上海交通大学研究生入学考试488基本电路理论基本电路答案4

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4.30解:
题4.30图
回路方程:(其中 )
4-31试求出如题4.30图所示网络的割集方程(树:{1,2,3源自文库)。
4.31解:
题4.31图
割集方程:(其中 )
4-32对于一个给定的连通网络和一个确定的树,其基本回路矩阵由下式给出:

a. 试写出对应于同一树的基本割集矩阵;
b. 试画出网络的有向图。
4.32解:
基本回路矩阵:
基本割集矩阵:
4-22对于如图所示的有向图,试指出:
a.所有可能的回路,并写出BaVb=0;
b. 所有可能的割集,并写出Qaib=0。
4.22解:
题4.22图
(a)有6个可能的回路

(b)有10个可能的割集
4-23试指出:对于无源线性定长电阻性网络来说,下列回路阻抗矩阵中
那一个是正确的?对于你认为不正确的英说明理由。
题4.24图
电路的图如下:
树{1,5,6}
基本回路矩阵:
回路方程:
注: 诺顿电路化为等效戴维宁电路。
4-25试写出题4.24图所示电路的基本割集矩阵Q及割集方程(树:{1,5,6})。
4.25解:
题4.24图
电路的图如下:
树{1,5,6}
基本割集矩阵:
割集方程:
4-26试写出如图所示电路的基本回路矩阵及回路方程(树:{1,3,7})。
4.28解:
题4.28图
单树割集见图示。树支1的电压为 ,树支4的电压为 ,受控源支路化为诺顿支路,等效受控电流源为
割集方程为:
4-29在如图所示的电路中,选定支路集{1,2,3}为树。试用回路分析
法求各支路及两个电源所发出的功率。并与题4.5比较,分析两题结果的异同。
4.29解:
题4.29图
电路拓扑图如下所示,
设无伴独立电压源支路待求电流为 ,无伴受控电压源支路待求电流为 ,参考方向在图中标明,并注意到:

其中
4-13试用改进的节点分析法列出如图所示电路的节点方程。
4.13解:
题4.13图
以 和 为难处理支路电流,各支路电阻均以电导表示。注意到
为虚支路
4-14在如图所示的电路中,已知R1=R5=2,R2=R4=1,is1=1A,is5=2A,Vs3=1V,Vs6=2V。试用网孔分析法求各电源发出的功率。
题4.15图
设网孔电流为 受控源 且
网孔方程:
4-16试用网孔分析法列出题4.6所示电路的网孔方程。
4.16解:
把 支路化为戴维宁支路,并将电路图重画如下:
网孔方程:
或照原电路
4-17试用视察法列出题4.8所示电路的网孔方程。
4.17解:
题4.17图
设网孔电流 网孔方程为:
4-18在如图所示的电路中,已知:R1=R2=R3=R4=1,Vs1=10V,Vs2=20V。
题6.9图(a)题6.9图(b)题6.9图(c)
入端电阻
所以,戴维宁电路如图b所示,并由此得诺顿电路如图c所示,图中:
4-43试求出如图所示网络的戴维宁等效电路。
解:
题6.10图
理想变压器的性能方程为
, ,
入端电阻由图a求得。为试验电压,有
{
网络的戴维宁等效电路如图b所示
题6.10图(a)题6.10(b)
4.5解:
题4.5图
把点路图重画,去掉虚支路,并以节点4为参考节点。
根据电路图可得:
则根据系统步骤可得:
两个电源放出功率:电压源 ,电流源 。
4-6如图所示的电路中,R1=R2=R3=R4=30,R5=R6=R7=50,Vs1=Vs2=Vs3=200V,is4=10A。试用视察法列出该电路的节点方程,并求出电流i1,i2,i3和i4。
其中{1,2,3}支路为树支路, ,为回路电流即连支电流。
由于 已知,因此只需列两个回路方程,注意到与电流源串联的支路为虚支路,回路方程为
电流源两端电压
电压源输出功率
电流源输出功率
与题4.5比较,虚支路电阻不同,但不影响其他支路电压电流,只影响电流源输出功率。
4-30试列出如图所示网络的回路方程(树:{1,2,3})。
解:
题6.1图
根据替代定理, 中电流可由图6.1(b)图所示电路求出。应用节点电压法,列出节点方程:
4-35试用叠加定理求出图中的电压v。
4-36试用叠加定理求出图中的电压v1。
解:
题6.3图
独立电压源单独作用时,电路如图a所示
按KVL列回路方程
按KCL有
联立求解得:
独立电流源单独作用时,电路如图b所示
4.3解:
题4.3图
已知
用节点分析视察法列节点2节点3方程:
整理得:
消去 ,求得 。
4-4如图所示的电路中,电阻Rx可以变动。若要使流经电压为35V的电压源中的电流为零,试问电阻Rx应为多大?(用节点分析的视察法求解)
4.4解:
题4.4图
要使 ,则 ,根据节点分析法可得
解得
4-5试用视察法和系统步骤列写出如图所示电路的节点方程,并求解各支路电流及两个电源所发出的功率。
4.26解:
题4.26图
电路的图如下:
基本回路矩阵
回路方程
4-27试列出如图所示网络的回路方程(树:{1,4})。当各电阻值均为1,电压源Vs1=1V,电流源is4=1A,u=1时,求各回路电流及电压V4。
4.27解:
题4.27图
电路的图如下:
参数代入:
4-28试列出题4.27所示电路的割集方程(树:{1,4})。
题6.7图(a)
题6.7图(b)题6.7图(c)
由图b
由图c
4-41图中的网络是由线性定常电阻器构成的。
a. 设网络内不含独立电源,若在is1=8A,is2=12A时,测得电压Vx=80V;
在is1=8A,is2=4A时,测得电压Vx=0,试问is1=is2=20A时,Vx=?。
b. 设网络内有独立电源。若当is1=is2=0时,测得Vx=40V,并设其他不变,试问在is1=is2=20A时,Vx=?。
回转器用两个电压控制电流源等效,其中
节点方程:
经整理得
4-9如图所示含有两极运算放大器的电路,使用节点分析法列出电路的节点方程,并求电路的放大倍数K=Vsc/Vsx。
4.9解:
题4.9图
根据虚等位原理,
列节点1方程:
列节点4方程:
代入节点4方程:
4-10如图所示含有两极运算放大器的电路,使用节点分析法列出电路的节点方程,并证明当电阻R1/R4=R2/R3=R5/R6=a时,电路的放大倍数K=Vsc/Vsr=-1/a(1+a)。
应用节点分析法列出
对电阻有
联立求解得:
根据迭加定理可得:
4-37试求图中网络的开路电压voc。

题6.4图
a.解:对图a的电路进行等效变换如图c,然后应用节点分析方法写出方程:
题6.4图(c)
b.对b图电路进行变换简化如下:
4-38图中的网络是无限多个网格组成,每个网格边上的电阻值为1Ω。这个网络可以认为在无限远收缩为一点且接地,今在节点A与节点B之间接入一个电流为1A的电流源,试求节点A,B间的电压vAB。
解:
题6.5图
连接于A、B两点的1A电流源可以用分别连接于A与B点至无限远处的两个1A电流源来代替,如下图所示:
然后分别求出与,由于对称的原因,每个电流单独作用时,流过R的电流为0.25A,
根据迭加定理:
4-39试求如图所示的网络中的电压v1和电流i1,设R=1Ω。
解:
题6.6图
根据迭加定理,电路解可分解为下列两种情况之和:
试用网孔分析法求流过R1的电流i1。
4.18解:
题4.18图
设网孔电流 ,其中
因此只需列两个网孔方程,
其中
代入得:
4-19如图所示是一有向图和一无向图。试画出它们的对偶图。
4.19解:
(a)
(b)
(a)
(b)
4-20对于如图所示的网络,试画出其对偶网络。图中所示的数据为各电阻器的电阻值,单位为Ω。
4.20解:
其戴维宁等效电路如图c所示
b.接上负载后即可求得
4-46试求如图所示两个网络的戴维宁和诺顿等效电路。
解:
题6.13图(a)
题6.13图(b)
a.见图a,求短路电流
题6.6图(a)题6.6图(b)
图中:
图a电路属于翻转对称,其等效电路如图c所示。图b属于旋转对称,其等效电路如图d所示。
题6.6图(c)题6.6图(d)
由图c
图d可简化为图e
题6.6图(e)
4-40试求如图所示网络中的电压v0。
解:
题6.7图
题中网络可等效为图a所示网络,如上题,电路a的解可分解为具有翻转对称网络和具有旋转对称网络两钟情况迭加。这两种情况的等效网络分别示于图b和c。
4.6解:
题4.6图
注意到 与 并联, 与 支路并联。节点4为参考节点。

等效电流源
节点方程:
参数代入:
解方程得:
4-7试用视察法列出如图所示电路的节点方程。
4.7解:
题4.7图
受控电流源
节点方程:
4-8试用视察法列出图中电路的节点方程。
(提示:回转器用两个电压控制电流源等效)。
4.8解:
题4.8图
4.10解:
题4.10图
根据虚等位原理,

列节点1方程:
列节点2方程: 即
列节点4方程:
代入节点1方程:
除以 得
4-11对于如图所示的电路,使用视察法列出改进的节点方程。
4.11解:
题4.11图
设无伴受控电压源支路待求电流为 ,注意到
4-12试用视察法列出如图所示电路的改进的节点方程。
4.12解:
题4.12图
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4-1如图所示的汇流条a,b上接有三台发电机G1,G2,G3和两个负载R1,R2。已知发电机的电动势分别为Es1=Es3=120V,Es2=116V;发电机的内电阻分别为R11=R13=0.8,R12=0.4。试用节点分析法(视察法)求个发电机发出的功率和各负载消耗的功率,并检验功率平衡关系。
解:
题6.8图
a.由于网络由线性定常电阻器构成,电压 与 单独作用时的关系为

同理
两组实验数据代入上式
当 ,
b.当 , ,那么当 时,即为a中情况与b中情况之迭加,所以
4-42试求出图中网络的戴维宁和诺顿等效电路。
解:
题6.9图
题图中12 电阻器解题时作为虚支路可去掉。18 A电流源化为电压源,由此得等效电路如图a。
4-44将上题的网络再极联一个回转器(如附图所示),试求新网络的戴维宁等效电路。
解:
题6.11图
设开路电压为 ,

由理想变压器原边:
由理想变压器副边:
从回转器性能方程:
应用理想变压器方程:
考虑回转器性能方程:
设网络短路时, ,则短路电流
由回转器方程:
有理想变压器方程:
再从理想变压器方程:
从回转器方程:
a.写出对应于同一树的基本割集矩阵:
b.画出网络的有向图n=4,b=6, :{1,2,3}, :{4,5,6}

4-33图中表示的是一个含有理想变压器的网络。试对该网络列出用降阶关联矩阵A表示的稀疏表格方程。
4.33解:
题4.33图
降阶关联矩阵
VCR:
4-34今有一网络如图所示。已知节点电压vn1=10V,vn2=20V,试求值为5Ω的电阻器中的电流i。

网络的戴维宁等效电路如图a所示
题6.11图(a)
4-45图中的网络是一个共射极晶体管放大器的电路模型。
a. 试求此放大器电路模型的戴维宁和诺顿等效电路;
b. 接上负载RL后,试求输出电压VL,设RL=2K。
题6.12图
a.当放大器未接负载时,如图a所示
题6.12图(a)题6.12图(b)
用外源法求等值内阻,外加电流源为1A,此时的网络及其中的电流分布见图b
4.14解:
题4.14图
把诺顿支路化为戴维宁支路,并设网孔电流 , ,
网孔方程:
参数代入:
解出
输出功率
输出功率 吸收功率
输出功率
输出功率
4-15如图所示的电路由线性定常元件所构成。试用网孔分析法求i3及V2。
已知:R1=R4=2,R2=R6=3,R3=1,受控源的控制系数r=2,Vs5=6V。
4.15解:
4.1解:
题4.1图,参看习题
应用弥尔曼定理
根据含源支路欧姆定律:
发电机发出功率:
负载消耗功率:
达到功率平衡。
4-2对如图所示的电路,试用节点分析发求出在下面两种情况下的各支路中的电流:
a. 开关K已打开 b. 开关K已闭合
4.2解:
题4.2图
用节点分析法求支路电流 .
1.K打开

2.K闭合

4-3如图所示的电路中,已知电流i=0.1A,试用节点分析的视察法求电压源Vs的值。
4.23解:
因是无源线性定常电阻网络,因此
1.不可能出现负电阻;
2.自电阻总是大于或等于互电阻的绝对值,即 ,且自电阻总是正的;
3.互电阻 ;
所以 正确, 不正确,自电阻出现负值, 不正确,自电阻小于互电阻, 不正确,
4-24试写出如图所示电路的基本回路矩阵B及回路方程(树:{1,5,6})。
4.24解:
(a)
(b)
4-21对于如图所是的有向图及所选定的树{5,6,7,8,9},指出所有可能的基本回路和基本割集。
4.21解:
题4.21图
如图:
基本回路:{1,5,6,7,8},{2,6,7},{3,7,8,9},{4,5,6,7,8,9}
基本割集:{5,1,4},{6,1,2,4},{7,1,2,3,4},{8,1,3,4},{9,3,4}
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