1、清华大学硕士电路原理-5 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：12，分数：100.00)电路如图所示。 （分数：10.00）(1).求 a，b 以左电路的戴维南等效电路。（分数：5.00）_(2).Z为何值时，其上电压幅值达到最大值?（分数：5.00）_1.如图所示电路中，已知 ，电流 i的有效值 I=0.5A，电压源发出的功率为 15W，电阻 R 1 =20。求电阻 R 2 和电容 C。 （分数：8.00）_2.如图所示正弦稳态电路中，已知电源电压 u S (t)=sintV。问电源角频率 为多少时，输出电压 u o 相位落后电源电压 u S 相位? （
2、分数：8.00）_3.如图所示电路中，10 电阻和电感线圈并联接到正弦电压源 上。电流表 A的读数为 ，电流表 A 1 和 A 2 的读数相同，均为 1A(电流表读数均为有效值)。画出图示电压、电流的相量图，并求出电阻 R 2 和感抗 X 2 的值以及电感线圈吸收的有功功率和无功功率。 （分数：8.00）_4.电路如图所示。已知电流表 A 1 ，A 2 的读数均为 10A，电压表读数为 220V(均为有效值)，功率表读数为 2200W，R=12，正弦电源频率 f=50Hz，且已知 同相。试求元件参数 R 1 ，R 2 ，L 和 C。 （分数：8.00）_5.如图所示电路中，已知 i S (t)
3、=2sin5tA。求端口 a，b 的开路电压 u ab 。 （分数：8.00）_6.写出求解如图所示电路中支路电流 i 1 和 i 2 所需的相量方程。 （分数：8.00）_电路如图所示。 （分数：10.00）(1).写出求各支路电流所需的时域方程式；（分数：5.00）_(2).写出求正弦稳态下各支路电流所需的相量方程式，设 u S (t)=U m sin(t+)。（分数：5.00）_7.标出如图所示电路中互感线圈的同名端，写出用回路电流法求此电路中各支路电流所需的瞬时值方程式(包括回路电流所满足的微分方程和由回路电流求支路电流需用的方程，不必求解)。 （分数：8.00）_8.如图所示电路中含
4、有一个理想变压器，其变比为 n:1，电源电压 u S 是幅值一定的正弦形电压。当 R 2 为何值时，它得到的功率最大? （分数：8.00）_9.电路如图所示，求电压 。 （分数：8.00）_10.已知如图所示电路中电流源 ，求电压 和电流 。 （分数：8.00）_清华大学硕士电路原理-5 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：12，分数：100.00)电路如图所示。 （分数：10.00）(1).求 a，b 以左电路的戴维南等效电路。（分数：5.00）_正确答案：()解析：戴维南等效电路如图(a)所示。 (a)应用叠加定理求得开路电压 (2).Z为何值时，其上电
5、压幅值达到最大值?（分数：5.00）_正确答案：()解析：题图所示电路的诺顿等效电路如图(b)所示。阻抗 Z两端的电压 (b)电压幅值为 1.如图所示电路中，已知 ，电流 i的有效值 I=0.5A，电压源发出的功率为 15W，电阻 R 1 =20。求电阻 R 2 和电容 C。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 电阻 R 1 吸收的功率为 P R1 =I 2 R=5W 电压源发出的功率即为电阻 R 1 和 R 2 吸收的功率，电阻 R 2 吸收的功率 P R2 =15-5=10W 作各电压、电流相量如图(a)所示。因为是容性电路，电流 领先端口电压 ，阻抗角 应为负值。电源发出的功率也
6、可表示为 P=UIcos 15=500.5cos cos=0.6，=-53.1 (a)对由电压源电压、电阻 R 1 端电压与电容端电压组成的电压三角形应用余弦定理： R 2 与电容并联支路，有 或 2.如图所示正弦稳态电路中，已知电源电压 u S (t)=sintV。问电源角频率 为多少时，输出电压 u o 相位落后电源电压 u S 相位? （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 可作出原电路的相量模型如图(a)所示，满足题意的各电压、电流相量图如图(b)所示。 (a)(b)分别令 当| 0 | 1 |时， 落后 。即 得 3.如图所示电路中，10 电阻和电感线圈并联接到正弦电压源 上。电
7、流表 A的读数为 ，电流表 A 1 和 A 2 的读数相同，均为 1A(电流表读数均为有效值)。画出图示电压、电流的相量图，并求出电阻 R 2 和感抗 X 2 的值以及电感线圈吸收的有功功率和无功功率。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 U S =110=10V。 设 。以 为参考相量，各电压、电流的相量图如图(a)所示。 (a)由电流三角形及余弦定理，有 代入数据，可得 =120。则阻抗 Z 2 =R 2 +jX 2 的阻抗角为 2 =60。所以 ，R 2 =|Z 2 |cos60=5，X 2 =|Z 2 |sin60=8.66 电感线圈吸收的有功功率 电感线圈吸收的无功功率 4.
8、电路如图所示。已知电流表 A 1 ，A 2 的读数均为 10A，电压表读数为 220V(均为有效值)，功率表读数为 2200W，R=12，正弦电源频率 f=50Hz，且已知 同相。试求元件参数 R 1 ，R 2 ，L 和 C。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 因 同相，即 RC与 RL并联支路端电压相量 也与电流 同相位，有 U 2 =U-RI=100V 令 ，可作电压、电流相量图如图(a)所示。因 I 1 =I 2 =I，所以电流相量图为一等边三角形。故 5.如图所示电路中，已知 i S (t)=2sin5tA。求端口 a，b 的开路电压 u ab 。 （分数：8.00）_正确答
9、案：()解析：解 由已知条件及互感特性，可得所求电压为 6.写出求解如图所示电路中支路电流 i 1 和 i 2 所需的相量方程。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 题图所示电路的相量模型如图(a)所示。列写以回路电流 为变量的相量形式的网孔电压方程 (a)电路如图所示。 （分数：10.00）(1).写出求各支路电流所需的时域方程式；（分数：5.00）_正确答案：()解析：解 用回路电流法。设各回路电流 i l1 ，i l2 ，i l3 和支路电流 i 1 ，i 2 ，i 3 ，i 4 ，i 5 ，如图(a)所示。 (a)其瞬时形式的方程为 整理得 (2).写出求正弦稳态下各支路电流所
10、需的相量方程式，设 u S (t)=U m sin(t+)。（分数：5.00）_正确答案：()解析：解 正弦稳态下求各支路电流仍可用回路电流法。各电流的参考方向仍如图(a)中所示。由其所对应的相量模型，可得 由式(3)解得回路电流后，即得各支路电流如下： 7.标出如图所示电路中互感线圈的同名端，写出用回路电流法求此电路中各支路电流所需的瞬时值方程式(包括回路电流所满足的微分方程和由回路电流求支路电流需用的方程，不必求解)。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 互感线圈的同名端如图(a)所示，其电路模型如图(b)所示。设 L 1 与 L 2 之间的互感为 M 12 ，L 3 与 L 4
11、之间的互感为 M 34 。各支路电流 i b1 i b5 及回路电流 i 1 ，i 2 ，i 3 的参考方向也标注于图中。 (a)(b)回路电流方程为 8.如图所示电路中含有一个理想变压器，其变比为 n:1，电源电压 u S 是幅值一定的正弦形电压。当 R 2 为何值时，它得到的功率最大? （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 将副边电阻 R 2 折算至原边为 R“ 2 =n 2 R 2 。当 R“ 2 =R 1 时，R“ 2 获得最大功率，即 R 2 获得最大功率。此时 R 2 =R 1 /n 2 。9.电路如图所示，求电压 。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 将变压器副边电阻折算至原边，等效电路如图(a)所示。 (a)由等效电路求得 所以 10.已知如图所示电路中电流源 ，求电压 和电流 。 （分数：8.00）_正确答案：()解析：解 将副边 20 电阻折算至原边为 4 2 20=320，则有
