ) (0 ) 4 2L Li i 1 2 10(0 ) 8/3 , (0 ) 3L Li A i A 代 入 数 据得 ： ， 例 ： 如 图 电 路 ， 1 , 1R H L (0 ) 0, ( ) ( ) ,i u t t V L S求 开 关 闭 合 后 ( )Li t 。,( ) 1( 1) ,i t t A S ()s tu ( )s tiR RiLL解 ： (0 1)t d 2 ( )dL LiL R i tt 1(0 ) 1L Li 2 2( ) (0 )e e (0 1)RLL L t tt ti i ( 1)t 三 要 素 法 2(1 )L ei 1( ) 2Li 2 21 1( ) e ( 1)2 2L tt e ti 12 2LR