江苏科技大学电路期末试题答案
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1、电路原处于稳态,t =0 时开关闭合,试用运算法求电流 i (t )。
解:(1) 计算初值
V )(u c 10=- 0)(i L =-0
(2) 画运算电路
s 1L s = s
s sC 1111=⨯=
(3) 应用回路电流法
0s )
0(u s )s (I s )s (I )s s 1(C =-=-++-11121
s
s )0(u )s (I )s ()s (I s -C 111121==++- 2)
s s (s 1
)s (I )s (I 2
++==21 (4)反变换求原函数
j
1p j 1p p :)s (D --=+-===321030,,个根有)
j 1s (K j 1s K s K )s (I 3
+++-++=
21 2
1
s )s (I K s ===01
j)2(1)j 1s )(s (I K j 1s +-
=-+=+-=1
2
j)
2(1)j 1s )(s (I K j 1s 3--=++=--=1
)
j 1s ()
j 1(21j 1s )j 1(21s 21)s (I ++---++-=
)t sin e t cos e 1(21
)t (i )s (I L t t 1-----==
3、如图所示电路,R 1=R 3=R 4= 1K Ω ,R 2=R 5=2K Ω,u i =1V,求i 5。【例5.1P123】
解:对节点①,②列KCL 方程为
10u R 1u R 1u )R 1R 1(1221=-+- 00=-++u R 1u )R 1R 1(
4
43 -+=u u
带入数据有
10=--u 2
1
u 32 020=-+u u -+=u u
解得 u 0=4V
故得i 5=
50R u =310
×24
=2 mA 4、如图所示电路,求输出端电压u o 。【例5.2P123】
解:对节点列KCL 方程为
061
6161616132=--++-u u u )(
V
u 4=-
V u 33=
联立求解得 u 2=9V
故 A
u u i 163
96321=-=-=
A u u i 6
1634632=-=-=-
A i i i 67
611213=+=+=
故得u 0=-63i +3=-6×6
7
+3=4V
5、如图所示电路, u S =12V, i S =2A 。当1-1’端口开路时,电路N 吸收的功率为16W ;当2-2’端口短路时,电路N 吸收的功率为16W ,且i 2”=-2/3A 。求u S 和 i S 同时作用时,此两个电源各自发出的功率为多少?【例4.8P87】
解:
当1-1’端口开路时,u s 单独作用,产生的电流为i ’2,故i ’2=
s u 16=1216=3
4A 当2-2’端口短路时,i s 单独作用,产生的电流为
i ’’2=-
32A ,产生的电压为u ’’1-1’=2
16=8V 当u s ,i s 同时作用时,产生的电流为
i 2=i ’2+i ’’2=
34+(-32)=3
2
A 故u s 发出的功率为 P s1=u s i 2=12×
3
2=8W 由题意知,当i s =2A 时,i ’’s =-3
2A ;根据互易定理知,当u s =2V 时,u 1-1’=-32时,则当u s =12V 时,u ’1-1’=-3
2
×2
12
=-4V 故u 1-1’= u ’1-1’+ u ’’1-1’=-4+8=4V
i s 发出的功率为 P s2=4×2=8W
6、如图所示电路,t<0时S 打开,已知当t=0时刻闭合S ,求t>0时的u C (t)和i 1(t)。【例7.8P158】
解:
(1)将电容C 断开,得开路电压为u 0c =2V
(2)将电容C 短路,求短路电流i sc ,其对应的电路如图a 所示
图a
(11+
21)ϕ=12=-4i sc 即23ϕ=2-42ϕ
故ϕ=7
4V
故i sc =2ϕ=274=7
2A
(3)从电容C 向左看去的端口输入电阻为
R0=
sc c i u 0=7
2
2
=7Ω (4)可作出等效电路,如图b ,根据图b 有
u c (0+)=u c (0-)=0,u c (∞)=2V ,τ=R 0C=7×3×106=21×106
S 。
故得 u c (t )=2-(2-0)e
-τ1t
=2(1- e
21
1
-×
610t )ε(t )V
又得
i c (t )=-3×10-6)(t u dt
d c
=-3×10-6×211×106
e 211
-×106t
=-7
2C 211
-×610t ε(t )A
图b
7、如图电路,已知L 1中无基波电流,C 1中只有基波电