《电路分析基础》课件第5章习题讨论课.ppt

1、下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 1 1 1 页页页第第5章习题讨论课章习题讨论课 本章要点归纳本章要点归纳回回回 首首首 页页页1.互感线圈上的电压电流关系：无论同名端如何给定，无论电压电流参考方互感线圈上的电压电流关系：无论同名端如何给定，无论电压电流参考方向如何假设，均能正确书写向如何假设，均能正确书写VCR。互感线圈上电压有自感压降与互感压降两部分组成，当本线圈上电压电流参考互感线圈上电压有自感压降与互感压降两部分组成，当本线圈上电压电流参考方向关联时自感压降为方向关联时自感压降为 非关联时为非关联时为 ()；当两电流；当两电流均从同名端流入或均从同名端流出时，为磁通相助情况

2、，互感压降与自感压降均从同名端流入或均从同名端流出时，为磁通相助情况，互感压降与自感压降同号，若一个电流从同名端流入，另一个电流从同名端流出，为磁通相消情况，同号，若一个电流从同名端流入，另一个电流从同名端流出，为磁通相消情况，互感压降与自感压降异号。互感压降与自感压降异号。dttdiLkk)(),2,1(kdttdiLkk)(2,1k2.T形去耦等效形去耦等效 同名端为共端情况同名端为共端情况异名端为共端情况异名端为共端情况互感的互感的T型等效形型等效形式与线圈式与线圈上电压电上电压电流参考方流参考方向无关，向无关，只与共端只与共端是同名端是同名端或是异名或是异名端有关端有关。第第第第第第5

3、 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 2 2 2 页页页回回回 首首首 页页页3.含互感电路的正弦稳态分析含互感电路的正弦稳态分析如图如图(a)所示含互感电路，分别求初、次级电流。所示含互感电路，分别求初、次级电流。(1)原形电路排方程求解原形电路排方程求解sUIMjICjLjR21111)1(1)0)1(22221ICjLjRRIMjL(2)改写上两式为改写上两式为 sUIZIZ212111(3)0222121IZIZ(4)式中：式中：)1(11111CLjRZ称初级回路称初级回路(又称一次侧回路又称一次侧

4、回路)自阻抗；自阻抗；MjZZ2112称初、次级回路间的互阻抗，磁通相助时取称初、次级回路间的互阻抗，磁通相助时取“+”号，号，磁通相消时取磁通相消时取“-”号，本例电路是磁通相消情况；号，本例电路是磁通相消情况；)1(22222CLjRRZL称次级回路称次级回路(又称二次侧回路又称二次侧回路)自阻抗。自阻抗。第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 3 3 3 页页页回回回 首首首 页页页解式解式(3)、式、式(4)得得22221121122211221ZMZUZZZZUZIss(5)221212

5、ZIZI(6)由式由式(5)、式、式(6)分别画初级、次级等效电路如图分别画初级、次级等效电路如图(b)、(c)所示。所示。图图(b)中中22221ZMZrf(7)称次级回路对初级回路的反映阻抗。称次级回路对初级回路的反映阻抗。应用此方法的求解步骤：应用此方法的求解步骤：观察电路求 1222211,rfZMZZ画初级等效电路求出 1I电路求得电路求得 。画次级等效2I(2)先对互感线圈作先对互感线圈作T型去耦等效，如型去耦等效，如(d)图所示。再应用：图所示。再应用：第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一

6、页第第第 4 4 4 页页页回回回 首首首 页页页阻抗串并联等效分压分流关系阻抗串并联等效分压分流关系，结合结合KCL、KVL计算计算 。21,II 网孔法、节点法、戴维宁定理求解网孔法、节点法、戴维宁定理求解 。21,II4.理想变压器主要性能理想变压器主要性能变压变压 变流变流 变压关系式变压关系式与初、次级与初、次级上电流的参上电流的参考方向如何考方向如何假设无关，假设无关，它只决定于它只决定于电压参考方电压参考方向与同名端向与同名端的位置的位置变流关系式变流关系式与初、次级与初、次级上电压的参上电压的参考方向如何考方向如何假设无关，假设无关，它只决定于它只决定于电流参考方电流参考方向与

7、同名端向与同名端的位置的位置变阻抗变阻抗注意：注意：变阻关系与同名端位置无关，与电压电流参考方向如何假设无关。上图理想变变阻关系与同名端位置无关，与电压电流参考方向如何假设无关。上图理想变压器没标同名端，在问题分析中所遇变压器模型都标有同名端，不管同名端位置如何，压器没标同名端，在问题分析中所遇变压器模型都标有同名端，不管同名端位置如何，其输入阻抗都是相同的。其输入阻抗都是相同的。理想变压器次级短路初级亦短路，次级开路初级亦开路。第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 5 5 5 页页页回回回 首

8、首首 页页页基本概念问题讨论基本概念问题讨论1.是非问题判断（下列各命题，若判断是正确的请在题后括号内打是非问题判断（下列各命题，若判断是正确的请在题后括号内打“”号；号；若判断是错误的请打若判断是错误的请打“”号。）号。）(B)有人说：理想变压器变压关系与两电流的参考方向如何假设无关，变流关有人说：理想变压器变压关系与两电流的参考方向如何假设无关，变流关系与两电压的参考方向如何假设无关。系与两电压的参考方向如何假设无关。()(A)互感线圈的同名端不但与两线圈的绕向及相互位置有关，而且与两线圈上互感线圈的同名端不但与两线圈的绕向及相互位置有关，而且与两线圈上电流参考方向如何假设也有关。电流参考

9、方向如何假设也有关。()2.填空题填空题(A)图图(a)正弦稳态电路，若正弦稳态电路，若a、b开路，则电压开路，则电压(a)_)(tuab(B)图图(b)正弦稳态电路，已知正弦稳态电路，已知(b)Vttus)cos(2)(则则 _)(2ti-3us(t)At)45cos(3第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 6 6 6 页页页回回回 首首首 页页页(C)图图(c)示电路，示电路，S打开时打开时 _abR(c)S闭合时闭合时 _abR 综合举例综合举例1.图（图（a）所示正弦稳态电路，已知）所示

10、正弦稳态电路，已知 LZ,20,120,cos2100)(2MLtVtusLZRC,100,201可任意改变，问可任意改变，问Z L 为何值时其上可获得最大平均功率，并求出该最为何值时其上可获得最大平均功率，并求出该最大功率大功率PLmax。解：解：先根据互感线圈示意图判别同名端，如（先根据互感线圈示意图判别同名端，如（a）图中）图中“星号星号”所标。再画所标。再画T型去耦等效电路的相量模型电路如（型去耦等效电路的相量模型电路如（b）图所示。然后按一般无耦合电感的正）图所示。然后按一般无耦合电感的正弦稳态电路求解。这里用戴维宁定理求解。弦稳态电路求解。这里用戴维宁定理求解。84第第第第第第5

11、5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 7 7 7 页页页回回回 首首首 页页页(1)求开路电压求开路电压 OCU自自a、b断开负载阻抗，设断开负载阻抗，设 如如(b)图中所标。图中所标。OCU写写 VUs0100阻抗阻抗 02020jjZcd所以所以cd端相当于短路。则端相当于短路。则VjjUOC45250100100100100(2)求等效内阻抗求等效内阻抗Zo将将(b)图中图中c、d短路，画求短路，画求Ro电路如电路如(c)图。则得图。则得5050100/100jjZO(3)由共轭匹配条件可知：由共轭匹配条

12、件可知：5050iZZOL时其上可以获得最大功率。此时时其上可以获得最大功率。此时WRUPOOCL25504)250(422max第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 8 8 8 页页页回回回 首首首 页页页点评：点评：本例求解用到了互感同名端判定，本例求解用到了互感同名端判定，T型去耦等效，戴维宁定理等效，共型去耦等效，戴维宁定理等效，共轭匹配条件等概念与方法，最后求得最大功率。该例是带有综合性的题目。轭匹配条件等概念与方法，最后求得最大功率。该例是带有综合性的题目。2.图图(a)所示含有理想

13、变压器的正弦稳态电路，求流经所示含有理想变压器的正弦稳态电路，求流经R2上的电流上的电流 。2RI解：解：(1)求求OCU自自a、b断开断开R2，设，设 如如(b)图所示。为满足理图所示。为满足理想变压器变流关系，由图可见想变压器变流关系，由图可见OCU,010I020I又又,10OCsUUUOCOCsUUUUU2221020由上式解得由上式解得 VUUsOC01002(2)求求Zo将将(b)图中图中a、b端短路，设各有关电流参考方向如端短路，设各有关电流参考方向如(c)图中所标。图中所标。第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一

14、页下一页前一页前一页前一页第第第 9 9 9 页页页回回回 首首首 页页页应用阻抗变换关系，得应用阻抗变换关系，得5.12)50()21(2jjZcd则则 5.1210050101jZUIcdss由变流关系，得由变流关系，得5.12100252112jIIss由由KCL，得，得 5.121002521jIIIsssc所以所以 5040jIUZscOCO(3)画代维宁等效电源，接上画代维宁等效电源，接上R2如如(d)图，于是求得图，于是求得AjRZUIOOCR452105040010022（本问题亦可列初、（本问题亦可列初、次级回路方程并结次级回路方程并结合理想变压器变压、合理想变压器变压、变流

15、关系求解。）变流关系求解。）第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 10 10 10 页页页回回回 首首首 页页页3.图图(a)所示电路，已知所示电路，已知,2,cos16)(AItVtuss当当t0时开关时开关S断开，电断开，电路已达稳态，当路已达稳态，当t0时开关时开关S闭合，求闭合，求t0时时电流电流 。)(ti解：解：由图由图(a)得得CjZcd11CjCjZZcdab14414)12(2式中：式中：FCC16141应用理想变压器阻抗变换特性，将应用理想变压器阻抗变换特性，将(a)图等图等

16、效为效为(b)图。再作分解图图。再作分解图(b)、(b)”所示。所示。t0-时电路处于稳态，应用叠时电路处于稳态，应用叠加定理分别求加定理分别求Is直流电源作用直流电源作用时时 与正弦电源作用与正弦电源作用时时 ，然后二者相加求，然后二者相加求得得 。)0()1(cu)0()2(cu)0(cu第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 11 11 11 页页页回回回 首首首 页页页由由 图，得图，得)(bVuc16)0()1(由由 图，得图，得)(bVjjUcm4528016168816)2(所以所以

17、 Vttuc)45cos(28)()2(令令t0-代入上式，得代入上式，得Vuc8)45cos(28)0()2(所以所以 24816)0()0()0()2()1(cccuuuVuucc24)0()0(对求对求t0+时时 的的i(t)(a)图可等效为图可等效为(c)图。设图。设 及电容上初始储及电容上初始储能分别单独作用产生的电流能分别单独作用产生的电流为为 ，则由，则由(c)图图容易求得：容易求得：)(),(tituss)(),(),()3()2()1(tititi,cos28)()1(tAutis,2)()2(AtiAetit2)3(3)(第第第第第第5 5 5章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课章习题讨论课下一页下一页下一页前一页前一页前一页第第第 12 12 12 页页页回回回 首首首 页页页故得故得 Aettitititit2)3()2()1(32cos2)()()()(注意：注意：(1)计算本问题时要分直流稳态、正弦稳态两种情况分别计计算本问题时要分直流稳态、正弦稳态两种情况分别计算算 、。(2)而计算而计算 要用正弦稳态电路相量法先求要用正弦稳态电路相量法先求出出 ，再令，再令t0-代入上式求得。代入上式求得。)0()1(cu)0()2(cu)0()2(cu)()2(tuc