电路(第5版)邱关源第一章电路模型和电路定律
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第一章 电路模型和电路定律电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流i 、电压u 和功率p 等物理量来描述其中的过程。
因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的联接方式,又要看每个元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、电压要受到两种基本规律的约束,即:(1)电路元件性质的约束。
也称电路元件的伏安关系(VCR ),它仅与元件性质有关,与元件在电路中的联接方式无关。
(2)电路联接方式的约束(亦称拓扑约束)。
这种约束关系则与构成电路的元件性质无关。
基尔霍夫电流定律(KCL )和基尔霍夫电压定律(KVL )是概括这种约束关系的基本定律。
掌握电路的基本规律是分析电路的基础。
1-1 说明图(a ),(b )中,(1),u i 的参考方向是否关联(2)ui 乘积表示什么功率(3)如果在图(a )中0,0<>i u ;图(b )中0,0u i <>,元件实际发出还是吸收功率解:(1)当流过元件的电流的参考方向是从标示电压正极性的一端指向负极性的一端,即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致,称电压和电流的参考方向关联。
所以(a )图中i u ,的参考方向是关联的;(b )图中i u ,的参考方向为非关联。
(2)当取元件的i u ,参考方向为关联参考方向时,定义ui p =为元件吸收的功率;当取元件的i u ,参考方向为非关联时,定义ui p =为元件发出的功率。
所以(a )图中的ui 乘积表示元件吸收的功率;(b )图中的ui 乘积表示元件发出的功率。
(3)在电压、电流参考方向关联的条件下,带入i u ,数值,经计算,若0>=ui p ,表示元件确实吸收了功率;若0<p ,表示元件吸收负功率,实际是发出功率。
(a )图中,若0,0<>i u ,则0<=ui p ,表示元件实际发出功率。
在i u ,参考方向非关联的条件下,带入i u ,数值,经计算,若0>=ui p ,为正值,表示元件确实发出功率;若0<p ,为负值,表示元件发出负功率,实际是吸收功率。
电路理论教学大纲一、课程教学目标电路理论是一门研究电网络分析、设计与综合的基础工程学科,它是属于电类各专业共同的理论基础课。
通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本理论知识,分析计算的基本方法和初步的实验技能,为学习后续有关课程准备必要的电路知识。
二、教学内容及基本要求第一章电路模型和电路定律1、理解电路中电流、电压等物理量的参考方向的概念。
2、熟练掌握基尔霍夫定律。
3、熟练掌握电阻、电感、电容器以及独立源、受控源等电路元件的电流、电压关系。
第二章电阻电路的等效变换1、理解等效变换的条件。
2、掌握计算等效电阻和输入电阻。
3、理解电路Y-Δ互换和电源的等效互换。
第三章电阻电路的一般分析1、理解网络的图的概念。
2、熟练掌握支路电流法、结点电压法、回路电流法和网孔电流法。
对简单电路能熟练计算。
第四章电路定理1、充分理解和掌握叠加定理、替代定理、戴维宁定理(诺顿定理)以及最大功率传输定理;2、了解特勒根定理、互易定理和对偶定理。
3、运用定理对较简单电路能够熟练计算。
第五章一阶电路和二阶电路的时域分析1、理解电路的动态过程,掌握一阶电路初始状态和稳定状态的确定。
2、掌握时间常数、零状态响应、零输入响应、全响应等概念;了解自由分量和强制分量等概念。
3、掌握运用三要素法分析一阶电路的暂态过程。
4、了解二阶电路的零状态响应、零输入响应和全响应。
5、了解一阶电路和二阶电路对阶跃函数和冲激函数的响应。
第六章相量法1、理解相量的概念。
2、熟练掌握正弦量三要素,以及同频率正弦量的相角差,有效值概念。
3、掌握电阻、电感、电容元件电压、电流的相量形式,基尔霍夫定律相量形式。
第七章正弦稳态电路的分析1、熟练掌握阻抗、导纳及其相互变换,相量图的作法。
2、熟练掌握正弦稳态电路的分析;掌握正弦稳态电路中各种功率的概念。
对简单正弦稳态电路能够熟练地分析与计算。
3、掌握电路的谐振现象和电路的频率响应。
4、了解波特图和滤波器的基本概念。
第八章具有耦合电感的电路1、理解空心变压器、理想变压器的电路方程电路模型及其特性。
题 10】: 3;-3。
题 11】: -5;-13。
题 12】: 4(吸收);25。
题 13】: 0.4。
题 14】: 3I +12=3; I = A 。
3题 15】: I =3A ; I = -3A ; I = -1A ; I = -4A 。
题 16】: I =-7A ;U =-35V ;X 元件吸收的功率为 P =-IU =-245W 。
题 17】:由图可得U =4V ;流过 2电阻的电流I =2A ;由回路 ADEBCA 列 KVL 得=2-3I ;又由节点 D 列 KCL 得 I =4-I ;由回路 CDEC 列 KVL 解得; I =3;代入上式,得 U =-7V 。
P 1 = 2I 12 = 2 ;故I 12 =I 22;I 1=I 2;P2 I23 8 8⑴ KCL : 4- I = I ; I = A ; U =2I -1I = V 或 1.6 V ;或 I =-I 。
3⑵ KCL :4-I =- I ;I = -8 A ;U =-24 V 。
电路答案——本资料由张纪光编辑整理(C2-241 内部专用)第一章 电路模型和电路定律题 1 】: 题 2 】:题 3 】:题 4 】:题 5 】:题 6 】:题 7 】:题 8 】: 题 9 】:由U =5V 可得: I = -2.5 A :U =0:U =12.5V 。
D 。
300;-100。
D 。
(a ) i =i -i ;(b ) u =u -u ;(c ) u =u S -(i -i S )R S; ( d ) i =i S- 1(u -u S)。
1 2 1 2R S3;-5;-8。
D 。
P US1 =50 W ; P US 2=-6 W ; P US3 =0; P IS1=-15 W ; P IS2=-14 W ;P IS3=-15 W 。
C 。
题 18】:第二章电阻电路的等效变换题 1 】:[解答]I= A=0.5 A;U ab =9I+4=8.5V;I1=U ab -6=1.25 A;P =6 1.25 W=7.5 W;吸收12功率7.5W。
第一章 电路模型和电路定律电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流i 、电压u 和功率p 等物理量来描述其中的过程。
因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的联接方式,又要看每个元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、电压要受到两种基本规律的约束,即:(1)电路元件性质的约束。
也称电路元件的伏安关系(VCR ),它仅与元件性质有关,与元件在电路中的联接方式无关。
(2)电路联接方式的约束(亦称拓扑约束)。
这种约束关系则与构成电路的元件性质无关。
基尔霍夫电流定律(KCL )和基尔霍夫电压定律(KVL )是概括这种约束关系的基本定律。
掌握电路的基本规律是分析电路的基础。
1-1 说明图(a ),(b )中,(1),u i 的参考方向是否关联?(2)ui 乘积表示什么功率?(3)如果在图(a )中0,0<>i u ;图(b )中0,0u i <>,元件实际发出还是吸收功率?解:(1)当流过元件的电流的参考方向是从标示电压正极性的一端指向负极性的一端,即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致,称电压和电流的参考方向关联。
所以(a )图中i u ,的参考方向是关联的;(b )图中i u ,的参考方向为非关联。
(2)当取元件的i u ,参考方向为关联参考方向时,定义ui p =为元件吸收的功率;当取元件的i u ,参考方向为非关联时,定义ui p =为元件发出的功率。
所以(a )图中的ui 乘积表示元件吸收的功率;(b )图中的ui 乘积表示元件发出的功率。
(3)在电压、电流参考方向关联的条件下,带入i u ,数值,经计算,若0>=ui p ,表示元件确实吸收了功率;若0<p ,表示元件吸收负功率,实际是发出功率。
(a )图中,若0,0<>i u ,则0<=ui p ,表示元件实际发出功率。
在i u ,参考方向非关联的条件下,带入i u ,数值,经计算,若0>=ui p ,为正值,表示元件确实发出功率;若0<p ,为负值,表示元件发出负功率,实际是吸收功率。