西北工业大学_电路基础答案1

o
图题5-21
5-22图题5-22所示电路，
I10A
s
，5000rad/s，R1R210，C10F，
36.98。求各支路电流，并作出相量图。
图题5-22
答案
解：
1
UIj200V
cs
jC
IU/R
sc1
U50j50(V)
1/R1/R
12
I2U/R25j5(A)
I1IsI25j5(A)
相量图如图5-22(b)所示。
5-17图题5-17所示，已知U100V，
4
10rad/s。调节电位器R使伏特计指
针为最小值，此时R1900，
R21600
。求伏特计指示的数值和电容C。
图题5-17
答案
解：UabUadUbd,
R
2
UU
ad
RR
12
jX
C
UU
bd
,3
KjX
C
2
R(X)j3000X
2CC
U()U
ab
2222
RR(3K)(X)(3K)(X)
7
10rad/s，Z可变，求Z为何值时可获
得最大功率Pm，
P
m
为多大,此时I2为多大?
图题5-24
答案
解:移去
Z:
jXR
C
U(U)Uj10V
oc
RjRRjX
CC
除源
jXR
C
Z021j(K)
RjX
C
作戴维南等效效电路,并接入移去的支路,如图5-24(b)所示.。
根据最大功率传输电路。1()
ZZjK
o
时,Z可获得最大功率Pm,且
图题5-22(b)
5-23图题5-23所示电路，已知2
UV
R
，3rad/s，I落后于U60，电路的消耗
功率P4W。求U、I及动态元件的参数值。
图题5-23
答案
解：
PUR
2/
R
RUP
R
IU/R2A
R
又
X
R
tg
60
X3
222 ZRX
UIZ4V
I落后于U60，电路呈感性
XL
X3
L0.5773H
3
5-24图题5-24所示电路，U100V，
V
2
、V3的读数分别为３０V、60V、
100V。求电压表V的读数。
图题5-6
答案
解：设II0A，则
UVU2j60VU3j100V
130
UU1U2U330j405053.1V
电压表的读数为50V．
5-7图题5-7所示正弦稳态电路，已知电流表A、A1、
A
2
的读数分别为5A、3A、4A．求
A
3
的读数。
图题5-7
UU1U255.4(RjXL)I
(55.41.96R)j1.96XL
2(55.41.96)2(1.96)21152URX
L
2222
U2(1.96R)(1.96RX)80
R17.29
XL
L
36.97
X
L
L0.1177H
2f
5-13图题5-13所示电路,已知u(t)30cos2tV、i(t)5cos2tA。求方框内最简单的
Z10j20
j
10050
50j100
50
I
U
S
Z
2
0
U120j40(V)
U2UsU180j40(V)
I10.4j0.8AI21.6j0.8A
0.8963.4A1.7826.6A
相量图如图5-15(b)所示。
图题5-15
5-16为了使电感线圈Z2中的电流
I
2
落后于U90,常用图题5-16所示电路。已知
,求i(t)。
图题5-10
答案
解:500
U
s
X
c
1
C
100
XL
L
100
电路频域模型如图5-10所示。
Z
j10000j10000
100j100100j100
100()
U
s
I00.50A
Z
100
II0.25j0.25A
10
100j100
100
II0.25j0.25A
20
100j100
II1I2j0.5A
答案
解：
I1m1030mA
I2m660mA
ImI1mIm11.6j0.19611.60.968(mA)
2
ii1i211.6cos(t0.968)mA
。
5-4图题5-4所示电路，已知电压表V1、
V
2
的读数分别为3V,4V。求电压表V的读数。
图题5-4
答案
(a)
解：
22
U345(V)
22
(b)U345(V)
相量图，并求相位差12。
答案
解：I18j61036.9A
I28j610143.1A图题5-2
i1102cos(t36.9)A
itA
2102cos(143.1)
1236.9143.1180
相量图如图5-2所示。
1，i26cos(t60)mA。求
5-3已知i10cos(t30)mA
iii
12
的时域表达式。
除源后外加电压U求Z：
o
I
UIjU
111
0.5j1.5
I
UU1I1(1j)
0.5j1.5
Z
o
U1j
0.5j1.5
I
0.926.5
0.8j0.4()
作等效戴维南电路,并接入Z,如图5-25(c)
所示。
ZZ0.8j0.4()
o
20.892U
oc
P0.25(W)
m
4R40.8
o
5-26图题5-26所示电路，已知
3
i(t)0.52cos(10t90 )
A
5-11求图题5-11所示电路的输入阻抗Z。
图题5-11
答案
解:外加电流I,则
Uj20I12Ij3(I0.1U)
1
U1j20I
U
Z6j17
T
5-12图题5-12所示为测定电感线圈参数R、L的电路,电源频率f50Hz。求R.,L。
图题5-12
答案
解:设I1.960A则
解：RjL
'
当时：
R0IjCU
U
jL
''
当时：
RIjCU
依题意
''''
II
即：
1
CC
L
1
2LC
5-19图题5-19所示电路，已知U19V,
U2j6V
。求I。
图题5-19
答案
解：网孔电流方程为：
j3KIj6KI9
12
j6KIj10KIj6
12
解得：
I16j15(mA)I23j9(mA)
IIIjmAmA
5-5图题5-5所示电路，已知电流表A1、
A
2
的读数均为10A。求电流表A的读数。
图题5-5
答案
解：设UU0V，则
(a)I10j1010245(A)电流表A的读数为102A。
(b)I10j1010245(A)A的读数为102A
(c)Ij10j100A的读数为0。
1
5-6图题5-6所示正弦稳态电路，已知电压表V1、
U
2
5-21图题5-21所示电路，求Uab。
图题5-21
答案
解：移去待求支路a-b,如图5-21（a）所示。
U
3
oc54.6j0.9
o
55j
作戴维南等效电路，并接入移去支路，如图5-21(b)所示。
2j2
UU1.43j0.541.52621(V)
aboc
Z2j2
串联组合元件。
图题5-13
答案
解:Um300V50
IA
m
U
m
Z3j4(RjX)
00
I
m
3R6
0
R
0
3
4X0
0
X4
0
X
C
4
11
CF
48
。
5-14图题5-14所示电路,已知电流表A1的读数为10A,电压表
V
1
的读数为100V。求
A和V的读数。
图题5-14
答案
解:设U11000V,则
I1j10
1000
I10j10(A)
2
U
oc
P25mW
m
4R
o
。
图题5-24
5-25图题5-25所示电路，()22cos(0.5120)
uttV
s
,Z可变,求Z为何值时可获得
最大功率Pm，
P为多大？
m
图题5-25
答案
2120
U
1
解:移去Z:j0.5j0.5
36.99 138.43
图题5-25
0.95j0.84(V)
I1(UsU1)/j0.89j0.05(A)
2
5j5
II1I210A。
Uj10IUj100100
1
100245(V)
即: A的读数为10A,V的读数为1002V。
5-15图题5-15所示电路,已知
元件的电压、电流,画出相量图。
U1000V
s
、
3
10rad/s。求电路的等效阻抗和各
图题5-15
答案
解:原电路的频域模型如图5-15(a)所示.
等效复阻抗
西北工业大学电路基
础答案
Part1
第五章
5-1已知u110cos(t30)V、u5cos(t120)V
2。试写出相量U1、
U，写出
2
相量图，求相位差12。
答案
10
U30V解：1
2
5
U120V
2
2
1230120150
相量图如图5-1所示。
图题5-1
5-2已知
I18j6A
、86
I2j
。试写出他们所代表正弦电流的时域表达式，画出
1236()6.763.43
5-20图题5-20所示电路，可调电阻r的中点接地，R1/C。试证明电位
U
1
、U2、
U
3
、U4大小相等、相位依次相差90。
图题5-20
答案
证：各点相对接地点的电位为：
U
s
UU3
12
U
s
2
UU
21
R
R
j
1
C
U
S
U
S
2
U
1
S
j
j
U
S
2
jUU
ss
UUj
4112
j。
可见U1、、U3、U4大小相等、相位依次相差90。
答案
解：设II0A，则：
IAI2j4AI3iI3A
13
IIII3j(I34)
123
222
I3(I4)
3
8A
I即：
2594
3
0
A
3
的读数为8A或0。
5-8求图题5-8所示电路中电压表V的读数。
图题5-8
答案
解：设II0A，则
(a)Uj20jUj50VU502030V即V的读数为30V。
1
(b)Uj20jUj(20U)j50VU502070V即V的读数为70V。
12CC
当改变R2使
U
ab
最小时，必
有
2
R
(X)
2
C
22
RR(3K)(X)
12C
0
即：
6220.64(910Xc)Xc
X4K
C
30004000
U4.8V
ab22
(3K)(4K)
C0.025F.
5-18图题5-18所示电路，欲使R改变时I值不变，求L、C、之间应满足何关系？
图题5-18
答案
U
II1I2jCU
1
(c)U40j(20U)
1
222
U140(20U)50
U
2250V
504020
10V(舍)
即V的读数为50V。
5-9求图题5-9所示电路中电流表A的读数.。
图题5-9
答案
解:UU0A则
I1j3AI2j2A
III
12
j5A
j1A
即:电流表的读数为5A或1A。
3
u(t)502cos10tV
s
5-10图题5-10所示电路,
Z1100j500Z2400j1000
,求R.。
图题5-16
答案
解:II2I2Z2/R
UIZIZ
122
ZZ
12
(ZZ)I
122
R
即
40K500K200K100K
U(500j1500j)I
RR
2
若使I2落后于U90，则应有：
40K500K
5000
R
4623
R0.92(K)
5025
此时Uj1608.7I2(即I2落后于U90)。
103rad/s，50100
ZRjXj
sss
，
R。今手头只有电容器,试求在Zs与R为定值时,在R与电源之间连接一个什么样
100
的电路,才能使R获得最大功率,算出元件值,画出电路图。