1、电路知识-57 及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、计算题(总题数:9,分数:100.00)1.求下图所示双口网络的短路导纳矩阵 Y。 (分数:11.00)_2.已知下图所示的二端口网络的 Z 参数矩阵为 (分数:11.00)_3.求下图所示二端口网络的 Y 参数方程。 (分数:11.00)_4.假设二端口网络 Z 参数、H 参数均存在,试推导 H 参数与 Z 参数间的关系表达式。 (分数:11.00)_5.图 1 所示电路中,t0 时 S 打开,u C (0 - )=0,今于 t=0 时刻闭合 S。求 t0 时的响应 u C (t)。 (分数:11.00)_6.下图(a
2、)所示电路中,已知二端口网络的 A 参数矩阵为 非线性电阻的伏安特性如图(b)所示。求非线性电阻上的电压与其中的电流。 (分数:11.00)_7.已知一空气中的无损耗均匀传输线长度为 1.5m,特性阻抗 Z c1 =100,相速 v =310 8 m/s,终端负载阻抗 Z L =10,在距离 0.75m 处接有另一特性阻抗 Z c2 =100,长为 0.75m 的无损耗均匀传输线(终端短路)如下图所示。始端所接正弦电压源电压 u s (t)=10cos210 8 tV。求稳态运行下的始端电流的幅值。 (分数:11.00)_8.如下图所示电路中,均匀无损耗的波阻抗 Z c =800,长度 l=1
3、0m,介质为空气。始端接正弦电压源 ,其内阻 R s =200,频率 f=10 8 Hz,终端接负载阻抗 Z L =800。求:(1)从始端看入的入端阻抗 Z in ;(2)始端电流 和电流 ;(3)距始端 处的电压 。 (分数:11.00)_如下图所示,两架空均匀无损线的波阻抗 Z c1 =300,Z c2 =200,长度 。1-1“端接电压源 ,2-2“端接有集中参数 R=300,X c =200,终端 3-3“短路。求: (分数:12.00)(1).从 1-1“端看入的入端阻抗 Z in1-1“ ;(分数:4.00)_(2).始端电流 I 1 ;(分数:4.00)_(3).2-2“端电压
4、 (分数:4.00)_电路知识-57 答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、计算题(总题数:9,分数:100.00)1.求下图所示双口网络的短路导纳矩阵 Y。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 设两个端口电流分别为 I 1 、I 2 ,列节点方程: 控制量 解以上方程,得 Y 参数方程: 所求短路导纳矩阵为 2.已知下图所示的二端口网络的 Z 参数矩阵为 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 根据电路列电压、电流方程 Z 参数矩阵 3.求下图所示二端口网络的 Y 参数方程。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 根据电路图列结点电
5、压方程 整理可得 所以得 Y 参数方程为 4.假设二端口网络 Z 参数、H 参数均存在,试推导 H 参数与 Z 参数间的关系表达式。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 设二端网络的 Z 参数方程为 则 U 1 =Z 11 I 1 +Z 12 I 2 U 2 =Z 21 I 1 +Z 22 I 2 由可得 将代入得 由、可得 所以 5.图 1 所示电路中,t0 时 S 打开,u C (0 - )=0,今于 t=0 时刻闭合 S。求 t0 时的响应 u C (t)。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 (1)u C 1V 时,VD 处于截止状态,其等效电路如图 2
6、 所示。 图 2根据三要素公式可得 u C (t)=3-3e -t V 设 u C (t)=1V 的瞬间为 t 1 ,则有 I=3-3e t1 得 t 1 =0.405S 故 u C (t 1 )=3-3e -0.405 V (2)当 u C (t)1V 时,VD 处于导通状态,其等效电路如图 3 所示。于是可求得三要素为 u C (t 1 )=1V,u C ()=2V,=0.5s。故得 图 3u C (t)=2-e -2(t-0.405) V (3)综上所述得 u C (t)的波形如图 4 所示。 6.下图(a)所示电路中,已知二端口网络的 A 参数矩阵为 非线性电阻的伏安特性如图(b)所示
7、。求非线性电阻上的电压与其中的电流。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 求端口 ab 左侧电路的等效电压源电路。二端口网络的方程为 当 I 2 =0 时,端口 ab 的开路电压为 令 U 1 =0,求端口 ab 向左看去的输入电阻 R 0 ,即 1.5U 2 -2.5I 2 =0 故 于是作出等效电压源电路如下图(a)所示。 进行分段线性化处理: (1)OA 段,其等效电路为一电阻,即 R=1Q,0i1A 其等效电路如图(b)所示。故得 (此解舍去,不合题意) (2)AB 段,其等效电路为一含有电压源的支路,即 u=2i-1,i1A 故可作出等效电路如图(c)所示。故得 7.
8、已知一空气中的无损耗均匀传输线长度为 1.5m,特性阻抗 Z c1 =100,相速 v =310 8 m/s,终端负载阻抗 Z L =10,在距离 0.75m 处接有另一特性阻抗 Z c2 =100,长为 0.75m 的无损耗均匀传输线(终端短路)如下图所示。始端所接正弦电压源电压 u s (t)=10cos210 8 tV。求稳态运行下的始端电流的幅值。 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 因为 u s (t)=10cos210 8 tV,所以电源频率 f=10 8 Hz,波长 则 0.75m 长度的传输线正好是 。由于 长度的无损耗与传输线起一个阻抗变换器的作用,从ab 两
9、端向终端看去的输入阻抗为 由于在 ab 端接的另一传输线是一终端短路的 线,因此从 ab 两端向这一短路线看入的输入阻抗为,或 于是可以求出 ab 两端的等效阻抗 Z ab =Z i1 Z i2 =1000 从 ab 端到电源又是经过 0.75m,即 ,因此从 11“端向终端看入的输入阻抗为 计算始端电流 8.如下图所示电路中,均匀无损耗的波阻抗 Z c =800,长度 l=10m,介质为空气。始端接正弦电压源 ,其内阻 R s =200,频率 f=10 8 Hz,终端接负载阻抗 Z L =800。求:(1)从始端看入的入端阻抗 Z in ;(2)始端电流 和电流 ;(3)距始端 处的电压 。
10、 (分数:11.00)_正确答案:()解析:解题过程 (1)因为 Z C =Z L =800 负载匹配,所以 Z in =800。 (2) 可得 (3) 则 为 且 Z c =Z L 。最后可得 如下图所示,两架空均匀无损线的波阻抗 Z c1 =300,Z c2 =200,长度 。1-1“端接电压源 ,2-2“端接有集中参数 R=300,X c =200,终端 3-3“短路。求: (分数:12.00)(1).从 1-1“端看入的入端阻抗 Z in1-1“ ;(分数:4.00)_正确答案:()解析:解题过程 因为 3-3“短路则有 (2).始端电流 I 1 ;(分数:4.00)_正确答案:()解析:解题过程 (3).2-2“端电压 (分数:4.00)_正确答案:()解析:解题过程