第16章 二端口网络
一、计算题
1.求如图16-1所示二端口网络的Y参数。[同济大学2007研]
图16-1
解:由图16-1可得:
简化后用矩阵形式表示得:
所以Y参数为:
2.如图16-2所示电路中,电阻网络NR的Z参数矩阵为,试求电路的单位阶跃响应iL(t)。[西安交通大学2007研]
图16-2
解:从题中所给Z参数矩阵可以确定该网络NR可用等效T型电路来替代,如图16-3(a)所示。其中
Z2=Z12=3Ω
Z3=Z22-Z12=5-3=2Ω
求得等效电路如图16-3(b)所示,进一步求阶跃响应:
(a) (b)
图16-3
所以。
3.在如图16-4所示电路中,NR是由线性电阻构成的双口网络。已知当u1(t)=30V,u2(t)=0时,i1(t)=5A,i2(t)=-2A。求当u1(t)=(12t+60)V,u2(t)=(30t+15)V时,电流i1(t)为多少?[华中科技大学2007研]
图16-4
解:双口网络的Z参数方程为:
代入数据得:
因为Z12=Z21,联立解得:i1(t)=9A。
4.求图16-5所示二端口的T参数。[北京科技大学2011研]
图16-5
解:由电路图可知,上图可以分解为T型电路和型电路的级联可以分别求出其T参数T1、T2,则二端口的T参数T= T1*T2;对于T型电路可以直接求得其Z参数:
指定端口电压和电流的参考方向。欲求Z11和Z21,将端口2-2’开路,在端口1-1’处施加电流,则有
由于该电路无受控源且结构对称,因此具有对称性和互易性,所以=4Ω,=7Ω
Z=,则有T参数与Z参数之间的关系可得
T1=
对于型电路可以直接求得其Y参数:
Y=
则有T参数与Y参数之间的关系可得
T2=
则 T=T1*T2=
5.电路如图16-6所示,已知电压
,双口网络的传输参数矩阵为
,试求及其有效值。[武汉科技大学2010研]
图16-6
解:(1)先利用双口网络参数方程和相量法求端口左边的等效电路
又
可得等效电路如下图。
图16-7
(2)再利用谐波分析法和相量法求解
S1:先求(直流)单独作用
直流作用时,电容开路、电感短路,端口右边相当于开路
S2:再求(基波)单独作用
与并联再与串联发生串联谐振,端口右边相当于短路
设,
S3:再求(二次谐波)单独作用
与并联发生并联谐振,端口右边相当于开路
设,
故有
6.如图16-8所示,R=2Ω,二端口网络的Z参数为
图16-8
解:分析电路如下图所示。
图16-9
根据题意,可列如下方程。
解得
所以复合二端口网络的Z参数为
7.如图16-10所示电路含有理想变压器,试求该双口网络的H参数矩阵。[西安交通大学2005研]
图16-10
解:分析电路如下图所示。
图16-11
由于H参数方程为
只要把U1、I2用I1、U2表示即可。
根据理想变压器原边电压和副边电压的关系,有
而
从而有
整理成矩阵形式有
求H参数时也可以根据H参数的定义去求解;还可以先写出Y参数方程或Z参数方程、T参数方程,再从中解出H参数方程。