《音频功率放大电路综合实验》
实验报告
班 级
学 号
姓 名
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与心得
四.实验数据
五、思考与分析
一、填空题(每小题2分,共22分)
1、KVL体现了电路中 能量 守恒的法则。
2、一只100Ω,1w的电阻器,使用时电阻上的电压不得超过 10 V。
3、含US和IS两直流电源的线性非时变电阻电路,若IS单独作用时,R上的电流为I′,
当US单独作用时,R上的电流为I",(I′与I"参考方向相同),则当US和IS共同作
用时,R上的功率应为 (I′+I")2R 。
4、若电阻上电压u与电流i为非关联参考方向,则电导G的表达式为 G=-i/u 。
5、若电容上电压u与电流i为非关联参考方向,则u,i的瞬时VCR表达式为 i=Cduc/dt 。
6、若一阶电路电容电压的完全响应为uc(t)=8-3e-10tV,则电容电压的零输入响应
为 5e-10tV 。
7、若一个正弦电压的瞬时表达式为10cos(100πt+45°)V,则它的周期T为 0.02s 。
8、正弦稳态电路中,一个无源单口网络的功率因数为0.5, 端口电压u(t)=10cos (100t
+ψu)V,端口电流i(t)=3cos(100t-10°)A (u,i为关联参考方向),则电压的初相ψu
为 50°或-70° 。
9、若电感L=2H的电流i =2 cos(10t+30°)A (设u, i为关联参考方向), 则它的电压u
为 40cos(10t+120°)或40sin(10t+210°) 。
10、正弦稳态L,C串联电路中, 电容电压有效值为8V, 电感电压有效值为12V, 则总电
压有效值为 4V 。
11、L1=5H, L2=2H, M=1H 的耦合电感反接串联的等效电感为 5H 。
二、选择题(每小题3分,共18分)
( C )1、一RL电路在振动频率为ω的正弦信号作用下,表现出来的阻抗为1+j3 Ω,当正弦信号频率变为3ω时,RL电路表现出来的阻抗为:
A. 1+j Ω B. 1+j3 Ω C. 1+j9 Ω D. 1+j6 Ω
( B )2、两存在互感的线圈,已知L1=6H、L2=2H、M=2H,当线圈采用反向串联时
其等效电感为:
A. 6H B. 4H C. 8H D. 12H
( C )3、若RLC并联电路的谐振角频率为ω0,则在角频率ω>ω0时电路呈现:
A. 纯阻性 B.感性 C. 容性 D. 不能确定的性质
( C )4、电路如下图所示, US为独立电压源, 若外电路不变, 仅电阻R变化时, 将会引起:
A. 端电压U的变化 B. 输出电流I的变化
C. 电阻R支路电流的变化 D. 上述三者同时变化
( C )5、NA和NB均为含源线性电阻网络,在下图所示电路中3W电阻的端电压U应为:
A. 不能确定 B. -6 V C. 2 V D. -2 V
( D )6、若R1与R2并联后的等效电阻为10/3, 且流过R1和R2的电流之比为2∶1, 则
R1与R2的阻值应分别为:
A. 10Ω, 5Ω B. 5/3Ω, 10/3Ω
C. 10/3Ω, 5/3Ω D. 5Ω, 10Ω
三、判断题(每小题1分,共10分)
(×)1、电路等效变换时,如果一条支路的电流为零,可按短路处理。
(√)2、回路电流是为了减少方程式数目而人为假想的绕回路流动的电流。
(√)3、应用结点电压法求解电路,自动满足基尔霍夫电压定律。
(√)4、电阻元件上只消耗有功功率。
(√)5、电感元件是动态元件。
(√)6、一RLC串联电路发生谐振时,所吸收的无功功率为0。
(×)7、无功功率的概念可以理解为这部分功率在电路中不起任何作用。
(√)8、串联电路的总电压超前电流时,电路一定呈感性。
(√)9、由于线圈本身的电流变化而在本线圈中引起的电磁感应称为自感。
(√)10、平均功率即是有功功率。
四、简答题(每小题5分,共10分)
1、RL一阶电路与RC一阶电路的时间常数相同吗?其中的R是指某一电阻吗?
答:
RL一阶电路的时间常数τ=L/R,RC一阶电路的时间常数τ=RC;其中的R是指动态元件L、C两端的等效电阻。
2、发生并联谐振时,电路具有哪些特征?
答:
在电感和电容并联电路中,出现并联电路的端电压与总电流同相位的现象叫做并联谐振。并联谐振的特点是:在通过改变电容C达到并联谐振时,电路的总阻抗最大,因而电路的总电流变得最小。但是对每一支路而言,其电流都可能比总电流大得很多,因此并联谐振又称为电流谐振。另外,并联谐振时,由于端电压和总电流同相位,使电路的功率因数达到最大值,即cos 等于1,而且并联谐振不会产生危害设备安全的谐振过电压。因此,为我们提供了提高功率因数的有效方法。
五、计算题(每题10分,共40分)
1、试用网孔分析法求图示电路中的电压UO。
解:
如图电路有三个网孔,选择网孔电流方向为顺时针,依次为I1、I2、I3。…… 2分
列方程得
……………………………………………… 6分
联立解方程得I2=22/21A, I3=8/7A, =22/7V ……………… 2分
2、电路如图所示,N 是一个直流线性有源二端网络,R为可调电阻。当R =0 时,i=8A;当R=4Ω时,i=4A。求二端网络N的戴维南等效电路。
解:假设二端网络N的开路电压为Uab,等效电阻为Rab ……………… 2分
当R=0,R=4Ω时,对应的电路可以表示为
……… 2分
由此列写方程组为
………………………… 4分
解得Uab=24V,Rab=3Ω。
二端网络N的戴维南等效电路如下图
……… 2分
3、图示正弦交流电路中,已知UR=UL=10V,R=1/ωC=10W。试求IS。
解:
由已知条件可知
R=ωL=1/ωC=10W …………………………………… 2分
I1=1A,选取I1为参考相量, …………………………………… 2分
用相量法分析则有
所以=1A …………………………… 6分
4、一阶电路如图,t=0开关断开,断开前电路为稳态,求t≥0电感电流 iL(t) ,并画出波形。
解:采用三要素法进行分析
在断开前电路为稳态,电路中的电感相当于导线,由换路定则可知
iL(0+)=iL(0-)=4A。 ……………………………… 2分
当电路开关断开时,经过无限长时间电路再次打到稳态,电感相当于导线,可知
iL(∞)=1A ……………………………… 2分
当开关打开后,拿去电感L形成一端口,其对应的等效电阻为内部电源置零时的电阻,电压源用导线代替,电流源开路,可求得
R=4Ω
由此可知一阶电路的时间常数τ=L/R=0.25s ………… 2分
利用三要素法可知电感电流随时间的变化关系为
iL(t)= iL(∞)+[ iL(0+)- iL(∞)]e-t/τ=1+3e-4tA ………… 2分
波形如下
………… 2分
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