428 华南理工大学 2008 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称: 电路原理 适用专业: 电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电 力传动 电工理论与新技术 共 9 页 第 1 页 一、填空题(本题共 60 分,每小题 5 分) 1 1 1W,、 . 4 4 (4 4) ( ) 2 3 3 4 / 2 2 4 2 2 8 8 eq Y R A W W I P 提示:如图进行 ,、 变换 3 8V、 1 3 12 ( 1 12 12 (1 36 2 3) 3 4 6A I A U V P W W 提示: 方向向下)、 (上正下负) 5 16 0 32 4 4, , , ,、 6 1 125 、 3 2 7 10 2 2s s s 、 2 4 1 2 1 2 1 1 3 4 ( ) 8 ( ) i i R R R R u u R R R R 、 1 2 220 60 220 60 220 3389 91 0u u 提示:、 2 2 2 ) ( ) 1 120 0( 150 .... 150 ....... 3 3 180 45 3 6 45 180 6 10 3 x x x a b c xa x b c U x a xb c U c U U U U U c b (② ① ③ ① 提示:引进 ,由题意得: 分别为各序量)① ② ③ , , 、 , 4 4 4 3 4 3 4 3 I 第 2 页 20sin 25.63sin(3 69.44 )11 t t 、 2 256.5 50 6 42.42 ( ) ( ) 50 2 12 2 I 提示:、 1 2 1 2 1 1 2 4 0 2 1 0.5 2 0.5 10 2 1.5 2 S Sk u k I U k k k k k u V 解: 由齐性定理,得: 带入已知条件,得: 故所求 第 3 页 1I 2I 3I 1 3 1 2 3 1 2 4 0.1 20 26 2 12 20( ) 20(4 3.6) 8 I I u I I I u I I u V 解: 如上图设各网孔电流,则 第 4 页 5 3.5 5 0 1 4 2 0.5 4 2 4 10 5 5 2 2 x x x x x x x x V U U U U U U U U U V U V U R R 解: 电源无电流,原图可等效为上图 由节点电压法,得: , 又 第 5 页 3 3 3 2 1 1 2 2 1 2 3 1 2 1 10 2.4 10 10 2.4 2.4 1 2 3 2 1 2.5 3 2 3 5 5 1.2 2.4 10 (0 ) 0 ( ) 5 ( ) 5 (0 5) ( ) 3(1 ) ( ) 2(1 ) (2) 2.4 10 C C C C C C C C C t C C C t t C C eq eq U U U U U U U U U C C C F R C U U V U t e V U t e V U t e V R C R R 解: ()易知 ,则 即 , 设 , 串联 , , ;故 , 、 , 3 3 3 1 2 10 1.2 10 10 1.2 1.2 1 2 1 (0 ) 5 ( ) 2.5 ( ) 2.5 (5 2.5) ( ) 1.5(1 ) ( ) (1 ) t C C C t t C C R k U V U V U t e V U t e V U t e V , ;故 , 第 6 页 1 2 1 2 1 10 30 1 100 ( 10) ( ) ( 20) ( ) 100 2( 10) ( ) ( 10) ( ) 1000 10 1 5 5 1 ( ) ( 10)( 30) 3 10 3 30 10 5 ( ) 5 3 3 t t s I s s I s s s I s s I s s I s s s s s s s I t e e V 解: 上图为对应的运算电路,列回路电流方程,得: 第 7 页 3 2 3 1 3 1 2 1 8 10 1 ( ) ( ) 20 40 50 2 0 10 63.435 2 2 10 116.565 1 1 2.5 63.435 1 ( ) 2.5 2 cos( 63.435 ) 3.54cos( 63.435 ) ( ) 2 10 2 cos( 116. L C L L L L X L X C Z R jX j j C I Z jX I I jX j C j CI I jX j C i t t t A i t t 解: , 即 2 565 ) 8.94cos( 116.565 ) 10 ( ) 2 cos( 63.435 ) 2.24cos( 116.565 ) 2 t A i t t t A 第 8 页 3 1 2 1 2 2 0 2.5 2 0 5 2 90 0 1 2 2 5 45 10 63.435 1.5 0.5 10 63.435 10 26.565 2 2 10 ( ) 2 cos(2 26.565 ) 2.236cos(2 26.565 ) 2 L S S L L L U X U U U U U R R jX U U U j U j U I jX j i t t t A 解: 设 两端电压为 。 由节点电压法,得: 即 即 第 9 页 1 2 31 ( arccos0.85) 17.825 31.788 220 0.85 1 3 3 ( arccos0.8) 37.879 36.87 220 0.8 55.656 35.244 55.656 (2) 220 0 55.656 AY A A AY A A A P Y I A Y P I A I I I A A U V I 解: ()对 型负载, 对 型负载, 变换后每相负载为原有的 即线电流的有效值为 。 , 35.244 cos cos(35.244) 0.8167 A 428 华南理工大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称: 电路原理 适用专业: 电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电 力传动 电工理论与新技术 共 10 页 第 1 页 一、填空题(本题共 60 分,每小题 5 分) 2 3 1 3 ( ) (2 ) 0.5 (2 ) 2 3 31 S S S R I I R I I I R I I A P R I I I W W I 提示:、 . 1 (1 1) 1 (1 1) 1 (1 1) 10 5 (1 1 1) 1 (1 1) 1 1 (1 1) 1 1 12.5 2 2 1 .5 AB S S U A U V V V U 提示:利用叠加定理、 , 2 max 13 0 30 1 5 5 1 7 4 3 7 3 oc sc oc eq eq W U V I A U R P W R 提示, : , , 、 2 2 2 2 30 2 2 15 1 2 60 40 5 15 2 cos = 2(5 10) W 15 60 60 2 4 L L L I A x x P Q x j , 提示: , ,、 , , , 25 000j -、 2 2 2 210.13 ( ) 26 L L C C LH R X R X X X X 提示:、 第 2 页 0.5 3 0.5 ( ) 2 2 ( )27 t C C t C dU U t e V U t U Re C dt V ,、 提示: ( )8 ( 1) 1 1 ( 1 ( ) ) 1 S S S C U U i i R t V RC R U U t dt C R 提示、 : (0 ) 0 (0 ) 09 0 L di U V L i dt 提示:、 2 2 21 5(5 107 )0 0 55 PW 提示:、 01 31 6n 提示: 次谐波、 为零序电压 0.5 0.0683cos(100 72.34 ) 0.00792cos(300 83.94 ) 100 100 ( ) 50 cos cos3 3 12 su t t t t t 、 提示: ,再根据谐波方法计算 第 3 页 1 2 3 4 7 0 7 S V S S S C V S C U R U U V R I I U U U V U U U V 解:如上图,当 单独作用时, 由叠加定理,可得 与 共同作用时, 故当 时, 第 4 页 1nU 2nU 1 2 3 2 1 3 2 2 2 1 : 2 1 1 ( ) ( ) 3 1 1 n n S n n n n n U V U U U U R R U V U U U V 解 如上图设节点电压 则 节点电压方程为: 第 5 页 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 2 1 (1) 1 1 0 2 10 90 10 90 1 0.2 0 135 50 5 2 1 0.1 2 45 ( ) 10 2 135 10 180 10 (2) C C R L C R L L C C L C j L j C F C L U I A I V j L I I I A U I j L j V C U U U V U V 解: 由题意,得: 设 ,则 , , 故 ,即 根据上述计算过程可画出向量图,略。 第 6 页 1 1 2 2 1 2 1 2 3 3 7 3 2 2 2 2 2 3 10 6 2 2 2 2 3 3 1 50 1 2000 2000 50 10 250 10 1 1 3.125 10 250 10 ( ) 2000 16 1 1 250 10 6.25 10 2000 4 10 3.1250 10 250 10 C C R C R C o i o i o X X C C Z j j j C C C Z j C C U U U U U 解: 由题意,得: , , 与 同相位,则 与 也是同相位的,则 7 2 2 2 2 11 2 7 2 5 10 1 16 0.2 4.05285 10 40.53 3.125 10 16 C C C F pF 第 7 页 2 5 4 5 1 2 0.5 0.8 0.8 x i i o o x o x o o i o i U U U U j j U U U U U U j U U j U 解: 设放大器 、端电压均为 ,则由虚断可得: 故 第 8 页 2.75 2.75 11 1 1 1 2. 1 1 1 2 (0 ) (0 ) 10 7.5 1 2 1 3 ( ) 10 7.5 (1 2) 1 2] 2.75 4 ( ) 7.5 (7.5 7.5) 7.5 15 10 1 (3 60) 1 2 3 11 2 10 20 150 5 3 11 11 11 C C C t t C C C C t x C C U U V U V C C U t e e V u uu u u u u u u u u e 解: , =[ 由节点电压法,得: 故 75 2.75 1 150 (1 90%) 5 0.5 11 0.11 C t C t V e C F 由已知,得: 22 1 xu 1 Cu 1u 第 9 页 2 2 3 1 2 3 6 0 6 0 1 6 0 25 25 3 4 ( cos 4 sin 4 ) ( ) 2.5 (cos 4 sin 4 ) C C C C C t C t C di KVL i L u dt du u C dt d u du LC C u dt dt u u u s j u e k t k t u t e t t V 解: 由 ,得: 因 ,故原方程可化为 即 , 可得特征根为 设 , 代入原方程并利用已知条件,得: 第 10 页 2 2 1 2 2 2 1 16 12 3 181.5147 3.311 1 2 16 12 12 16 9.076 56.441 9.076 40.181 12 16 16 12 9.076 40.181 3 30 AX A AX AX AX AX AX AX A A A AP Y Z Z j U KCL U U U U U j j j U U I I j j I I I 解:进行 - 变换,则每相 设负载端电压为 ,则由 ,得: , 故 , 1 1 2 1 1 2 2 * 1 2 17.97 48.311 181.5147 9.076 cos(56.441 3.311) 988.46 181.5147 9.076 cos(40.181 3.311) 1317.94 Re[(220 181.5147 3.311 ) 17.97 48.311 ] 322.89 3( A A A A A L AL A A A I I Z P W Z P W Z P W P P P P 对于 , 对于 , 对于 , ) 7887.87L W 428 华南理工大学 2004 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称:电路原理 适用专业:电机与电器 共 12 页 第 1 页 一、图 1 中 16sU V,在 sU 、 1sI 、 2sI 的作用下有 20U V,试问在 1sI 和 2sI 保持 不变的情况下,若要 0U V,则应使 ?sU (12 分) sU R R R R 1sI 2sI U 题图 1 1 1 2 2 3 3 ' 16 1 =4V 0.25 4 (20 4) 16 16 0.25 ...... 0 64 S S S S S S S u k I k I k U U V u U k V u U u V U V 解: 由齐性定理,得: 当 单独作用时, 即 即电流源激励产生 故 ① 将 代入①式, 得: 第 2 页 二、图 2 所示电路中的负载电阻 R 可调,试求 R 可获得的最大功率是多少?(12 分) 3 i 20V 0.5i 1 2 R 题图 2 3 i 20V 0.5i 1 2 3 i 0.5i 1 2 1.5i 0.5i ocu Si Si i 1.5 Si i0.5Si i 图 2.1 图 2.2 2 max 2.1 3 1 20 5 2 0.5 20 10 2.2 3 2.5 2( 0.5 ) 3 10 2.5 2.5 10 4 oc S S S S S oc eq oc eq eq i i A u i i V i i i u i u i i i u V R u R R P P W R 解: 如图 ,由回路电压法,得: ( ) 如图 ,可得: 即 , 故 时, 第 3 页 三、试求图 3 电路中受控源的功率,并指出是吸收功率还是发出功率。(12 分) 12V 12V 4 i 3 2 5 6 3i 题图 3 1 2 3 2 3 1 1 2 3 1 2 3 3 3 1 2 3 9 2 3 12 3( ) 3 6 9 12 2.5 3 1.5 3 3 12 4 12 5 0 = 25V i i i i i i i i i i i i i i i i U U i i U 解: 列网孔电流方程,得: 令 电压方向上正下负 对大网孔列电流方程,得: 电压、电流不相关, 受控源发出功率 1i 2i 3i 第 4 页 四、试证明图 4 所示电路若满足 R1R4=R2R3,则电流 iL仅决定于 u1而与负载电阻 RL 无关。(13 分) 1u 1R 2R 3R 4R LR Li 题图 4 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 4 3 1 2 2 3 1 1 2 3 1 4 1 3 4 1 4 2 3 2 3 2 1 1 1 1 3 4 1 4 1 2 1 1 4 1 1 ( ) ( ) 1 1 1 ( ) ( ) ( n n o n n o o n n n L n n L n L L L n n L L L U U U U U U U R R U U U U R R R U U R R R U U R R R R R R R R R R R R R R R R R U U U R R R R R U R i U R R R R 解: 设 、 、 如图示,则 (虚断) 由( )可推出: 与 无关) 1u 1R 2R 3R 4R LR Li 1nU 2nU oU 第 5 页 五、试用三要素法求图 5 中 0t 时的输出电压 0u t 。(13 分) S 0t 1 R 2 RC 1i 1i 0u 1U 2U 题图 5 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 5.1 ( ) ( ) 0 0 (0 ) (0 ) 5.2 ( ) ( 1) ( 1) ( ) ( ) ( ) [ (0 ) ( )] o o C C C eq eq eq o C t C C C U U i u R U R R R u U U U R t i U U U C R U i i R R R R C R C U t U t U U U e R R U U R R 解: 稳态时,电路如图 所示,则 , 时, 故 如图 , 两端等效电阻 的求解: 2( 1) 1 t R CU e 2R i U i 5.2图 1R 2R 1i 1i 0u 1U 2U 5.1图 第 6 页 六、图 6 所示电路在换路前已处于稳态,在 0t 时开关 S 从 1 投向 2,求 0i 。 (13 分) S 0t 1 2 2A 10V 20 10 0.5F 1H 20 10 30 i 题图 6 2A 20 10 30 i 20 Li 10V 20 10 20 10 30 i 20V 1A 1nU 2nU 图 6.1 图 6.2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 6.1 0.5 2 1 (0 ) 20 20 2 6.2 20 1 10 20 1 20 10 30 20 1 10 10 7.5 , 0.25 30 L C L n n n n n n n n n S i A U i V S V A U U U U U U U U U V i A 解: 合在 位置时的稳态如图 所示 合在 位置时的稳态如图 所示, 电容、电感看作 和 的电源 由节点电压法,得: 第 7 页 七、图 7 所示电路中,已知 1 1Lx , 2 7Lx , 3Cx , 1R ,电流表 A3 的电流为 5A,求电压表 V1、V2,电流表 A1、A2,功率表 W 的读数分别为多少? (12 分) sU 1V R 2V W 1A 2A 3A 1Lx 2Lx Cx * * 题图 7 3 2 1 1 2 11 2 1 1 1 1 2 1 2 5 0 4, 1 4 5 0 4 0 1 0 5 4 1 0.8 4 1 5 0 0.8 4 5 0 5 0 5 0 4 41 38.66 Re( ) 25 6.4 , 4 , 4 , 1 , 25 A L C L A A V R V W V A I A jX jX j jX j I A I A j j Z j j j U j j U R U j P U I W V V V V A A A A W W 解: 设 由 ,得: , 即 为 为 为 为 为 。 第 8 页 八、图 8 所示电路中,已知 2 100R , 5mHL , 1μFC ,现已知输出电压 0oU ,请计算电源 sU 的角频率和电阻 1R 分别是多少?(13 分) 2R 1R C C L sU oU 题图 8 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 3 2 2 2 1 2 0 0 Z 0 ( ) 0 1 ( ) 2 1 ( ) 0 2 ( ) ( 2 ) 0 (2 ) ( ) 0 o R C C Y U V Z R L Z R j L Z j CZ R j C j j LRCZ j L RR j C R j L j LR R C j C LCR R j R R C L L 3 3 3 实部、虚部均为 代入已知条件 解: 将 、 、 转化为 型电路。 由已知,得: 无电流,故 、 、 组成电路两端电压为 。 即 4 1 100 10 /R rad s , SU 1Z 3Z 2Z 2R L oU 第 9 页 九、图 9 所示的三相电路中,两组负载中,一组对称,另一组不对称,不对称负载各 相的阻抗分别为 10R , 1mHL , 10μFCZ 。三相电源对称,电源的角 频率为 104 rad/s,三相电源的有效值为 220V,图中伏特表的内阻为无穷大, 求此伏特表的读数。(12 分) AU BU CU 1Z 1Z 1Z R L C V 题图 9 220 0 , 220 120 , 220 120 , 0, 0 1 1 10, 10) 220 1 3 0 161.1V A B C n n A n B n C n n U V U V U V U I U U U U U U R j L j C j L j j j C U V 解: 设 不对称端电压为 。 由 得: (其中 解得: ( ) 故伏特表示数为 。 第 10 页 十、图 10 电路中,已知 U=200 V, 410 rad/s, 100R ,L1=30mH,L2=10mH, M=10mH,求使电路发生并联谐振的电容值 C 及各电流表的读数。(12 分) 2A M * * R 1L 2L C 1A 3A A U 题图 10 2A R C 1A 3A A U 20mH 10mH 1 2 2 1 1 2 3 1 (20 ) 0.5 200 , 10 2 , 1 90 1 90 2 1 2 2 1 1 Z A A A A A j mH j C F C Z U V mH U U I A I A R j L U I A I I A j C A A A A A A A A 解: 解耦如上图所示。 由并联谐振得: 虚线右侧 电感无电流。 , 故 、 、 、 示数分别为 、 、 、 。 第 11 页 十一、 图 11 所示电路中,已知 3 2sin100 sin 200si t t t A, 10R , 1 2.5μFC , 2 100mHL ,电压 u t 只有直流分量和 2 次谐波分量,电流 i t 中只有直流分量。求:(13 分) 1) 电感 1L 和电容 2C 是多少? 2)电压 u t 和电流 i t 的表达式。3)电阻R 消耗 的功率。 si t u t i t R 1L 1C 2L 2C 题图 11 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 (1) 1 1 2 1 2 10 2 (2) ( ) 3 10 30V, ( ) 3 , 90 ( ) 0, ( ) 0 2 1 2 ( ) 90 [ (200 0.1) 2 200 R L C L C mF C L C L L mH C u t i t A P W u t i t u t j j 解: 由题意可知: 基次分量单独作用时, 、 串联谐振 即 次谐波分量单独作用时, 、 并联谐振 即 直流分量单独作用时, 基波分量单独作用时, 次谐波单独作用时, 3 ] 10 15 2 0 15cos 200 ( ) ( ) 0 2 ( ) 30 15cos 200 ( ) ( ) 3 (3) 90 t V i t u t t V i t A R W , 只有在直流分量单独作用时, 才消耗功率,即功率为 。 第 12 页 2j 2 1j sI 1I 12I 1 2 cU ocU 1j 十二、 图 12 电路中,已知 4AsI ,用戴维宁定理求电流相量 I。(13 分) 2j 2 1j sI I 1I 12I 1 2 cU cU 1j 2j 题图 12 2j 2 1j 1I 12I 1 2 cU 1j 1 1 2 2 2 45 2 2 , 1 1 4 2 1 2 6.4 4.8 1 ( 1) ( ) 1 2 2 (1 0.5) 0.8 1.6 4 8( ) 2 oc S oc oc oc eq S S S S S S eq oc eq U j I I j KVL j I U j U U j Z I j I U j U j I j U Z j U I j A Z j 解: ①求 由 得: ②求 428 华南理工大学 2005 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称:电路原理 适用专业:电机与电器 共 9 页 第 1 页 一、填空题:(本题共 40 分,每小题 5 分) 1、若已知图 1 电路中的 u = 3V,则 uS = -0.15 V。 图 1 图 2 2、图 2 所示电路中电流源发出的功率为 p = 85 W。 3、当图 3 所示电路中的 i = 1A 时,RX = 32 Ω。 图 3 图 4 4、图 4 所示电路中单位阶跃函数ε(t)的响应电压 u(t)= -0.5 V。 5、图 5 所示电路中,已知 L、C 上电压有效值分别为 100V 和 180V,则电压表的读 数为 60 V。 图 5 V R C L - + . U 100 0 第 2 页 6、图 6(a)所示电路中,已知 SU = 120∠0ºV,L1 = 8H,L2 = 6H,L3 = 10H,M12 = 4H, M23 = 5H,ω=2 rad/s。将此有源二端网络等效成图 6(b)所示戴维宁电路,则 ocU 和 Zi 分别为 -60 V 和 j9 Ω。 图 6(a) 图 6(b) 7、图 7 所示电路中,ωL1 =7.5Ω,R1 =3Ω,R2 =5Ω,ωL2 =12.5Ω,ωM =6Ω,f=50Hz, 当电路发生谐振时,C= 99.5 μF。 图 7 图 8 8、图 8 所示对称三相电路中,线电压为 380V,每相阻抗 Z=(18+j24) Ω,则功率表的 读数为 7688 W。(保留整数位) 二、选择题:(本题共 40 分,每小题 5 分) 1、图 9 所示电路的输出电压为 u2。当电位器滑动 触点移动时,电压 u2 的变化范围是( C ) V。 A、0 ~ 4 B、0 ~ 5 C、1 ~ 4 D、1 ~ 5 图 9 2、在图 10 所示电路中,iS 恒定,uS 可调。 当 uS = 0 时,u = 9V。若将 uS 调至 12V 时, 则 u = ( C ) V。 A、6 B、10 C、15 D、19 图 10 5V - + 1kΩ 1kΩ 3kΩ u 2 - + 1Ω 3Ω u - + - + - + u s 2 i i s i 第 3 页 3、图 11 所示电路在换路前已达稳定状态。若 开关 S 在 t = 0 时刻接通,则在接通瞬间流过 它的电流 i (0+) = ( B ) A。 A、-2 B、2 C、4 D、0 图 11 4、图 12 所示电路中,L=1H, C=1F,其输入阻抗 Z(S) = ( D )。 A、 2 2 1 S S B、 22( 1) S S C、 2 1 S S D、 2 1 S S 图 12 5、图 13 所示电路中,电容的作用是提高电路 的功率因数。若去掉 C,则电流表读数 ,电 路的总有功功率 ,视在功率( )。A A、变大,不变,变大 B、变小,变大,不变 C、变大,变小,不变 D、变小,变小,变小 图 13 6、图 14 所示电路中,电压表的读数 为( B ) V。(电压表内阻视为无穷大) A、24 B、8 C、16 D、6.25 图 14 7、图 15 所示电路中, AU , BU , CU ,为对称 三相电源,当 S 合上时,电流表的读数为 1A, 若将 S 打开,则电流表的读数为( A ) A。 A、 3 2 B、 3 C、 1 2 D、1 图 15 60V 5Ω10Ω S i (t) 1H 1F 1F + - V 10 0 j4Ω j8Ω j5Ω A ZS Z Z +- . U A +- . +- . U B U C A + - R C L u - + - + 2U (S)U (S) 1 SC SL 第 4 页 8、图 16 所示电路中,R =50 Ω,ωL= 5Ω, 1/ωC= 45Ω,电源电压 200 100sin 3u t V, 则电流表的读数为( A ) A。 A、 2 B、0 C、8 D、4 图 16 三、计算题:(本题共 70 分) 1、图 17 中的 N0 为只含线性电阻的网络,已知开关 S 在位置 1 和位置 2 时,电流 i 分别为-4A 和 2A。问开关 S 在位置 3 时,i 为多少?(11 分) 图 17 1 2 1 2 1 2 S ( ) ( 10) 4 5 2 0 0.4 2 0 0 0 0 S S S S S U k U k k U k k U k S U i 解:设 右端电压源电压为 左正右负。 由齐性定理,得: 合在 位置时, A+ - u R C L N 0 i u s - + S 3 2 1 - + -+ 10V 5V 第 5 页 2、用结点电压法求解图 18 所示电路后,确定各元件的功率并检验功率是否平衡。 (12 分) 图 18 1nU 4nU 2nU 3nU 1 4 2 3 2 3 1 2 1 2 3 1 6 1 12 6 , 12 1 1 1 1 ( 6) ( 1 ) 0 2 2 3 3 1 1 1 1 ( 6) 4 ( ) 0 3 3 4 3 2 1 3 2 2 3 4 8 0 4 16 18 10 12 0 n n n n n n n n n R V A V U V U V U U U U I U I U V U V I A P W P W P W P W P 解:如图设置电压节点, 则 。 由节点电压法,得: 校验:吸收功率为正。 3Ω2Ω 4Ω 1Ω6V - + 12V - + I 1 I 1 1 3 第 6 页 3、把正、负脉冲电压加在如图 19 所示的 RC 串联电路上,已知 uC(0-) = 0,脉冲宽度 T = RC。设正脉冲的幅值为 10V,求负脉冲的幅值应为多大才能使电容电压 uC 在负 脉冲结束时( t = 2T )回到零状态?(12 分) 图 19 2 10 ( ) (10 ) ( ) 10 ( ) ( ) 10 ( )(1 ) (10 ) ( ) ( ) (10 ) ( )(1 ) ( ) ( ) ( ) 10 ( )(1 ) (10 ) ( )(1 ) 2 2 , t RC C t RC RC C C C C t t RC RC RC T u t A t A t u t t e A t u t A t e u t u t u t t e A t e t T RC 解: 对前 时间,可设 其中 为负脉冲幅值 单独作用时, 单独作用时, 令 则 2 1 1 2 1 1 1 10(1 ) (10 )(1 ) 0 10( ) 10 1 10 e A e e e A e e e 即负脉冲幅值应为 0 tT 2T 10VR Cu - + - + uC u 第 7 页 4、电路如图 20 所示,已知 2 2 cos(0.5 120 )Su t V,ZL 为负载阻抗,求负载 ZL 为多少时获得最大功率?ZL获得的最大功率是多少?(12 分) 图 20 + - - + u s i1 0.5i1 Uoc1F 2F 2Ω - + Zeq i 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 (2 2) 1 1 2 1 2 0.5 1 0.5 0.5 ( ) 1 120 1 2 1 2 1 2 , , ( 1) ( 1) ( 1) 0.5 0.5 1 [ ] 1.5 0.5 2 2 S S F S oc F P S S S eq U U j i U U j j j j j U U i U U U j j j U I U Z i j i j U i j i j I i j j Z 解: , 设外加电源为 产生电流为 短接 ,求 则 , * max 0.5 1 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5 4 0.5 eq L eq L U j j I j Z Z j Z P W 当 ,经共轭匹配, 获得最大功率。 第 8 页 5、如图 21 所示电路中,电压源 SU = 1∠0°V,其角频率 ω= 1 rad/s,问互感系数 M 为何值时,整个电路处于谐振状态?谐振时 2I 为何值?(12 分) 图 21 2 2 2 ( 1) ( 1) ( 1) 2 0.5( 1) 0.5( 1) 0.5( 1) 0 1, 2 0.5 0 1 1 0.5 90 (1 1) 2 S Z j M jM j M j M j M M M Z u I A Z j I I A j j 解: 电路解耦如上图所示,则 因电路谐振,则 第 9 页 6、图 22 所示电路中,已知输入电压 ( ) 50cos( 30 ) 40cos(3 60 )u t t t V, L=0.3H,ω= 314 rad/s。现已知 ( ) 50cos( 30 )Ru t t V,求 C1,C2 的值为多少? (11 分) 图 22 1 2 1 1 1 2 LC LC 1 ( ) 1 0 1 1 (3 ) 0 3 3.756 30 j L j C j Cj L j C j L j C C F C F 解: 由题意可知: 当基波分量单独作用时, 部分阻抗为0 当3次谐波分量单独作用时, 部分阻抗为 即可得下列方程组: 428 华南理工大学 2006 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称:电路原理 适用专业:电工理论与新技术 电机与电器 共 10 页 第 1 页 一、填空题(本题共 60 分,每小题 3 分) 1. 某直流电路元件两端的电压 3 VU 与通过它的电流 5 AI 成非关联参考方向, 求得该元件的功率为( -15 ) W ,由此判断该电路元件是( 电源 )。 2. 接到正弦交流电路中的某电容元件的电容值为C ,加在其两端的电压为U ,在一 周期内它所吸收的平均功率 P ( 0 ) W 。如果把电容换成电感 L ,则 P ( 0 ) W 。 3. 在直流电路中连接某节点 D 有三条支路,其电流分别为 1 10 AI , 2 5 AI , 3I ( -5 ) A , 假定它们的参考方向均指向节点 D。 4. 电压源 10 VsU 和电流源 5 AsI 共同作用于某电路时,该电路中电阻 R 支路 上通过的电流为3 A。若在电流源 sI 单独作用下,R 支路上通过的电流为2 A , 那 么在电压源 sU 单独作用下,R 支路上通过的电流为( 1 )A 。 5. 对某电路用戴维宁定理化简后的等效电路内阻为 0R ,则用诺顿定理化简后的等效 电路内阻为( 0R )。 6.已知理想运算放大器同相、反相输入端的电压和电流分别为 u+、u-、i+、i- ,其线 性运算的分析依据为( i+=i- = 0 )和( u+ = u- )。 7.一阶动态电路用三要素法进行暂态分析时,需要的三个要素分别为(初始值)、 (稳态值)、(时间常数)。 第 2 页 8.正弦交流电压为 311sin 314 45 Vou t ,其对应的有效值相量表达式为U ( 220 45 )V。 9. 频率为 f 的正弦交流电流 i =( 2 2 cos(2 30 )ft )A 对应的有效值相量 I =2∠30°A。 10.一个简单的正弦交流电路由电压源 311sin100 Vsu t 及其内阻 0R 和负载电阻 22LR 构成,求得 0R ( 22)时,电压源供给负载的最大功率为 maxP ( 550 )W。 11.在 RLC 串联交流电路中,已知电感值 L=1H,电容值 C=1F,则该电路发生谐振 的频率为 f0=( 1/2π )Hz。 12.已知一个理想变压器的原、副边电压、电流分别为 U1=220V,I1=5A;U2=110V, I2=( 10A ), 该变压器的变比为 n = ( 2:1 )。 13.在三相四线制正弦交流电路中,中线不允许安装开关或熔断器是为了保证三相负 载的( 电压 )对称。这样,一旦某相负载发生故障时,另外两相不会受到影响。 14.星型连接的对称三相交流电路中,相电压 AU 比线电压 ABU 超前( -30 )°相位角。 15.已知通入负载的电流为 i=2.83+4.24sinωt+5.66cos(ωt+30°)A,求得该电流的有 效值为 I=( 5.66 )A。 16.用支路电流法分析 3 节点 4 支路的电路,需要列出( 2 )个独立的节点电流方 程和( 2 )个回路电压方程进行联立求解。 17.电容 C1=2μF 与 C2=2μF 串联后的总电容 C=( 1 )μF。这两个电容并联后的总电 容为( 4 )μF。 18. 串联电阻分得的电压与该阻值成( 正 )比;并联电阻分得的电流与该阻值成 ( 反 )比。 19.在动态电路的暂态分析中,电容上的(电压)不能跃变,电感上的(电流)不能 跃变,其根本原因是(能量)不能跃变。 20.单位冲击函数是一种奇异函数,它被定义为( 在 0- ~ 0+区间内积分值为 1 )。 第 3 页 二、已知题图 2 所示电路中 1 AI ,试求:①电阻R 的值;②各元件功率,并指出 各元件是发出功率还是吸收功率。③校验电路功率平衡关系。(11 分) 2 2 2I 81U R 13U I 2 V 2 V 题图 2 1nU 2nU 1 2 1 1 2 12 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 82 3 0 122 8 1 9.6 2 3 3 2 n n n n n nn n n n n n n U U U U U I U VU U U U U U V UR I R U I 解:设节点电压 和 ,则可得: 由电压、电流的方向可知, 左侧电压源吸收功率,右侧电压源吸收功率; 受控电流源发出功率,受控电流源发出功率。 功率平衡校验过程略。 第 4 页 三、电路如题图 3 所示,已知电阻 1 2 3 4 5 1R R R R R ,试求电路中各支 路电流。(11 分) 1R 2R 3R 4R 5R 15V 5A 2V 8A 5I 52I 题图 3 1nU 2nU ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 3nU ⑧ 1 2 1 2 2 2 2 5 3 3 7 3 1 1 2 3 1 2 4 3 5 6 5 3 2 6 2 7 3 7 3 8 2 15 5 6 2 2 ( 2 ) 3 8 12 15 9 , 5 , 4 0 , 10 , 2 14 , 12 , 8 n n n n n n n n n n n n n n n n n n U U U V U U V U U I U U V I U I U A I A I U U A I I I I A I U U A I U I U A I U A I 解:节点电压、支路电流如上图示,则: A 第 5 页 四、题图 4 所示电路中,A 为有源线性网络,已知当 10 VsU 时,电流 7 AI , 电压 2 VU ;当 18 VsU 时,电流 5 AI ,电压 6 VU 。求当 6 VsU 时,电流 I 、电压U 等于多少?(11 分) I UsU A 题图 4 1 2 1 1 2 2 1 2 2 10 6 18 7 10 5 18 1 0.25 12 9.5 6 12 6 0.25 9.5 8 S S S S S U k U a I k U b k a k a k b k b k k a b U V U U V I U A 解:由齐性定理,设: 代入已知条件,得: 当 时, 第 6 页 五、题图 5 所示电路原已处于稳态,其中 12 VsU , 250R , 1 10 FC , 2 30 FC , 0t 时刻闭合开关,求 0t 时的电压 u t 和电流 i t 。(12 分) sU 1C 2CR S + - u t i t 题图 5 1 2 1 1 1 1 2 1 2 100 100 2 (0 ) 12 (0 ) (0 ) (0 ) (0 ) 3 40 , 0.01 ( ) 12 ( ) 12 (3 12) 12 9 ( ) ( ) 27 C S C C t t t U U V C u C u C U U V C C C C C F RC U V u t e e V du t i t C e mA dt 解: 由电量守恒,可得: 将 和 并联考虑 故 第 7 页 六、已知题图 6 所示电路中, 18cos1000 Vsu t t , 3 AsI ,试求电容电压的 有效值 cU 及电路所消耗的总功率P 。(10 分) su 1 1 1 1 sI cu1000 F1 mH 题图 6 2 0 1 3( 1) 4 ( 3 1 4 , 3 ( 1) 12 3 1 (1 1)(1 1) 1 , (1 ) 0.5 1 1 1 1 0.5 3 2 0 0.5 1 1 3 45 1 1 6 2 0.5 1 6 S S L I C R S L C LC S C LC S I X U V U V P W U X X j j L C Z Z j j L C U U V j U U j U I A P 解: 单独作用时, 易知 右正左负) 即 单独作用时, 、 支路总阻抗为 、 支路电压 总电流 2 2 2 9 2 108 ( 4) 3 5 , 120R W V P P P W 故电容有效值为 总功率 第 8 页 七、已知题图 7 所示电路中, 10cos 400 Vsu t t 。若 C、D 端开路,有 0.1sin 400 Ai t t , 20cos 400 VCDu t t ;若 C、D 端短路,则其短路电 流 0.2sin 400 Asci t t 。试求 1L 、 2L 和M 的值。(11 分) M i su 1L 2L C D 题图 7 2 1 1 1 2 2 1 2 2 0 ( ) 0.1 90 ( ) 90 10 0.25 ( ) 90 0.1 90 20 0.5 ( ) ( ) 1.25 S C D i i L L L H M M H C D i M i L u i L i M L H 解: 、 开路时, ,则左边回路有 同时,右边回路有 、 短路时,左右回路有 第 9 页 八、已知题图 8 所示的对称三相电路中,线电压 380 VlU , 1 40 30Z j , 2 60 80Z j 。试求两个功率表的读数(平均功率)(12 分) 1W 2W * * * * A B C 1Z 1Z 1Z 2Z 2Z 2Z 2Z 2Z 2Z 题图 8 2 2 2 * 2 2 2 2 1 1 220 120 380 30 110 60 2 2 380 30 1.9 23 2 120 160 Re( ) 167.2 3 30 1.9 3 53 4.4 37 7.6 44 AB W B AB W W W W A W A AY A A AY U U U U I Z j P U I W A I I U A Y I Z A I I I 解: 相流入 负载电流 相流入 负载电流 相总线电流 1 * 1 1 380 120 Re( ) 692.4 W A C W W A U U U P U I W 又 第 10 页 九、已知题图 9 电路中的 o30 120cos1000 60cos 2000 45 Vu t t t , 1 400 mHL , 2 10 mHL , 1 25 FC , 2 25 FC , 30R ,试求 各电压表和电流表的读数。(12 分) 1V 1A 2A 3A 2V 1L 2L 1C u t R 2C 题图 9 1 2 1 2 3 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 30 30 , 30 , 1 , 0 , 1 400 , 40 , 10 , 40 400 40 400 40 280 ( ) , ( ) , 30 30 9 3 9 3 9 400 30 3 9 60 2 105.3 9.94 , V V A A A L C L C L C L C V V U V U V I A I A I A R X X X X jX jX j jX jX j Z j j j j U V U Z 解: 直流分量单独作用时, 基波分量单独作用时, 1 2 3 1 1 2 2 2 2 1 2 1 40 0 3 60 2 64.5 70 400 9 60 2 60 2 1.96 46 2.18 46 40 40 3 60 2 2.62 46 10 800 , 20 , 20 , 20 ( ) 0 , 30 2 45 , 0 A A A L C L C L C V V A j V Z j ZI A I A Z j j ZI A j X X X X jX jX U V U I A , 二次谐波单独作用时, 因 故电路发生并联谐振。 , 2 3 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 3 30 2 45 0 2.12 45 20 30 105.3 0 109.5 , 30 64.5 (30 2) 82.8 1 1.96 0 2.2 0 2.18 0 2.18 1 2.62 2.12 3.52 A AI A I A j V V V V A A A A A A , 故 示数为 示数为 示数为 , 示数为 示数为 428 华南理工大学 2007 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (试卷上做答无效,请在答题纸上做答,试后本卷必须与答题纸一同交回) 科目名称: 电路原理 适用专业: 电机与电器 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电 力传动 共 13 页 第 1 页 一、填空题(本题共 60 分,每小题 5 分) 1、电路如图 1 所示,若开关 K 分别在位置 1 和位置 2 时,流过 3R 的电流分别为 4A 和 2A,则开关 K 在位置 3 时,流过 3R 的电流为( 1A )。 sU 1R 2R 3R A K 1 2 3 10V 5V 图 1 3 1 2 (R s x xI k U k U U 提示:由齐性定理,得: 为接入电压) 2、图 2 所示电路中,受控电压源发出(产生)的功率为( -27.5W )。 2I 2 I 10V3A 图 2 10 2 2.5 2 I I I A 提示: 第 2 页 3、图 3 所示电路中的负载电阻 LR 能够获得的最大功率是( 20mW )。 20mV 200 140I 5k LR 1I 图 3 1 1 2 max 20 100 , 40 5 20 , 200 20 5 , 20 4 OC eq eq mV I A U I k V R k P mW R 提示: 4、若某含源网络N的伏安关系如图4所示,则此网络的等效内阻为( 0.2Ω )。 N I U VU AI 5 25 _ 0 图 4 5、在图 5 所示电路中,输入信号 u 的频率为 f(见图 5)。若要使输出电压波形 仍保持方波,而只是将恒定分量滤掉,则电阻 R 和电容 C 的选择应满足 ( R 远大于 1/ωC ??? )。 u t u 1 '1 2 '2 tRu Ru 0 0R C 图 5 第 3 页 6、图 6 所示的含运放电路中, io uu / =( 2 1/R R )。 2R fi - + + iu ii 1 0u 1 0i 1R ou 图 6 7、图 7 电路中,在 0t 时将开关闭合,若开关闭合前电容电压 00Cu U , 则开关闭合后的电容电压 Cu t ( 0( ) t RC S SU U U e )。 sU Cu 0t i R C 图 7 8、图8电路在单位冲击电流 )()( ttis A激励下,当初始条件为 0)0( UuC , 0)0( Li 时,电压的象函数 )(sUC ( 0 2 (1 )sRL cU R sL s RLC )。 t R L Li Cu tC 图 8 0( ) ( ) ( ) 1 1 C C C U U s U s U s s R sL sC 提示:画运算电路,由节点电压法,得 第 4 页 9、图 9 所 示 电 路 中 , 已 知 o400 2 cos 100 30 Vu t , o2 2 cos 100 30 Ai t , 50 μFC ,则电阻R 和电感 L 分别为 ( 100Ω )和( 1H )。 u i R L C 图 9 400 30 2 60 , 2 30 2 60 2 2 75 1 100 100 100 (100 ) 2 2 75 C RL RL I I j C U Z j R j L 提示: 10、如图 10 所示电路中,对称三相负载的功率因数cos 0.866 (感性),三 相 线 电 压 的 有 效 值 380 VlU , 电 路 所 消 耗 的 三 相 总 功 率 为 5715.6WP ,则功率表的读数为( 3800W )。 * * A B C W 对称 三相 负载 图 10 cos 1 220 0 , 3 | || | cos 5715.6 10 30 380 30 380 10 1 3800 A A A A AC U U I I U P W 提示: 第 5 页 11、图 11 示电路中,已知 o800 2 cos 200 30 Vsu t ,电流的 i的最大 值为 4A, 25 μFC , 1 2 HL , 2 3HL , 1 HM ,则电阻R 为 ( 200Ω )。 M R RC 1L 2L su i * * 图 11 2 2 800 30 2 2 , 200 200 2 30 2 2 200 2 200 200 I Z R j R R 提示:设 即 12、一正弦电压 100 VU 加在一个纯电感两端时,电流 10 AI ;当电压中 含有三次谐波分量而 100 VU 时,流过该纯电感的电流 ' 8 AI ,此时电 压的基波和三次谐波分量的有效值分别为( 77.14 )和( 45 2 )。 1 1 22 2 2 31 1 3 1 3 10 3 30 , 100 8 10 30 77.14 , 45 2 U U L L UU U U U V U V 提示:设基波、谐波分别为 、 , , 则 , 第 6 页 二、试求出图 12 所示电路中的电压U 。(10 分) 1 1 2 2 1 5U U 6V 图 12 1I 2I 3I 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 5 2 2 6 2 3 5 2 4 0 2( ) 2(14 12) 2 I I I I I I I I I U I I I U I I U V 解: 如上图设回路电流为 、 、 ,则 第 7 页 三、对图 13 所示电路,试问:(12 分) 1、 R 为多少时,它吸收的功率为最大?最大功率是多少? 2、若 80R ,欲使流过电阻R 的电流 0i ,则 a、b 之间应并接什么元件? 其参数为多少?并画出电路图。 20 20 20 20 20 50V 50V R i a b 图 13 20 20 20 20 20 50V 50V a b abU abR 图 3.1 图 3.2 2 max (1) 3.1 20 30 20 20 20 10 50 50 37.5 20 30 20 20 10 20 20 10 20 20 (10 20 20) 10 35.16 4 (2) 3.2 0 3.75 ab ab ab ab ab S ab U V R U R R P W R i U I A R 解: 如图 ,利用叠加定理,得: 当 时, 如图 ,要使 ,应并接电流源,使其电流大小与电压源 激励产生的短路电流相等。 即 ,方向向下。 第 8 页 四、已知某结点电压方程如下,试绘出其对应的最简单电路,标出电路中各参数值, 并求出 1U 、 2U 和 3U 。(10 分) 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1.6 0.5 1 0.5 1.6 0.1 0 0.1 3.1 0 U U U U U U U U U 1 2 3 12 13 23 01 02 03 10 10 11 33 2 1 10 10 1 0.5 1 U V U U V R R R R R R A 解: 求解方程组,得: , 由方程组各系数可知: , , , , , 节点0、1之间有 电流源,电流流入节点1。 综上所述,电路及参数如下图示。 1 110 102 21A ① ② ③ 第 9 页 五、计算图 14 所示电路的 io UU / 的幅频特性。已知:K=2, kRR 121 , FCC 1.021 。(12 分) - iu ou 1R 2R 1C R 2C 1K R a b 图 14 2 1 2 1 2 2 2 2 8 2 1 1 ( 1 1) 2 ( ) 2 2 1 1 10 a b b o o o i a a b a o a b b o i U U R U U U U K R K a b KCL U U U U j C U U R R U U U j C R U U C R 解: 分别设电压 、 。 则 对 、 点分别列写 方程,得: 第 10 页 六、在图 15 所示电路中已知: 1 2 1 23μF, 6μF, 3k , 6k , 2kC C R R R 及 US=12V。求开关闭合后电阻R 中的电流 i 。(12 分) sU 1R 2R R 1C 2C0u i a b 图 15 sU 1R 2R R 8V 4V 0u i a b aU 1 2 2 1 2 1 2 1 2 0 0 (0 ) (0 ) 12 (0 ) 8 (0 ) 4 0 , 12 4 0 6 4 2 1 C C S C S C a a a a a a U U U V C U U V U V C C U KCL U U U R R R U V U U V U i mA R 解: 故 , 时刻,电路等效为上图,设电压 则由 得: , 第 11 页 七、图 16 电路中,在 0t 时将开关闭合。闭合之前电路处于稳态,已知: 20 VSU , 150R , 5R , 2 HL ,求开关闭合后的电流 i 及电压 Lu 。(10 分) sU 0R Lu R i K 0t L 图 16 0 2.5 2.5 2.5 (0 ) (0 ) 1 ( ) 4 0.4 ( ) 4 (1 4) 4 3 ( ) 2 ( 3) ( 2.5) 15 S L L S L eq t t L t tL L U i i A R R U i A R L R R R i t e e A di U t L e e V dt 解: , 第 12 页 八、图 17 所示电路中,已知 O100 2 cos 10000 30 Vsu t , 3 100R , 1 μFC ,电流表 1A 的读数为零,试求电阻 2R 和电感 L 的值以及电流表 2A 的 读数(设电流表的内阻为 0)。(12 分) su 3R C C L 1R2R 1A2A 图 17 1 1 3 3 2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 3 0 ( ) 0 1 ( ) 2 1 ( ) 0 2 ( ) ( 2 ) 0 (2 ) ( ) 0 5 A R R C C Y Z R j L j CZ R j C j j LRCZ j L RR j C R j L j LR R C j C LCR R j R R C L L L mH R 3 实部、虚部均为 代入已知条件 解: 示数为0,则 支路两端无电压。 将 、 、 进行 — 变换,如右图示。 由已知,得: , 2 100 SU 1Z 3Z 2Z 2R L oU 第 13 页 九、图 18 所示电路中,已知 o50 0 VsU , 1L CR x x ,试问当阻抗Z 为 何值时电流表 A 的读数最大,并求出电流表的最大读数是多少?(设电流表的 内阻为 0)(12 分) sU R Ljx Cjx 1I 12I Z A 图 18 sU R Ljx Cjx 1I 12I A B 1 1 1 1 max ( 1) 2 25 10 26.565 1 2 (1 1) 25 5 71.5652 1 (1 1) 1 | | 25 2 25 2 35.36 1 S AB S S AB AB AB eq AB eq A B U U j U A B I U I j II I I j U Z j I Z j Z Z I I A A 解: 、 开路时, 、 短路时, 当 时, 最小, 最大





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