1、电路知识-29 及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、计算题(总题数:10,分数:100.00)1.如下图所示的电路中,电阻网络 N R 的 Z 参数矩阵为 ,试求电路的单位阶跃响应 i L (t)。 (分数:10.00)_如下图所示二端口网络。 (分数:10.00)(1).求网络 N 的 T 参数矩阵。(分数:5.00)_(2).若在 2-2“端接一电阻 R=3,试求电压源提供的功率。(分数:5.00)_2.如下图所示电路,已知网络 N 的 Z 参数 ,求 。 (分数:10.00)_3.试计算如图 1 所示二端口网络的传输参数矩阵。 (分数:10.00)_4.图中双口网络
2、的 T 参数为 。若要使图(b)电路的输入电阻 R in(b) 是图(a)电路输入电阻Rsubin(a)的 K 倍,试确定电阻 R 的值。 (分数:10.00)_5.如下图所示的电路中,已知 N 1 、N 2 为纯电阻网络,N 1 的传输参数为 ,N 2 是对称网络,当I 3 =0A 时,测得 U 3 =3V,I 2 =-6A。试求: (1)N 2 的传输参数。 (2)若 33“端口接电阻 R=6,求 I 3 为多少? (分数:10.00)_6.试求下图所示二端口网络的传输参数。 (分数:10.00)_7.如下图所示的电路,N 为线性电阻性二端口网络,已知 U S =20V。当 R=时,I 1
3、 =0.4A,U S =8V;当R=0 时,I 1 =1A,I 2 =-0.5A。试确定 R=10 时的输入电阻 R i 和输出电阻 R o 。 (分数:10.00)_8.如下图所示电路,已知二端口网络的 Z 参数为 Z 11 =12,Z 12 =8,Z 21 =8,Z 22 =20。试求电压 。 (分数:10.00)_9.如下图所示的电路,已知直流电压源 U S =10V,电阻网络 N 的传输参数矩阵为 。t0 时电路处于稳态,t=0 时开关 S 由 a 打向 b。求 t0 时的响应 u(t)。 (分数:10.00)_电路知识-29 答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、计
4、算题(总题数:10,分数:100.00)1.如下图所示的电路中,电阻网络 N R 的 Z 参数矩阵为 ,试求电路的单位阶跃响应 i L (t)。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:分析题意和题图所示电路可知,从题中所给的 Z 参数矩阵可以确定该网络 N R 可用等效 T 型电路来替代,如下图所示。 其中: Z 1 =Z 11 -Z 12 =4-3=1 Z 2 =Z 12 =3 Z 3 =Z 22 -Z 12 =5-3=2 因此,可求得等效电路如下图所示。 再进一步求阶跃响应。当时间趋于无穷大时,电感相当于短路,根据串并联电路分流原理可得: 时间常数为: 利用三要素法,可得电路的单位
5、阶跃响应为: 如下图所示二端口网络。 (分数:10.00)(1).求网络 N 的 T 参数矩阵。(分数:5.00)_正确答案:()解析:解:网络 N 的 T 参数矩阵为: (2).若在 2-2“端接一电阻 R=3,试求电压源提供的功率。(分数:5.00)_正确答案:()解析:解:根据理想变压器的原副边电压电流之间的关系,副边电阻 R 映射到原边中有等效阻抗,可得: R=2 2 3=12 此时原边等效电路如下图所示。 该电路为电阻串并联电路,干路电流为: 2.如下图所示电路,已知网络 N 的 Z 参数 ,求 。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:分析题中所示的电路可知,该电路可堪称两
6、个二端口的串联,因此有: 又由于: 故求解得: 3.试计算如图 1 所示二端口网络的传输参数矩阵。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:题图所示电路的等效电路如图 2 所示。 根据电路分压、分流之间的关系可得: 因此有: 所以二端口网络的传输参数矩阵为: 4.图中双口网络的 T 参数为 。若要使图(b)电路的输入电阻 R in(b) 是图(a)电路输入电阻Rsubin(a)的 K 倍,试确定电阻 R 的值。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:题图所示电路为二端口网络,根据二端口网络的传输方程和传输参数的特点,并结合实际电路,对于图(a)可知其输入电阻为: 其中:A、B、C
7、、D 为 T 参数中对应的数值, 将已给定的 T 参数和上述 I 2 代入 R in(a) 的计算式得: 对于图(b),其输入阻抗为: 其中图(b)中由于 22“端口为断路,则 I 2 =0,代入 T 参数,则有: 若要满足 R in(a) =KR in(b) ,则: 5.如下图所示的电路中,已知 N 1 、N 2 为纯电阻网络,N 1 的传输参数为 ,N 2 是对称网络,当I 3 =0A 时,测得 U 3 =3V,I 2 =-6A。试求: (1)N 2 的传输参数。 (2)若 33“端口接电阻 R=6,求 I 3 为多少? (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:分析题示电路可知,该电
8、路包含两个纯电阻网络,结构比较复杂,可以利用戴维南原理进行等效,以简化电路形式。 (1)将电路进行简化,如下图所示。 则有: 设 N 2 的传输方程为: 当 I 3 =0 时,可有: 亦即: 由对称网络特性可知: A 2 -BC=1 将 A=5、C=2 代入上式,则可求得 B=12。 因此可确定 N 2 的传输参数矩阵如下: (2)计算电路如下图所示。 二端口网络 N 的传输参数矩阵为: 可得方程: 6.试求下图所示二端口网络的传输参数。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:结合题中所示的电路可知,该二端口网络的参数方程为: 解得传输参数为: 7.如下图所示的电路,N 为线性电阻性二
9、端口网络,已知 U S =20V。当 R=时,I 1 =0.4A,U S =8V;当R=0 时,I 1 =1A,I 2 =-0.5A。试确定 R=10 时的输入电阻 R i 和输出电阻 R o 。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:设二端口 Z 矩阵为 ,则有: 当 R=时,I 2 =0,因此有: 解得: 当 R=0 时,U 2 =0,则有: 解得: 当 R=10 时,U 2 =-10I 2 ,则有: 由式得:60I 1 =-24I 1 代入式得:U 1 =50I 1 -24I 1 ,故 易知: 整理得: 8.如下图所示电路,已知二端口网络的 Z 参数为 Z 11 =12,Z 12
10、 =8,Z 21 =8,Z 22 =20。试求电压 。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:分析题中所示的电路,可以认为是 Z 网络的串联。因此 对于 ,可得: 所以: V 1 =Z 11 I 1 +Z 12 I 2 =22I 1 +18I 2 V 2 =Z 21 I 1 +Z 22 I 2 =18I 1 +30I 2 又输入电压:V 1 =V S -5I 1 V 2 =-20I 2 代入式,得:V S =27I 1 -0.9V 2 将式代入式,得: 将式代入式,得:V S =2.85V 2 因此可得: 9.如下图所示的电路,已知直流电压源 U S =10V,电阻网络 N 的传输参数矩阵为 。t0 时电路处于稳态,t=0 时开关 S 由 a 打向 b。求 t0 时的响应 u(t)。 (分数:10.00)_正确答案:()解析:解:由于 t0 时电路处于稳态,则有电感相当于短路,电容相当于开路。 t=0_时,电路如图 1 所示。 10=25i L (0_)+10i L (0_),解得 i L (0_)=0.5A t=时,亦有电感相当于短路,电容相当于开路。电路如图 2 所示。 0=2U R0 -10I R0 如下图所示。 则有:
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