1、电路知识-32 及答案解析(总分：89.98，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：9，分数：90.00)1.二端口网络如下图所示，试求 Y 参数矩阵。 （分数：10.00）_2.如下图所示的电路中，非线性电阻为电压控制型，用函数表示为： 信号源 U S (t)=210 -3 costV，试求在静态工作点处由小信号所产生的电压 u(t)和电流 i(t)。 （分数：10.00）_3.下图图(a)所示的电路非线性电阻的伏安特性曲线如图(b)所示。求电路中的电压 U 1 和 I 1 。 （分数：10.00）_4.电路如图(a)所示，已知 R=10，U Q =12V，非线性电阻的伏字特性如图(b)
2、所示，试画出当 R L 从 0到无穷大变化时，输出端 u 与 i 的变化曲线。 （分数：10.00）_下图所示的电路中方框所示的二端网络由 1 线性电阻和非线性电阻并联组成，非线性电阻的 u-i 特性为 。 （分数：10.00）(1).试求二端网络的 u-i 特性关系式。（分数：5.00）_(2).求工作点的 u、i 值。（分数：5.00）_借助 1/4 波长的无损耗线可以测量高频线路的电压，无损耗线的始端接被测电压，终端接热偶式电流表(相当于短路)，如下图所示，图中被测线路的频率 f=50MHz，无损耗线参数为：L 0 =0.83310 -3 H/km，C 0 =13.3210 -9 F/k
3、m，求： （分数：9.99）(1).AA“端口的入端阻抗。（分数：3.33）_(2).线长 AH。（分数：3.33）_(3).倘若所测电压范围在 010V 之间，求热偶式电流表的读数范围。（分数：3.33）_5.电路如下图所示，1/4 波长的无损耗均匀传输线，特性阻抗 Z C =250，终端接 R=100 的负载，始端接电压源 ，求终端电流 与始端电流 。 （分数：10.00）_电路如下图所示，两条无损线通过集总参数电感相连，已知 z c1 =300， ，集总参数 X L =300，终端 3-3“开路。始端电压源 U S =9000V，电流 I 1 =290。 （分数：9.99）(1).求：波
4、阻抗 z c2 。（分数：3.33）_(2).求：电压 U 2 。（分数：3.33）_(3).求：终端电压 U 3 。（分数：3.33）_6.已知某无损耗均匀传输线的原始参数为 L 0 =1.3924mH/km，C 0 =0.1F/km，工作频率=100kHz。求特性阻抗 Z c 、衰减常数 、相移常数 、波长 及相速 p 。若电源电压的有效值 U S =5V，求传输线传输的自然功率 P N 。 （分数：10.00）_电路知识-32 答案解析(总分：89.98，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：9，分数：90.00)1.二端口网络如下图所示，试求 Y 参数矩阵。 （分数：10.00）_
5、正确答案：()解析：解：由题根据 KVL 和 KCL 可得： U 1 =100(I 1 -0.5I 1 )=50I 1 U 2 =300I 2 +200(0.5I 1 +I 2 )=100I 1 +500I 2 Z 参数矩阵为： Y 参数矩阵为： 2.如下图所示的电路中，非线性电阻为电压控制型，用函数表示为： 信号源 U S (t)=210 -3 costV，试求在静态工作点处由小信号所产生的电压 u(t)和电流 i(t)。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：由题可先求出非线性电阻以外电路的戴维南等效电路，以求得静态工作点，然后再计算结果。 非线性以外的戴维南等效电路如下图所示。 由上
6、图可知，该电路的开路电压为： U oc =4+21=6V 短路电流为： 则等效电阻为： 戴维南电路图如下图所示。 则： u=u oc -R eq i 亦即： u=6-i 又由于 i=u 2 ，则可得： u=6-u 2 u 2 +u-6=0 解得：u=2 或者 u=-3(舍去) 当 U Q =2V 时， 。 (2)求静态工作点处的动态电导： (3)小信号等效电路如下图所示。 小信号产生的电流电压分别为： 3.下图图(a)所示的电路非线性电阻的伏安特性曲线如图(b)所示。求电路中的电压 U 1 和 I 1 。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由题根据非线性电阻的伏安特性曲线并结合实际
7、电路，由于 U 1 为可变电阻两端的电压，当可变电阻为零时，此时 U 1 =0；当可变电阻无穷大时，即可变电阻支路开路，此时利用串联电阻分压原理可得 U 1 =12V。 利用分流原理可知，流经 1 电阻的电流为 I 1 ，其两端的电压为 U 1 。 则可得方程组： 解得： 4.电路如图(a)所示，已知 R=10，U Q =12V，非线性电阻的伏字特性如图(b)所示，试画出当 R L 从 0到无穷大变化时，输出端 u 与 i 的变化曲线。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：分析题意并结合图(b)可知，该电路临界点在 i D =0，R L =0 和 R L 趋于无穷大时。 令 i D
8、=0，该支路相当于开路，则 u D =-10V，此时： 解得：R=40 当 R L 40 时，根据分压原理，加在 R L 支路的电压会增加，按照负方向，亦即 u D -10V 时，等效电路如图(c)所示。 根据分压原理则有： iR+u-10=0 因此，电流 i 为： 所以，此时输出端 u 与 i 的关系为： u=10-10i 当 R L =0，i D =0 时，电路只有电阻 R、R 和 R L 组成串联电路，此时则有： 等效电路如图(d)所示。 此时有： 即： u=12-20i 由式、式可得 u-i 曲线，如图(e)所示。 下图所示的电路中方框所示的二端网络由 1 线性电阻和非线性电阻并联组成
9、，非线性电阻的 u-i 特性为 。 （分数：10.00）(1).试求二端网络的 u-i 特性关系式。（分数：5.00）_正确答案：()解析：解：设 ab 端网络的输入电压为 u。由题中已知条件，根据分流关系可得： i=u 2 -3u+1+u 即： i=u 2 -2u+1 因此二端口网络的 u-i 关系为：i=u 2 -2u+1(2).求工作点的 u、i 值。（分数：5.00）_正确答案：()解析：解：ab 左侧 u-i 关系为： i=3-u 联立式、式解得： 借助 1/4 波长的无损耗线可以测量高频线路的电压，无损耗线的始端接被测电压，终端接热偶式电流表(相当于短路)，如下图所示，图中被测线路
10、的频率 f=50MHz，无损耗线参数为：L 0 =0.83310 -3 H/km，C 0 =13.3210 -9 F/km，求： （分数：9.99）(1).AA“端口的入端阻抗。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：由题可知，AA“端口的入端抗阻为：Z i =。(2).线长 AH。（分数：3.33）_正确答案：()解析：求线长 AB： (3).倘若所测电压范围在 010V 之间，求热偶式电流表的读数范围。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：当线长 时，则方程可简化为： 当 U 1 =10V 时， 5.电路如下图所示，1/4 波长的无损耗均匀传输线，特性阻抗 Z C =250，终端
11、接 R=100 的负载，始端接电压源 ，求终端电流 与始端电流 。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：当线长 时，方程简化为： 设 ，因此则有： 电路如下图所示，两条无损线通过集总参数电感相连，已知 z c1 =300， ，集总参数 X L =300，终端 3-3“开路。始端电压源 U S =9000V，电流 I 1 =290。 （分数：9.99）(1).求：波阻抗 z c2 。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：由题可得： (2).求：电压 U 2 。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解：根据分压关系可得： (3).求：终端电压 U 3 。（分数：3.33）_正确答案：()解析：解： 所以第二条传输线的初始端电压为： 6.已知某无损耗均匀传输线的原始参数为 L 0 =1.3924mH/km，C 0 =0.1F/km，工作频率=100kHz。求特性阻抗 Z c 、衰减常数 、相移常数 、波长 及相速 p 。若电源电压的有效值 U S =5V，求传输线传输的自然功率 P N 。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由题目已知条件可知特性阻抗为： 衰减常数： =0 相移常数 为： 相速为： 波长为： 所以，传输线传输的自然功率为：
