电路分析基础第四章4-4,5,6
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电路分析基础知识点概要请同学们注意:复习时不需要做很多题,但是在做题时,一定要把相关的知识点联系起来进行整理复习,参看以下内容:1、书上的例题2、课件上的例题3、各章布置的作业题4、测试题第1、2、3章电阻电路分析1、功率P的计算、功率守恒:一个完整电路,电源提供的功率和电阻吸收的功率相等关联参考方向:ui=P-P=;非关联参考方向:ui<P吸收功率0P提供(产生)功率>注意:若计算出功率P=-20W,则可以说,吸收-20W功率,或提供20W功率2、网孔分析法的应用:理论依据---KVL和支路的VCR关系1)标出网孔电流的变量符号和参考方向,且参考方向一致;2)按标准形式列写方程:自电阻为正,互电阻为负;等式右边是顺着网孔方向电压(包括电压源、电流源、受控源提供的电压)升的代数和。
3)特殊情况:①有电流源支路:电流源处于网孔边界:设网孔电流=±电流源值电流源处于网孔之间:增设电流源的端电压u并增补方程②有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程3、节点分析法的应用:理论依据---KCL和支路的伏安关系1)选择参考节点,对其余的独立节点编号;2)按标准形式列写方程:自电导为正,互电导为负;等式右边是流入节点的电流(包括电流源、电压源、受控源提供的电流)的代数和。
3)特殊情况:①与电流源串联的电阻不参与电导的组成;②有电压源支路:位于独立节点与参考节点之间:设节点电压=±电压源值位于两个独立节点之间:增设流过电压源的电流i 并增补方程③有受控源支路:受控源暂时当独立电源对待,要添加控制量的辅助方程4、求取无源单口网络的输入电阻i R (注:含受控源,外施电源法,端口处电压与电流关联参考方向时,iu R i =) 5、叠加原理的应用当一个独立电源单独作用时,其它的独立电源应置零,即:独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;但受控源要保留。
注意:每个独立源单独作用时,要画出相应的电路图;计算功率时用叠加后的电压或电流变量求取。
/i4-16 用戴维南定理求图题4-11所示电路中流过20k Ω电阻的电流及a 点电压。
a U 解将电阻断开,间戴维南等效电路如图题解4-16所示。
20k Ω,a bk Ω60//3020120120(30120100)V 60V6030a OCR k k k U ==Ω+=×−+=+ 将电阻接到等效电源上,得20k Ω3360mA 1.5mA2020(2010 1.510100)V 70V ab a i U −==+=×××−=− 4-21 在用电压表测量电路的电压时,由于电压表要从被测电路分取电流,对被测电路有影响,故测得的数值不是实际的电压值。
如果用两个不同内险的电压表进行测量,则从两次测得的数据及电压表的内阻就可知道被测电压的实际值。
设对某电路用内阻为的电压表测量,测得的电压为45V ;若用内阻为510Ω5510×Ω的电压表测量,测得电压为30V 。
问实际的电压应为多少? 解将被测电路作为一含源二端网络,其开路电压,等效电阻OC U O R ,则有5OC 555o o OC OC 454OCo OC 4o 10451045104510(18090)V 90V 30510151051030510u R R u u u R u R ⎧×=⎪⎧+=−×⎪⎪⇒⇒=⎨⎨=×−×⎪⎪⎩××=⎪+×⎩−=4-28 求图题4-20所示电路的诺顿等效电路。
已知:12315,5,10,R R R =Ω=Ω=Ω。
10V,1A S S u i ==解对图题4-20所示电路,画出求短路电流和等效内阻的电路,如下图所示SC i对左图,因ab 间短路,故0,0i i α==,10A 0.5A 155SC i ==+ 对右图,由外加电源法,106ab R α=Ω− 4-30 电路如图题4-22所示。
4-2.5μF 电容的端电压如图示。
(1)绘出电流波形图。
(2)确定2μs t =和10μs t =时电容的储能。
解:(1)由电压波形图写出电容端电压的表达式:10 0μs 1μs10 1μs 3μs ()1040 3μs 4μs 0 4μs t t t u t t t t≤≤⎧⎪≤≤⎪=⎨-+≤≤⎪⎪≤⎩ 式中时间t 的单位为微秒;电压的单位为毫伏。
电容伏安关系的微分形式:50 0μs 1μs 0 1μs 3μs()()50 3μs 4μs 0 4μs t t du t i t C t dt t<<⎧⎪<<⎪==⎨-<<⎪⎪<⎩上式中时间的单位为微秒;电压的单位为毫伏;电容的单位为微法拉;电流的单位为毫安。
电容电流的波形如右图所示。
(2)电容的储能21()()2w t Cu t =,即电容储能与电容端电压的平方成正比。
当2μs t =时,电容端电压为10毫伏,故:()()22631010μs 11()5101010 2.510J 22t w t Cu ---===⨯⨯⨯⨯=⨯当10μs t =时,电容的端电压为0,故当10μs t =时电容的储能为0。
4-3.定值电流4A 从t=0开始对2F 电容充电,问:(1)10秒后电容的储能是多少?100秒后电容的储能是多少?设电容初始电压为0。
解:电容端电压:()()()00110422t tC C u t u i d d t C τττ+++=+==⎰⎰;()1021020V C u =⨯=; ()1002100200V C u =⨯=()()211010400J 2C w Cu ==; ()()2110010040000J 2C w Cu ==4-6.通过3mH 电感的电流波形如图示。
(1)试求电感端电压()L u t ,并绘出波形图;(2)试求电感功率()L p t ,并绘出波形图;(3)试求电感储能()L w t ,并绘出波形图。