第一章直流电路及其分析方法
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电路基础原理直流电路的特性与分析方法直流电路是电子学中最基础的一种电路,它的特性和分析方法对于理解和应用电路理论非常重要。
本文将介绍直流电路的特性以及常用的分析方法。
第一部分:直流电路的特性直流电路是指电流方向保持不变的电路。
它具有以下几个特性:稳定性:直流电路中的元件和电源都是恒定的,因此电流和电压的值也是稳定的。
这使得直流电路在一些应用场合中非常重要,例如电池供电的设备。
电压分布:在直流电路中,电势差沿着电路中的导线和元件均匀分布。
这意味着电压的值和方向在整个电路中是相同的,而不随位置的改变而变化。
电流分布:根据欧姆定律,电流在直流电路中的分布也是均匀的。
在一个平行电路中,电流将根据电阻的大小分流,但在串联电路中,电流将相同。
第二部分:直流电路的分析方法要分析直流电路的特性,可以使用以下几种方法:基尔霍夫定律:基尔霍夫定律是直流电路分析中最常用的方法之一。
它包括基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL)。
其中,KVL指出电路中环路中的电压之和为零,而KCL指出电流在一个节点中的总和为零。
这两个定律可以帮助我们建立电流和电压的方程,从而解析整个电路。
欧姆定律:欧姆定律是在分析电路时经常用到的公式。
它指出电流与电压之间的关系是线性的,即电流等于电压与电阻的比值。
根据欧姆定律,我们可以计算电路中每个元件的电流或电压。
串并联电路:当电路中包含多个电源和元件时,可以使用串并联的方法简化分析。
在串联电路中,电流是相同的,而电压则根据电阻的比值来分配。
在并联电路中,电压是相同的,而电流则根据电导的比值分配。
节点分析法:节点分析法是一种常用的电路分析方法,它基于基尔霍夫电流定律。
它将电路分成多个节点,并建立节点电流方程。
通过解这些方程,我们可以计算每个节点的电压和电流。
总之,直流电路的特性和分析方法对于理解和应用电路理论非常重要。
通过研究直流电路,我们可以深入了解电流和电压的分布规律,并且可以利用这些知识设计和优化电子设备。
《电工与电子技术基础》教材复习知识要点第一章:直流电路及其分析方法复习要点基本概念:电路的组成和作用;理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义;理解电压和电动势、电流参考方向的意义;理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏-安特性,以及电压源(包括恒压源)、电流源(包括恒流源)的外特性;理解电路(电源)的三种工作状态和特点;理解电器设备(元件)额定值的概念和三种工作状态;理解电位的概念,理解电位与电压的关系。
基本定律和定理:熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用,特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义,以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法:理解电阻的串、并联,掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法,以及分流、分压公式的熟练应用;掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法,掌握电路的功率平衡分析;掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路;掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式:欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=串串 KCL 、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I 分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+= 一段电路的电功率ba ab I U P ⨯= 电阻上的电功率R U R I I U P 22=⨯=⨯= 电能tP W ⨯=难点:一段电路电压的计算和负载开路(空载)电压计算,注意两者的区别。
常用填空题类型:1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω,相并联时的等效电阻为 16 Ω。
3.戴维南定理指出:任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
第一章:直流电路及其分析方法1、△试用戴维南定理求图所示电路中,9Ω上的电流I。
解: (1)用戴维南定理可求得UOC=6/(1+1)-9-4/(1+1)=-8(V);(2)RO=0.5+0.5=1(Ω);(3)I=-8/(9+1)=-0.8(A);2.△试用戴维南定理求如图所示电路中的电流I。
解:用戴维南定理可求得:(1)求开路电压UOC=2(V);(2)求等效电阻RO=1(Ω);(3)求电流I=2/(1+1)=1(A)3、△求图示电路中的I、U值。
解: 由KVL, 12 = 4 ×(I - 3 ) + 1 ×I 解出: I = 4.8 (A )U = - 4 ×( 4.8 - 3 ) = - 7.2(V )4、△求如图所示电路中4Ω电阻的电流I。
解:由于没有要求采用的方法,因此,此题有多种解法。
但结果正确即可。
用电源等效变换求:把电压源转换成电流源; 合并电流源;则39422=⨯+=I (A ) 或用支路电流法求解:设3Ω电流方向向上为I 1,6Ω电流方向向下I 2。
由KCL 和KVL 得:214I I I +=+;15431=+I I ;156321=+I I解得:3=I5、计算图示电路中的电流I。
(用戴维南定理求解)解:用戴维南定理求解(1)将1.2Ω电阻断开,求开路电压UOC ,21064620644=⨯+-⨯+=OC U V (2)等效电阻为 RO = 4∥6+4∥6=4.8Ω(3)用等效电路求电流I=UOC /(RO +R)=2/(4.8+1.2)=1/3A6.用戴维宁定理计算图示电路中支路电流I 。
解:用戴维南定理求解(1)将1.2Ω电阻断开,求开路电压UOC ,12664424646=⨯+-⨯+=OC U V (2)等效电阻为 RO = 4∥6+4∥6=4.8Ω(3)用等效电路求电流I=UOC /(RO +R)=12/(4.8+1.2)=2A7、△求如图所示电路中A 、B 之间的电压U 和通过1Ω电阻的电流I 。
第1章直流电路及其分析方法-选择复习题1.如图所示电路中,当电阻R2增加时,电流I将______。
(A) 增加(B) 减小(C) 不变2.二只白炽灯的额定电压为220V,额定功率分别为100W和25W,下面结论正确的是__________。
(A) 25W白炽灯的灯丝电阻较大(B) 100W白炽灯的灯丝电阻较大(C) 25W白炽灯的灯丝电阻较小3.常用电容器的两项主要数据是电容量和耐压值。
电容器的这个耐压值是根据加在它上面的电压_________来规定的?A. 最大值;B.平均值;C. 有效值;D.瞬时值。
4.图所示电路中,A、B端电压UAB=______。
A. -2VB. 2VC. -1VD. 3V5.电路如图所示,它的戴维南等效电路中,UOC和RO应是______。
A. 6V,2ΩB. 4.5V,2ΩC. 2V,2ΩD. 3V,3Ω6.如图所示电路, 电流源两端电压U=_ _V。
A. 15VB. 10VC. 20VD. -15V7.图示电路中R1增加时电压U2将_ ___。
A. 不变B. 减小C. 增加8.通常电路中的耗能元件是指______。
A.电阻元件B.电感元件C.电容元件D.电源元件9.用具有一定内阻的电压表测出实际电源的端电压为6V,则该电源的开路电压比6V_ ____。
A. 稍大B. 稍小C. 严格相等D. 不能确定10.电路如图所示,B、C两点间的电压U BC为:_____。
A. 2VB. 8VC. 0VD. -2V11.图示电路中,发出功率的电路元件为___ __。
A.电流源;B. 电压源;C. 电压源和电流源。
12.图示电路中,电流值I=_____。
A. 2A;B. 4A;C. 6A;D. -2A。
13.图示电路中,欲使I1= I/4,则R1、R2的关系式为______。
A. R1=3R2B.R1=R2/3C. R1=R2/4D.R1=4R214.图示电路中,U=-10V,则6V电压源发出的功率为_____W。
《电工与电子技术基础》自测题第1章直流电路及其分析方法判断题1.1 电路的基本概念1.电路中各物理量的正方向不能任意选取。
[ ]答案:X2.电路中各物理量的正方向不能任意选取。
[ ]答案:X3.某电路图中,已知电流I=-3A,则说明图中电流实际方向与所标电流方向相同。
答案:X4.某电路图中,已知电流I=-3A,则说明图中电流实际方向与所标电流方向相反。
答案:V5.电路中各物理量的正方向都可以任意选取。
[ ]答案:V6.某电路图中,已知电压U=-30V,则说明图中电压实际方向与所标电压方向相反。
答案:V7.组成电路的最基本部件是:电源、负载和中间环节[ ]答案:V8.电源就是将其它形式的能量转换成电能的装置。
[ ]答案:V9.如果电流的大小和方向均不随时间变化,就称为直流。
[ ]答案:V10.电场力是使正电荷从高电位移向低电位。
[ ]答案:V11.电场力是使正电荷从低电位移向高电位。
[ ]答案:X1.2 电路基础知识1.所求电路中的电流(或电压)为+。
说明元件的电流(或电压)的实际方向与参考方向一致;若为-,则实际方向与参考方向相反。
[ ]答案:V2.阻值不同的几个电阻相并联,阻值小的电阻消耗功率小。
[ ]答案:X3.电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。
[ ]答案:X4.电路就是电流通过的路径。
[ ]答案:V5.电路中选取各物理量的正方向,应尽量选择它的实际方向。
[ ]答案:V6.电路中电流的实际方向总是和任意选取的正方向相同。
[ ]答案:X* * 7.电阻是用来表示电流通过导体时所受到阻碍作用大小的物理量。
[ ]答案:V8.导体的电阻不仅与其材料有关,还与其尺寸有关。
[ ]答案:V9.导体的电阻只与其材料有关,而与其尺寸无关。
[ ]答案:X10.导体的电阻与其材料无关,而只与其尺寸有关。
[ ]答案:X11.电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成正比,与其电阻值成反比。
[ ]答案:V12.电阻中电流I的大小与加在电阻两端的电压U成反比,与其电阻值成正比。
[ ]答案:X13.如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少,则说明电源具有较差的外特性。
[ ]答案:X14.如果电源的端电压随着电流的增大而下降很少,则说明电源具有较好的外特性。
[ ]答案:V15.欧姆定律是分析计算简单电路的基本定律。
[ ]答案:V16.平时我们常说负载增大,其含义是指电路取用的功率增大。
[ ]答案:V17.平时我们常说负载减小,其含义是指电路取用的功率减小。
[ ]答案:V18.平时我们常说负载增大,其含义是指电路取用的功率减小。
[ ]* * 答案:X19.平时我们常说负载减小,其含义是指电路取用的功率增大。
[ ]答案:X20.在串联电路中,电阻越大,分得的电压越大。
[ ]答案:V21.在串联电路中,电阻越小,分得的电压越大。
[ ]答案:X22.在串联电路中,电阻越大,分得的电压越小。
[ ]答案:X23.在串联电路中,电阻越小,分得的电压越小。
[ ]答案:V24.在并联电路中,电阻越小,通过的电流越大。
[ ]答案:V25.在并联电路中,电阻越大,通过的电流越大。
[ ]答案:X26.在并联电路中,电阻越小,通过的电流越小。
[ ]答案:X27.在并联电路中,电阻越大,通过的电流越小。
[ ]答案:V28.用电器并联越多,取用的功率和电流都将增大,但电路的总电阻却减小。
[ ]答案:V29.用电器并联越多,取用的功率将增大,但电路的总电流和总电阻却减小。
[ ]答案:X30.用电器并联越多,输出的电流将增大,但电路的总功率和总电阻却减小。
[ ] 答案:X31.在电源电压不变的情况下,电路电阻的减小就是负载增大。
[ ] 答案:V32.在电源电压不变的情况下,电路电阻的增大就是负载增大。
[ ] 答案:X33.在电源电压不变的情况下,电路电阻的减小就是负载减小。
[ ] 答案:X34.在电源电压不变的情况下,电路电阻的增大就是负载减小。
[ ] 答案:V35.所求电路中的电流(或电压)为+。
说明元件的电流(或电压)的实际方向与参考方向一致;若为-,则实际方向与参考方向相反。
[ ]答案:V36.参考方向可以任意选择,同一电压或电流,在不同的参考方向下绝对值不变,而符号相反。
[ ]答案:V37.电流的参考方向可以任意选定。
[ ] 答案:V38.欧姆定律可表示成RI U -=,也可表示成RI U -=,这与采用的参考方向有关。
[ ] 答案:V39.根据物理量的正负和它的参考方向就能确定它的实际方向。
[ ] 答案:V40.根据电阻的定义式R=U/I,当线性电阻中电流增大时电阻将减小。
[ ]41.根据基尔霍夫电流定律,与某节点相关联各支路的电流实际方向不可能都同时流出该节点。
[ ] 答案:V42.电路中用短接线联接的两点电位相等,所以可以把短接线断开而对电路其他部分没有影响。
[ ] 答案:X43.在电压近似不变的供电系统中,负载增加相当于负载电阻减少。
[ ]答案:V44.一般线性电阻是双向性的,就是说它的伏安特性与施加电压的极性无关。
[ ]答案:V45.阻值不同的几个电阻相串联,阻值大的电阻消耗功率小。
[ ]答案:X46.阻值不同的几个电阻相并联,阻值小的电阻消耗功率大。
[ ]答案:V47.若电源电压恒定,负载电阻值减小时,电阻消耗的功率也减少。
[ ]答案:X48.在计算电路的功率时,不论用什么公式计算,其产生或消耗功率的结果应一样。
[ ]答案:V49.在计算电路的功率时,根据电压、电流的参考方向可选用相应的公式计算功率。
若选用的公式不同,其结果有时为吸收功率,有时为产生功率。
[ ]答案:X50.一个标明220V、110W的电阻负载,如果接在110V的电源上,仍然要消耗110W的功率。
[ ] 答案:X51.根据P=U2/R式,当输电电压一定时,若输电线电阻越大,则输电线功率损耗越小。
[ ]52.根据P=U2/R式,若两个电炉的额定电压相同,则额定功率大的电炉具有较小的电阻。
[ ] 答案:V53.根据P=UI,对于额定值220V、40W的灯泡,由于其功率一定,电源电压越高则其电流必然越小。
[ ]答案:X1.3 电路的工作状态1.平时我们常说负载减小,其含义是指电路取用的功率增大。
[ ]答案:X2.电路在开路状态下,因不构成闭合回路,所以电源内部也无能量转换。
[ ]答案:X3.一个标明220V、40W的电阻负载,如果接在110V的电源上,仍然要消耗40W的功率。
[ ] 答案:X4.电路在通路状态下,电源的端电压U总是大于电源电动势E,其差值为电源内阻电压降。
[ ] 答案:X5.电路在开路状态下,因不构成闭合回路,所以电源的内阻上也不会有电流通过。
[ ]答案:X6.电路在开路状态下,因不构成闭合回路,所以电路中无功率转换。
[ ]答案:V7.电路中断路的两点之间没有电流,但两点间可能存在电压。
[ ]答案:V8.电路中断路的两点之间没有电流,所以这两点间也不会有电压。
[ ]9.额定电压是指电气设备正常工作时的端电压。
[ ]答案:X10.在使用电器设备时,应尽可能的使之工作在额定状态。
[ ]答案:V11.用电设备的工作电压超过了它的额定值就是过载。
[ ]答案:V12.用电设备的工作电压小于其额定值就是过载。
[ ]答案:X13.用电设备的工作电压小于其额定值就是欠载。
[ ]答案:V14.用电设备的工作电压超过了它的额定值就是欠载。
[ ]答案:X15.电路工作在任何状态下,电源输出的电功率总是和负载消耗的电功率相等。
[ ]答案:V16.电路在通路状态下,电源的端电压U总是小于电源电动势E,其差值为电源内阻电压降。
[ ] 答案:V1.4 基尔霍夫定律1.电路中各物理量的正方向不能任意选取。
[ ]答案:X2.对电路中的任一节点,当各支路的电流方向选定时,则利用KCL列节点电流方程应当是唯一的。
[ ]答案:V3.按n个不同节点列写的n-1个KCL方程必然相互独立。
[ ]答案:V4.某电路图中,已知电压U=-30V,则说明图中电压实际方向与所标电压方向相同。
[ ]答案:X5.基尔霍夫定律只适合于直流电路,而不适合于交流电路。
[ ]答案:X6.基尔霍夫定律不仅适合于直流电路,也适合于交流电路。
[ ]答案:V7.对电路中的任一节点,当各支路电流方向选定时,则利用KCL列出的节点电流方程应当是唯一的。
[ ]答案:V8.利用KVL对电路中的某回路列写电压方程时,选取的绕行方向不同,列出的电压方程式一定不同。
[ ]答案:X9.对电路中的任一节点,当各支路电流方向选定时,则利用KCL列出的节点电流方程不一定相同。
[ ]答案:X10.利用KVL对电路中的某回路列写电压方程时,选取的绕行方向不同,列出的电压方程式一定相同。
[ ]答案:V11.简单电路的分析与计算,运用欧姆定律和电阻的串并联的知识即可解决。
[ ]答案:V12.对于复杂电路的分析与计算就一定要用到基尔霍夫定律来解决。
[ ]答案:V13.电路中任意两点间的电压等于所选路径中各元件电压的代数和。
而与所取路径无关。
[ ] 答案:V14.列写KVL方程时,每次一定要包含一条新支路才能保证方程的独立性。
[ ]答案:V15.若电路中有n个节点,则用支路电流法列写的KCL独立方程为n-1个。
[ ]答案:V16.按不同节点列写的n-1个KCL方程必然相互独立。
[ ]答案:V1.5 电压源、电流源及其等效变换1.由于理想电压源内阻为零,电源端电压恒等于电源电动势,不随输出电流的变化而变化。
[ ] 答案:V2.实际电压源的端电压随着输出电流的增大而降低。
[ ]答案:V3.实际电压源的端电压随着输出电流的增大而升高。
[ ]答案:X4.如果在恒压源支路上串联电阻或在恒流源的两端并联有电阻,那么这样的电路就可以进行等效变换。
[ ]答案:V5.如果在恒流源支路上串联电阻或在恒压源的两端并联有电阻,那么这样的电路就可以进行等效变换。
[ ]答案:X6.恒压源和恒流源之间不能进行等效变换。
[ ]答案:V7.电压源与电流源的等效变换只对外电路等效,对其内电路并不等效。
[ ]答案:X8.电压源与电流源的等效变换只对内电路等效,对其外电路并不等效。
[ ]答案:X9.理想电压源的端电压是由它本身确定的,与外电路无关。
至于流过它的电流则是任意的,由外电路来确定。
[ ]答案:V10.理想电流源中的电流是由它本身确定的,与外电路无关。
至于它的端电压,则是任意的,由外电路来确定。
[ ]答案:V11.实际电压源外接的负载电阻越小,其端电压也越小。
[ ]答案:V源。
[ ]答案:V1.6 电路的分析方法1.任何一个线性含源二端网络N,都可以用一个电压源来表示。
[ ]答案:V2.叠加原理只适合线性电路,而不适合非线性电路。