《電路原理》期終試卷A卷及答案.doc

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2009 / 2010 學(xué)年 第 一 學(xué)期期終考試 課程 電 路 原 理 姓名________________ _________ 班級(jí)__________________________ 學(xué)號(hào) 題序 一 二 三 四 五 六 總計(jì) 計(jì)分 命題： 一、填空題（共32分，每題4分） 1、 圖1-1所示電路中，I1 = 4 A，I2 = -1 A。 2、 圖1-2所示電路， U1 = 4 V，U2 = -10 V。 圖1-1 3A 6Ω ＋ 18V － 3Ω I1 I2 ＋ U1 － 圖1-2 ＋ U2 － 5Ω 2Ω 2A - + + 3、 圖1-3所示電路，開(kāi)關(guān)閉合前電路處于穩(wěn)態(tài)，= -4 V，= -20000 V/s。 4、 圖1-4（a）所示電路，其端口的戴維南等效電路圖1-4（b）所示，其中uOC= 8 V，Req= 2 W。 圖1-3 ＋ u － ＋ uC － 2A 2Ω 2Ω 100mF S (t=0) 1 1 Req ＋ uOC － 1W 2W + 10V - 圖1-4 + 4i - i (a) (b) 1 1 5、 圖1-5所示正弦穩(wěn)態(tài)電路中，已知，。則電流表的讀數(shù)為 1.25 A，功率表的讀數(shù)為 62.5 W。 6、 圖1-6所示正弦交流電流中，A，則電源發(fā)出的有功功率P= 16 W，電源發(fā)出的無(wú)功功率Q= 16 Var。 * * W a b 圖1-5 40Ω j40Ω A 4Ω j4Ω 圖1-6 7、圖1-7所示電路中，電源電壓V，頻率w可調(diào)。當(dāng)電源頻率w = 10 rad/s時(shí)，電路發(fā)生諧振，此時(shí)理想變壓器副邊電壓有效值U2 = 80 V。 圖1-7 + u2 - 0.8H 2Ω 1∶2 0.05mF + uS - 8Ω 8、已知兩線圈的自感分別為0.8H和0.7H，互感為0.5H，線圈電阻忽略不計(jì)。正弦電源電壓有效值不變，則兩線圈同名端反接時(shí)的電流有效值為兩線圈同名端順接時(shí)的 5/3 倍。 二、簡(jiǎn)單計(jì)算題（每題6分，共30分） 1、 圖2-1所示電路中，電阻RL為何值時(shí)獲得最大功率，并求此最大功率。 圖2-1 10W RL ＋ 10V － 8W 2W 1.4W 圖2-1a RL ＋ 2V － 3W 解：根據(jù)戴維南定理，原電路的戴維南等效電路如圖2-1a所示。 （2分） 當(dāng)時(shí)，電阻RL可獲得最大功率 （2分） 最大功率 （2分） 2、 圖2-2所示電路，用節(jié)點(diǎn)電壓法求電壓U0。 80W 圖2-2 40W 50W 200W 750mA 800W - U0 + 80W 圖2-2a 40W 50W 200W 750mA 800W - U0 + （1分） （1分） （1分） 解得： (1分) 3.2V （2分） 3、 圖2-3所示電路處于諧振狀態(tài)，已知V，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為40V。求元件參數(shù)R、L和C。 圖2-3 ＋ － uS R L C A V 圖2-3-1 ＋ － R jwL 1/jwC 解；原電路的相量模型圖如圖2-3-1所示。 設(shè)：V，因?yàn)殡娐诽幱谥C振狀態(tài)，因此入端阻抗為R，且 （2分） （2分） （2分） 4、 圖2-4所示電路中，電源端電壓U ＝100V，頻率ω＝1000 rad/s。電路總有功功率為1800W，功率因數(shù)為0.6（感性）。（1）電源發(fā)出的復(fù)功率；（2）如使電路的功率因數(shù)提高到0.9（感性），需要并聯(lián)多大的電容？ ＋ － Z1 Z2 圖2-4 解：（1） （2分） （2）并聯(lián)電容后，將原電路功率因數(shù)提高到0.9，電路仍保持感性，則 （1分） mF （3分） 5、 已知圖2-5所示對(duì)稱(chēng)三相電路，電源線電壓有效值為380 V，負(fù)載阻抗Ω。試求兩個(gè)功率表的讀數(shù)及三相負(fù)載吸收的總功率。 Z/3 A N 圖2-5a + - Z Z Z A C B 圖2-5 W1 W2 * * * * 解：A相等效電路如圖2-5a所示，設(shè)V ， （1分） ， （1分） 兩個(gè)功率表讀數(shù)分別為： （1分） （1分） 三相負(fù)載的總功率： （2分） 三、計(jì)算題（8分） 圖3所示電路在換路前已建立穩(wěn)定狀態(tài)，試用三要素法求開(kāi)關(guān)閉合后的全響應(yīng)uC (t)。 圖3 uC 10kW 10kW 20kW 10mF 10V ＋－ ＋－ 1mA S(t = 0) 解：（1）求初始值 ， （2分） （2）求時(shí)間常數(shù) （2分） （3）求穩(wěn)態(tài)值 (2分) （4）按三要素法求出全響應(yīng) ，t>0 (2分) 四、計(jì)算題（10分） 求圖4所示電路的I1、I2、U，并求出各電源發(fā)出的功率。 圖4 I1 + U - 12A 2W 3W 10W I2 解：A （1分） A （1分） V （2分） 12A電流源發(fā)出的功率W （2分） 24V電壓源發(fā)出的功率W （2分） 80V電壓源發(fā)出的功率W （2分） 五、計(jì)算題（10分） 圖5所示穩(wěn)態(tài)電路，，L、C元件參數(shù)L = 0.01H，C = 100mF。不試求電壓表、電流表、功率表的讀數(shù)。 C ＋ u － * W 20W A L V 10W * 圖5 ＋ U0 － 20W 10W 圖5-1 I0 ＋ U L 0 － 圖5-2 j10W -j10W 20W 10W 解：（1）直流分量單獨(dú)作用時(shí)，V，電容相當(dāng)于開(kāi)路，電感相當(dāng)于短路。等效電路如圖13-2a所示，則 A，V （2分） （2）基波分量單獨(dú)作用時(shí)，V，等效電路如圖5-2所示。 因?yàn)椋簉ad/s，則 LC串聯(lián)支路發(fā)生串聯(lián)諧振，LC串聯(lián)部分相當(dāng)于短路。 A，V （2分） （3）功率表的讀數(shù)：W （2分） 電流表的讀數(shù)：A （2分） 電壓表的讀數(shù)：V。 （2分） 六、計(jì)算題（10分） 在圖6所示電路中，已知電源開(kāi)始作用前電路中無(wú)儲(chǔ)能。用運(yùn)算法求：t > 0時(shí)的i(t)。 i ＋ 60e(t)V － 15e(t)A 40Ω 圖6 20Ω 10H 50mF ＋ － 40 圖6-1 20 10s I(s) Il1(s) Il2(s) Il3(s) 解：（1）運(yùn)算電路圖如圖6-1所示，（運(yùn)算電路圖2分） （2）采用回路電流法，各回路電流參考方向如圖6-1所示 （3分，每個(gè)方程1分） （1分） （3）部分分式展開(kāi) （2分） = [其中：，，] （4）拉氏反變換，得到響應(yīng)的時(shí)域形式 （2分） 第7頁(yè) 共8頁(yè)