电路分析期末复习资料
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电路基本分析期末考试卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 电路中基本元件的伏安特性是描述元件电压与电流关系的曲线,以下哪种元件的伏安特性是线性的?A. 电阻B. 电容C. 电感D. 二极管2. 在串联电路中,各元件的电流关系是什么?A. 电流相等B. 电流不等C. 电压相等D. 电阻相等3. 欧姆定律描述了电阻、电流和电压之间的关系,其数学表达式是:A. V = IRB. V = I + RC. I = V + RD. I = V - R4. 基尔霍夫电流定律(KCL)适用于:A. 所有电路B. 仅直流电路C. 仅交流电路D. 仅线性电路5. 一个电路中,总功率等于:A. 所有电阻的功率之和B. 所有电压的功率之和C. 所有电流的功率之和D. 所有电源的功率之和二、填空题(每空1分,共10分)6. 电路中最基本的元件有________、________和________。
7. 当电路中的电阻为纯电阻时,电路的功率因数为________。
8. 电容元件的储能公式为________,电感元件的储能公式为________。
9. 根据基尔霍夫电压定律(KVL),在任何闭合回路中,沿着回路的________等于________。
10. 一个电路的频率响应是指电路对不同频率信号的________。
三、简答题(每题5分,共20分)11. 解释什么是叠加定理,并给出一个应用叠加定理的例子。
12. 什么是戴维南定理,它在电路分析中有什么作用?13. 说明什么是谐振电路,并描述其在电路中的作用。
14. 什么是功率因数,它对电路的效率有什么影响?四、计算题(每题15分,共30分)15. 给定一个由三个电阻R1=100Ω,R2=200Ω,R3=300Ω串联组成的电路,求电路的总电阻和总电流,假设电源电压为24V。
16. 考虑一个RLC串联电路,其中R=10Ω,L=0.5H,C=1/(1600π)F,电源频率为50Hz。
《电路分析》练习题 一、 填 空 题1、由 理想电路 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 电路模型 ,这类电路只适用 集总 参数元件构成的低、中频电路的分析。
2、电路分析的基本依据是_两类约束 方程。
3、理想电压源输出的 电压 值恒定,输出的 电流 由它本身和外电路共同决定;理想电流源输出的 电流 值恒定,输出的 电压 由它本身和外电路共同决定。
4、在多个电源共同作用的 线性 电路中,任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的 叠加 ,称为叠加定理。
5、自动满足基尔霍夫第一定律的电路求解法是 回路电流法 。
6、自动满足基尔霍夫第二定律的电路求解法是 节点电压法 。
7、图1所示电路中电流i = 2 A 。
图1 8、图2所示单口网络的短路电流sc i =1 A 。
图29、图3所示电路中电压 u = -4 V 。
图3 10、图4所示单口网络的等效电阻= 2 Ω。
图411、动态电路是指含有__动态_____元件的电路,其电路方程是微分方程。
12、5F 的线性电容的端口特性为q u 2.0=。
Ω16VΩ- 10V +u-+Ω4ab13、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是__电感_____元件。
14、10Ω电阻和0.2F 电容并联电路的时间常数为___2____s 。
15、1Ω电阻和2H 电感并联一阶电路中,电感电压零输入响应为 tL eu 5.0)0(-+ V 。
16、R LC 并联正弦电流电路中,A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为___5____A 。
17、电流源t t i sc cos 8)(=A 与电阻Ω=2o R 并联单口网络向外传输的最大平均功率为__16_____W 。
18.如图5所示谐振电路,已知S U =100mv ,则谐振时电压Uc = V 。
图519. 如图6所示电路,已知R=3Ω,L ω=1Ω ,I =10 A ,则R I = A 。
电路分析课程期末复习要点电路的基本概念和定理熟悉电路与电路模型,电流、电压的参考方向及关联参考方向,功率的发出与吸收等概念;熟悉基尔霍夫定律,电阻元件,独立电压源、独立电流源、受控源,两类约束与电路方程,线性与非线性电阻的概念;熟练掌握利用两类约束求解电路的基本方法。
线性电阻电路掌握两个串联电阻的分压公式和两个并联电阻的分流公式,并用于电路计算。
掌握电阻串、并、混联和独立电压源串联、独立电流源并联的等效变换。
掌握两种电源电路模型的相互等效变换,并用于含源单口网络的化简。
熟练掌握支路电流法,结点分析法,网孔分析法,含受控源电路的分析。
网络定理掌握叠加定理、戴维宁定理和最大功率传输定理,并用于电路计算。
会进行简单含源单口网络的等效化简。
正弦稳态分析掌握表征正弦量的三要素,有效值电压(电流)与其幅值的关系。
掌握两同频正弦量相位差及相位超前与滞后的概念。
掌握基尔霍夫定理和R、L、C元件VCR关系式的相量形式及阻抗的概念。
掌握正弦稳态电路相量模型的画法。
掌握一般正弦稳态电路的相量分析方法,会用网孔分析法分析计算正弦稳态电路。
正弦稳态的功率理解瞬时功率、平均功率、功率因数的概念与最大功率传输定理。
掌握平均功率与功率因数的计算方法,会算简单电路的平均功率与功率因数。
了解对称三相电源,Y联结和∆联结时线电压(电流)与相电压(电流)的关系。
含耦合电感的电路分析理解耦合电感元件的表征参数和同名端的概念。
掌握耦合电感元件电压—电流关系式的列写方法。
理解理想变压器的性质和表征参数,掌握理想变压器两侧端口电压、电流和阻抗的变换方程。
会分析计算含理想变压器的简单电路。
网络函数和频率特性理解网络函数的定义、分类、计算方法和频率特性。
掌握一阶RC低通、高通滤波电路的转移电压比、转折频率及通频带的概念和计算。
掌握RLC串联谐振电路的谐振条件、谐振频率、Q值和谐振时电路中R、L、C上电压与输入电压的关系和电流的概念与计算。
了解RLC串联谐振电路的频率特性。
高三物理期末复习(六)电路的分析与计算班级: 姓名: 座号:1.如图所示,两根相距为L 的平行直导轨ab ab、、cd cd,,b 、d 间连有一固定电阻R ,导轨电阻可忽略不计。
略不计。
MN MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,上的一导体杆,与与ab 垂直,垂直,其电阻也为其电阻也为R 。
整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。
现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v (如图)做匀速运动。
令U 表示MN 两端电压的大小,则(两端电压的大小,则( )) A .,21vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B .,21vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到bC .,vBlU =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d D .,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b2.2.某实验小组用三只相同的小灯泡,联成如图所示的电路,研究串某实验小组用三只相同的小灯泡,联成如图所示的电路,研究串并联电路特点。
实验中观察到的现象是(并联电路特点。
实验中观察到的现象是( ) A.K 2断开,断开,K K 1与a 连接,三只灯泡都熄灭连接,三只灯泡都熄灭 B. K 2断开,断开,K K 1与b 连接,三只灯泡亮度相同连接,三只灯泡亮度相同C. K 2闭合,闭合,K K 1与a 连接,三只灯泡都发光,连接,三只灯泡都发光,L L 1、L 2亮度相同亮度相同 D. K 2闭合,闭合,K K 1与b 连接,三只灯泡都发光,连接,三只灯泡都发光,L L 3亮度小于L 2的亮度的亮度 3.3.在如图所示电路中,当变阻器在如图所示电路中,当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时(端移动时( ) A .电压表示数变大,电流表示数变小.电压表示数变大,电流表示数变小. . B .电压表示数变小,电流表示数变大.电压表示数变小,电流表示数变大. . C .电压表示数变大,电流表示数变大.电压表示数变大,电流表示数变大. . D .电压表示数变小,电流表示数变小.电压表示数变小,电流表示数变小. . 4.4.图为一电路板的示意图,图为一电路板的示意图,a 、b 、c 、d 为接线柱,a 、d 与220V 的交流电源连接,ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻间分别连接一个电阻..现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为220V.220V.由此可知(由此可知(由此可知( )) A.ab 间电路通,cd 间电路不通间电路不通 B.ab 间电路不通,bc 间电路通间电路通 C.ab 间电路通,bc 间电路不通间电路不通 D.bc 间电路不通,cd 间电路通间电路通 5.在如图所示的电路中,由于电阻发生故障,电压表和电流表的读数都增大,如果两只电表都可看作理想电表,肯定出现了下列哪种故障(肯定出现了下列哪种故障( )) A .R 1断路断路 B B B..R 1短路短路 C C C..R 3短路短路 D D D..R 2短路短路 6.6.如图所示的电路中,电池的电动势为如图所示的电路中,电池的电动势为E ,内阻为r ,电路中的电阻R 1、R 2和R 3的阻值都相同。
电路分析期末试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 在直流电路中,电压与电流的关系遵循什么定律?A. 欧姆定律B. 基尔霍夫电压定律C. 基尔霍夫电流定律D. 焦耳定律答案:A2. 一个电阻为10Ω的电阻器与一个电容为5μF的电容器并联,接在频率为50Hz的交流电源上,电路的总阻抗是多少?A. 8.04ΩB. 8.16ΩC. 8.22ΩD. 8.34Ω答案:A3. 在理想变压器中,一次侧和二次侧的电压比与什么成正比?A. 频率B. 电阻C. 匝数D. 电流答案:C4. 一个电路中包含一个5V的直流电源和一个10Ω的电阻,通过电阻的电流是多少?A. 0.5AB. 0.25AC. 0.75AD. 1A答案:B5. 二极管的主要特性是什么?A. 单向导电性B. 高电阻C. 高电容D. 可逆性答案:A6. 在电路中,一个电感为0.5H的电感器与一个电阻为20Ω的电阻器串联,电路的总阻抗是多少?A. 20.1ΩB. 20.2ΩC. 20.5ΩD. 21Ω答案:C7. 什么是电路的最大功率传输条件?A. 负载阻抗等于源阻抗B. 负载阻抗等于源阻抗的一半C. 负载阻抗等于源阻抗的两倍D. 负载阻抗无穷大答案:A8. 三相交流电路中,线电压与相电压的关系是什么?A. 相电压是线电压的√3倍B. 线电压是相电压的√3倍C. 相电压与线电压相等D. 线电压是相电压的2倍答案:B9. 一个电路中包含一个电容器和一个电感器,当交流电源频率增加时,电路的总阻抗将如何变化?A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案:B10. 在电路分析中,戴维宁定理用于简化什么类型的电路?A. 仅包含电阻的电路B. 线性双端网络C. 仅包含电容的电路D. 仅包含电感的电路答案:B二、简答题(每题10分,共40分)11. 解释什么是叠加定理,并给出一个应用叠加定理的例子。
答案:叠加定理是电路分析中的一个重要定理,它指出在一个含有多个电源的线性双端网络中,任意一支路的电流或电压可以看作是由各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。
直流电路、动态电路、交流电路(含耦合电感、变压器)三个部分。
第一部分直流电路一、复习内容1.电压、电位、电流及参考方向、电功率:UI P =P.5(1)U 、I 参考方向关联:⎩⎨⎧<>=)(00提供实发实吸吸UIP (2)U 、I 参考方向非关联:⎩⎨⎧<>-=)(00提供实发实吸吸UIP 2.欧姆定律:(1)U 、I 参考方向关联:RI U =;(2)U 、I 参考方向非关联:RI U -=3.电压源、电流源及各自特性4.无源和有源二端网络的等效变换(最简等效电路)5.基尔霍夫定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0ii U KVLI KCL6.两种实际电源的等效变换:P.49(1)有伴电压源等效变换成有伴电流源;(2)有伴电流源等效变换成有伴电压源。
注意:任何支路或元件与电压源并联,对外电路而言,总可等效为电压源;任何支路或元件与电流源串联,对外电路而言,总可等效为电流源;理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
P.487.支路电流法:1-n 个节点电流(KCL )方程,1+-n b 个回路电压(KVL )方程。
8.网孔电流法:P.98(1)当支路有电流源时的处理,P.99例3-6;(2)当支路有受控源时的处理,P.99例3-7,要列补充方程。
9.节点电压法:P.105(1)只含一个独立节点的节点电压方程:弥尔曼定理。
P.107图3-21;(2)含独立无伴电压源的处理:P.107例3-13;(3)含受控源的处理:P.108例3-14;(4)利用节点电压法求解运算放大电路:P.111例3-17。
10.叠加定理:P.115。
(1)电压源s U 不作用,短路之;(2)电流源s I 不作用,开路之;(3)线性电路中的电压、电流响应可以表为激励的线性组合。
11.戴维南定理:oc U ,开路电压;i R,除源后等效电阻。
I12.最大功率传递定理:当L i R R =时,max 4ociP R =13.运算放大器:利用虚短路、虚断路(虚开路),KCL ;利用节点电压法,注意不得对输出点列写方程。
电路期末知识点总结归纳1. 电路基础知识1.1 电路的基本概念1.2 电路元件的分类和特性1.3 电路分析方法1.4 电路中的电压和电流2. 电路分析方法2.1 基尔霍夫定律2.2 节点分析法2.3 网络分析法2.4 电路等效变换3. 直流电路分析3.1 电阻并联、电阻串联3.2 节点电压法分析电路3.3 电流互换定律3.4 电阻网络的戴维宾定理4. 交流电路分析4.1 交流电路中的频率与周期4.2 交流电路中的电压和电流的相位关系4.3 交流电路中的电阻、电感、电容的等效电路4.4 交流电路中的电压和电流的沿程关系5. 三相电路分析5.1 三相电路的基本概念5.2 三相平衡电路分析5.3 三相不平衡电路分析5.4 三相电路中的功率计算6. 电路中的功率问题6.1 有源元件和无源元件的功率计算6.2 功率因素和功率的优化6.3 电路功率的计算和分析方法6.4 电路中的有功功率和无功功率7. 电路的稳态和稳定性分析7.1 电路的瞬态和稳态响应7.2 电路的稳定性分析7.3 电路的频率响应和相位裕度7.4 电路的时间响应和频率响应的关系8. 电子管电路分析8.1 二极管的特性和应用8.2 晶体管的特性和应用8.3 功率放大电路的分析8.4 集成电路的特性和应用9. 电路中的峰值与均值9.1 电路中的波形峰值和均值的计算方法 9.2 电路中的均方根值和有效值的计算方法9.3 电路中的均值定理和峰值定理10. 电路的滤波与调节10.1 电路中的低通滤波器与高通滤波器 10.2 电路中的带通滤波器与带阻滤波器 10.3 电路中的调节电路与稳压电路10.4 电路中的滤波电路和调节电路的应用11. 电路中的混合信号处理11.1 模拟信号和数字信号的基本概念11.2 模拟信号的数字化处理和数字信号的模拟化处理11.3 电路中的模拟与数字信号处理的混合应用11.4 电路中的混合信号处理的设计与应用12. 电路中的噪声与干扰12.1 电路中的噪声源和噪声特性12.2 电路中的干扰源和干扰特性12.3 电路中的噪声与干扰的抑制和消除12.4 电路中的噪声与干扰分析与测量13. 电路的设计与仿真13.1 电路设计的基本原理与方法13.2 电路仿真软件的应用与特性13.3 电路设计与仿真的案例分析13.4 电路设计与仿真的进展与发展趋势以上就是电路期末考试的知识点总结,希望对大家的复习有所帮助。
第8讲电路故障分析——划重点初三期中期末之复习讲义一.电流表及电压表示数变化分析1.当电路任何一处位置出现断路时,电流表无示数。
2.当电压表所测的用电器短路时,电流只流被短路用电器那条路,电压表也同时被短路,所以电压表示数为0(或者说电压表实际测的是短路导线两端的电压,而导线两端电压接近于0,电压表示数为0)3.当电压表所测用电器断路,相当于电压表与其他用电器串联,因为电压表阻值非常大,此时电压表分到的电压非常接近电源电压,其他用电器分到的电压几乎为0。
4.当电压表所测范围之外的电路出现断路或者电压表连接出现断路时,电压表无电流通过,电压表示数为0。
二.串联电路故障分析电路图灯泡现象电表示数故障L1不亮L2亮有示数(示数变大)无示数变大至等于电源电压L1短路L1亮L2不亮有示数(示数变大)变大至等于电源电压无示数L2短路L1不亮L2不亮无示数变大至等于电源电压无示数L1断路L1不亮L2不亮无示数无示数变大至等于电源电压L2断路L1不亮L2不亮无示数无示数无示数电压表测量范围外某处断路【针对练习1】如图所示电路,电源电压U=6V,当开关闭合时,两灯均不亮,电压表示数为6V,这说明()A.L1的灯丝断了B.L2的灯丝断了C.开关S处有断路D.L1灯丝短路【答案】A【详解】开关闭合后,两个灯泡都不发光,说明电路是断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,因此故障是L1的灯丝断了。
故选A。
【针对练习2】在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压表示数变大。
下列说法正确的是()A.灯L可能短路B.电阻R可能短路C.灯L可能变亮D.另一个电压表示数变小【答案】A【详解】读图可知,灯泡与定值电阻串联,左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),右边的电压表V2测量的是定值电阻R两端的电压。
由于电源电压不变,故由于左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),电源电压不变,则其示数不变;电路的故障存在以下四种可能性:电灯L短路,电源电压都加在R两端,右边的电压表V2的示数会变大,灯泡不发光;电灯L断路,右边的电压表V2无示数;电阻R断路,右边的电压表V2通过灯丝、导线直接接在电源的两极上,测电源电压,故右边电压表示数变大;电阻R短路,右边的电压表测一导线两端的电压,示数变小为0,此时灯两端的电压变大、灯L变亮。
一.单项选择题:1.图示电路中电流i S 等于(-3A )1)1.5A 2)-1.5A 3)3A 4)-3A2.图示电路中电流I 等于(-2A )1)2A 2)-2A 3)3A 4)-3A3.电路如图示, U ab 应为 (0V )A. 0 VB. -16 VC. 0 VD. 4 Va4.图示直流稳态电路中电压U 等于(-10V )1)12V 2)-12V 3)10V4)-10V5.图示电路中电压U等于(2V)1)2V2)-2V3)6V4)-6V6.图示电路中5V电压源发出的功率P等于(15W)1)15W2)-15W3)30W4)-30W7.图示电路中负载电阻R L获得的最大功率为(4W)1)2W2)4W3)8W4)16W8.电路如图所示, 若R、U S、I S均大于零,, 则电路的功率情况为A. 电阻吸收功率, 电压源与电流源供出功率B. 电阻与电流源吸收功率, 电压源供出功率C. 电阻与电压源吸收功率, 电流源供出功率D. 电阻吸收功率,供出功率无法确定答( B )UI S9.图示单口网络的等效电阻R ab 等于(2Ω)1)2Ω 2)3Ω 3)4Ω 4)6Ω10.图示电路中开关闭合后电容的稳态电压u C (∞)等于(-2V )1)-2V 2)2V 3)-5V 4)8V11.图示电路的开关闭合后的时间常数等于(2S )1)0.5s 2)1s 3)2s 4)4s11.图示正弦电流电路中电流i (t )等于(2 cos (2t -53.1°)A )1)2 cos (2t +53.1°)A 2)2 cos (2t -53.1°)A 3)2 cos(2t+36.9°)A4)2 cos(2t-36.9°)A5 A )13.图示正弦电流电路中电流i R(t)的有效值等于(21)5A2)10A5 A3)210 A4)214.图示电路中电阻R吸收的平均功率P等于(4W)1)16W2)8W3)4W4)2W15.图示正弦电流电路中电压u(t)超前电流i S(t)的角度等于(-26.6°)1)-26.6°2)-45°3)26.6°4)53.1°16.图示正弦电流电路中,已知电流有效值I R=3A,I L=1A。
第一章电路模型和电路定律(1)重点:1)电压电流的参考方向2)元件的特性3)基尔霍夫定律(2)难点:1)电压电流的实际方向与参考方向的联系和差别2)理想电路元件与实际电路器件的联系和差别3)独立电源与受控电源的联系和差别重点例题:例1-1:求电流i、功率P (t)和储能W (t)。
(t)的函数表示式为:解:uS解得电流:功率:能量:例1-2:求图示电路中的开路电压U。
解:由左边回路解得电流I2 根据KVL:根据KCL:例1-3 求图示电路中各方框所代表的元件消耗或产生的功率。
已知:U1=1V, U2=-3V, U3=8V, U4=-4V, U5=7V, U6=-3V,I1=2A, I2=1A, I3=-1A解:WPPP WPPPPP19)(19)(635 421=+== +++=消耗发出本题的计算说明:对一完整的电路,发出的功率=消耗的功率第二章电阻电路分析(1)重点:1)电路等效的概念2)电阻的串联和并联3)实际电源的两种模型及其等效变换(2)难点:1) 等效变换的条件和等效变换的目的2)含有受控源的一端口电阻网络的输入电阻的求解重点例题分析:1.等效电阻的求解纯电阻电路:电阻的串并联法则含受控源的电阻电路:外加电源法或开路短路法例2-1:求图示电路的等效电阻: Rab。
解:应用电阻串并联等效,最后得:Rab=70Ω例2-1图a例2-1图b例2-1图c 例2-1图d例2-2:计算图示含有受控源的一端口电路的输入电阻。
解:因为电路中有受控源,求输入电阻时,先把独立源置零,然后在端口外加电压源,如图示,由KCL 和KVL 得:输入电阻为端口电压和电流的比值:60Ω100Ω Ω10Ω b40Ω80Ω20a60Ω100Ω 60Ωb120Ω20Ω100Ω 60Ωb40Ω20Ω100ΩΩb20Ω2.电源的等效变换注:受控源也可作等效变换 例2-3 求电流i 1例2-3图a解:第三章 线性网络的一般分析方法(1)重点:1)KCL 和 KVL 独立方程数的概念2)结点电压法3)回路电流法(网孔电流法) (2)难点:1)独立回路的确定2)正确理解每一种方法的依据3)含独立电流源和受控电流源的电路的回路电流方程的列写 4)含独立电压源和受控电压源的电路的结点电压方程的列写32321R R R R R R ++=3321/)//(R r R R R U i S+=SU R ri R R Ri =+31321/)//(重点例题解析:1.回路电流法回路法的一般步骤:(1) 选定l=b-(n -1)个基本回路,并确定其绕行方向;(2) 对l个基本回路,以回路电流为未知量,列写 KVL 方程;(3) 求解上述方程,得到l个回路电流;(4) 求各支路电流(用回路电流表示 ) ;(5) 其它分析。
例3-1 列写图示电路的回路电流方程( 电路中含有受控源)。
解:选网孔为独立回路如图所示,把受控电压源看作独立电压源列方程:回路1回路2回路3由于受控源的控制量U 是未知量,需增补一个方程:选网孔为独立回路整理以上方程消去控制量U得:回路1回路2回路3例3-2 求电路中电压 U ,电流 I 和电压源产生的功率。
解:独立回路的选取如图所示,回路方程为:选取的独立回路回路1回路2回路3回路4从中解得:则所求电流电压电压源产生的功率2.结点电压法结点法的一般步骤:(1) 选定参考结点,标定其余n-1个独立结点;(2) 对n-1个独立结点,以结点电压为未知量,列写其KCL方程;(3) 求解上述方程,得到n-1个结点电压;(4) 求各支路电流(用结点电压表示) ;(5) 其它分析。
例3-3 列写图示电路的结点电压方程。
解:结点编号及参考结点的选取如图所示,结点电压方程为:结点1结点2结点3增补方程:注:本题说明:(1)与电流源串接的电阻或其它元件不参与列方程;(2)支路中有多个电阻串联时,要先求出总电阻再列写方程。
例3-4 列写图示电路的结点电压方程(图中含有受控源)。
解:结点编号及参考结点的选取如图所示,先把受控源当作独立源列方程:结点1结点2由于受控源的控制量U R2是未知量,需增补一个方程:整理以上方程消去控制量 U R2 得: 结点1121121111s n n i u R u R R =-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+结点2注:本题说明对含有受控电源的电路,可先把受控源看作独立电源列方程,再增补将控制量与结点电压的关系方程。
第四章 网络定理(1)重点:1)叠加定理2)戴维宁定理和诺顿定理3)最大功功率传输定理 (2)难点:1)各电路定理应用的条件2)电路定理应用中受控源的处理重要例题分析: 1.叠加定理的内容叠加定理表述为:在线性电路中,任一支路的电流(或电压)都可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时,在该支路产生的电流(或电压)的代数和。
例4-1 求图示电路的电压 U.例4-1图解:应用叠加定理求解。
首先 画出分电路图如下图所示当12V电压源作用时,应用分压原理有:当3A电流源作用时,应用分流公式得:则所求电压:。
例4-2 计算图示电路的电压 u 。
例4-2图解:应用叠加定理求解。
首先画出分电路图如下图所示当 3A 电流源作用时:其余电源作用时:则所求电压:本例说明:叠加方式是任意的,可以一次一个独立源单独作用,也可以一次几个独立源同时作用,取决于使分析计算简便。
2.齐性原理由以上叠加定理可以得到齐性原理。
齐性原理表述为:线性电路中,所有激励(独立源)都增大(或减小)同样的倍数,则电路中响应(电压或电流)也增大(或减小)同样的倍数。
当激励只有一个时,则响应与激励成正比。
例4-3 求图示电路的电流i,已知:RL=2Ω R1=1Ω R2=1Ω uS =51V例4-5图解:采用倒推法:设i' =1A 。
则各支路电流如下图所示,此时电源电压为:,根据齐性原理:当电源电压为:时,满足关系:3.戴维宁定理的内容戴维宁定理表述为:任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,总可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效替代;此电压源的电压等于外电路断开时一端口网络端口处的开路电压uoc ,而电阻等于一端口的输入电阻(或等效电阻Req)。
例4-4 计算图示电路中Rx分别为1.2Ω、5.2Ω时的电流 I ;例4-10 图(a)解:断开Rx支路,如图(b)所示,将其余一端口网络化为戴维宁等效电路:例4-10 图(b)例4-10 图(c)1)求开路电压 Uoc2)求等效电阻Req。
把电压源短路,电路为纯电阻电路,应用电阻串、并联公式,得:3)画出等效电路,接上待求支路如图(d)所示,当Rx=1.2Ω时,当Rx =5.2Ω时,例4-10 图(d)例4-5 计算图示电路中的电压U;例4-11 图(a)解:应用戴维宁定理。
断开3Ω电阻支路,如图(b)所示,将其余一端口网络化为戴维宁等效电路:1)求开路电压 Uoc2)求等效电阻 Req方法1:外加电压源如图(c)所示,求端口电压U 和电流I0的比值。
注意此时电路中的独立电源要置零。
因为:所以方法2:求开路电压和短路电流的比值。
把电路断口短路如图(d)所示。
注意此时电路中的独立电源要保留。
对图(d)电路右边的网孔应用KVL,有:例4-11 图(b)例4-11 图(c)例4-11 图(d)所以I =0 ,则3) 画出等效电路,如图(e)所示,解得:例4-11 图(e)注意:计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法,要具体问题具体分析,以计算简便为好。
4.诺顿定理的内容诺顿定理表述为:任何一个含源线性一端口电路,对外电路来说,可以用一个电流源和电导 (电阻)的并联组合来等效置换;电流源的电流等于该一端口的短路电流,而电导(电阻)等于把该一端口的全部独立电源置零后的输入电导(电阻)。
例4-6 应用诺顿定理求图示电路中的电流 I 。
例4-6 图(a)解:(1) 求短路电流ISC ,把ab端短路,电路如图(b)所示,解得:所以:例4-6 图(b)(2) 求等效电阻Req ,把独立电源置零,电路如图(c)所示。
解得:(3) 画出诺顿等效电路,接上待求支路如图(d)所示,应用分流公式得:注意:诺顿等效电路中电流源的方向。
例4-6 图(c)例4-6 图(d)5.最大功率传输定理有源线性一端口电路传输给负载的最大功率条件是:负载电阻RL等于一端口电路的等效内阻。
称这一条件为最大功率匹配条件。
将这一条件代入功率表达式中,得负载获取的最大功率为:例4-7 图示电路中负载电阻RL为何值时其上获得最大功率,并求最大功率。
例4-7 图(a)解:应用戴维宁定理。
断开电阻RL所在支路,如图(b)所示,将一端口网络化为戴维宁等效电路。
1) 求开路电压Uoc因为:解得:例4-7 图(b)2)求等效电阻Req,用外加电源法。
电路如图(c)所示。
因为:所以:例4-7 图(c)3)由最大功率传输定理得:时,其上获取最大功率,且需要注意的是:1)最大功率传输定理用于一端口电路给定,负载电阻可调的情况:2) 计算最大功率问题结合应用戴维宁定理或诺顿定理最方便。
第六章一阶电路(1)重点1)动态电路方程的建立和动态电路初始值得确定2)一阶电路时间常数的概念3)一阶电路的零输入响应和零状态响应4)求解一阶电路的三要素方法5)自由分量和强制分量、暂态分量和稳态分量的概念(2)难点1)应用基尔霍夫定律和电感、电容的元件特性建立动态电路方程2)电路初始条件的概念和确定方法3)一阶电路的时间常数、零输入响应、零状态响应、冲激响应、强制分量、自由分量、稳态分量、暂态分量的概念和求解重要例题分析:1.一阶电路的初始值的确定重要概念:换路定律根据换路定律可以由电路的uC(0-) 和iL(0-) 确定uC(0+)和iL(0+) 时刻的值 , 电路中其他电流和电压在 t=0+ 时刻的值可以通过 0+ 等效电路求得。
求初始值的具体步骤是:1)由换路前 t=0-时刻的电路(一般为稳定状态)求uC (0-) 或 iL (0-) ;2)由换路定律得uC (0+) 和iL (0+) ;3)画 t=0+ 时刻的等效电路:电容用电压源替代,电感用电流源替代(取0+ 时刻值,方向与原假定的电容电压、电感电流方向相同);4)由 0+ 电路求所需各变量的 0+ 值。
例6-1 图示电路在 t<0 时电路处于稳态,求开关打开瞬间电容电流 iC (0+)例6-1 图(a)(b)解:(1) 由图(a) t=0-电路求得:uC (0-)=8V(2) 由换路定律得:uC (0+)=uC (0-)=8V(3) 画出0+等效电路如图 (b) 所示,电容用 8V 电压源替代,解得:例6-2 图示电路在 t<0 时电路处于稳态,t = 0 时闭合开关,求电感电压 uL (0+) 。