电路分析,求大佬解答一下

核心提示解:使用叠加定理、非正弦周期电路分析的相关知识。电路实际有三个激励源:交流电压源、交流电流源和直流电流源,分别进行计算。1、电压源单独作用时,电流源开路。此时10Ω电阻无电流、无电压,因此u'就等于电感两端电压。Us(相量)=3/√2∠0°

解:使用叠加定理、非正弦周期电路分析的相关知识。

电路实际有三个激励源:交流电压源、交流电流源和直流电流源,分别进行计算。

1、电压源单独作用时,电流源开路。此时10Ω电阻无电流、无电压,因此u'就等于电感两端电压。Us(相量)=3/√2∠0°=21213∠0°V,ω=3rad/s。XL=3×05=15Ω,Xc=1/(ωC)=1/(3×01)=10/3(Ω)。

U'(相量)=Us(相量)×j15/j(15-10/3)=21213∠0°×(-9/11)=-17356=17356∠180°(V)。

2、交流电流源单独激励时,直流电流源断开、电压源短路。

此时,i1s=cos3t=cos(-3t)=sin[90°-(-3t)]=sin(3t+90°),即:I1s(相量)=1/√2∠90°=0707∠90°(A)。

总阻抗:Z=10+j15∥(-j10/3)=10+j27273=103652∠1526°(Ω)。

所以:U"(相量)=I1s(相量)×Z=0707∠90°×103652∠1526°=73282∠10526°=-19288+j70698(V)。

3、直流电流源单独作用时,交流电流源开路、电压源短路。同时电感短路、电容开路。

U'"=I2s×R=2×10=20(V)。

4、叠加:由于1、和2、中都是同频率的激励信号,所以相应可以进行相量相加:U12((相量)=U'(相量)+U"(相量)=-17356-19288+j70698=-36644+j70698=7963∠1174°(V)。对应于瞬时值表达式:u12(t)=7963√2sin(3t+1174°)  V。

所以:u(t)=20+7963√2sin(3t+1174°)  (V)。

电流源中包含直流分量:I2s=2A,响应U'"=20V,所以:P1=2×20=40W>0,且电压、电流为非关联正方向,直流分量提供功率40W;

电流源中的交流分量:I1s=1/√2=0707A(有效值),φi=90°;U"=73282V(有效值),φu=10526°。所以φ=φu-φi=10526°-90°=1526°。P2=U'"×I1s×cosφ=73282×0707×cos1526°=5(W)。同样由于非关联正方向,所以交流电流源提供功率5W。——(实际上,电路中小平均功率的只是电阻,而电流源与电阻串联,所以电流源交流分量提供功率可以简单的:P2=I1s²R=(1/√2)²×10=5W。)

因此电流源提供的平均功率为:P=P1+P2=40+5=45(W)。

解:将电路中的电压源短路、电流源开路,然后从储能元件两端看进去,计算电路的等效电阻。

(a)R=2∥(2+4)=15(kΩ)。所以τ=RC=15×10³×2/1000000=3/1000(s)=03(ms)。

(b)从电感断开处外加电压U,设流入的电流为I。存在:I+i=02i,i=-125I。

U=-10i=-10×(-125I)=125I,所以:R=125Ω。

τ=L/R=01/125=0008(s)=8(ms)。

(c)从电容两端断开处外加电压U,设流入的电流为I,则I=i。2Ω电阻电流为I,3Ω电阻电流为:I-2i1=I-2I=-I。

KVL:U=2I+3×(-I)+2I=I,R=U/I=1(Ω)。τ=RC=1×01/1000000=01/1000000(s)=1(μs)。

(d)两个电压源短路后,得到电路图如下左图:

左图等效改画为右图。

电路中的总电容为:C=2F+1F=3F,等效电阻为:R=1∥1=05(Ω)。

τ=RC=05×3=15(s)。

 
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