1、 电工基础 第一章：直流电路 第一部分： 直流电路之串、并、混联电路 练习题： （一） 、填空题 1在串联电路中，等效电阻等于各电阻 。串联的电阻越多，等效电阻越 。 2在串联电路中，流过各电阻的电流 ，总电压等于各电阻电压 ，各电阻上电压与其阻值成 。 3利用串联电阻的 原理可以扩大电压表的量程。 4在并联电路中，等效电阻的倒数等于各电阻倒数 。并联的的电阻越多，等效电阻值越 。 5 利用并联电阻的 原理可以扩大电 流表的量程。 6 在 220V 电源上串联额定值为 220V、 60W 和 220V、 40W 的两个灯泡，灯泡亮的是 _；若将它们并联，灯泡亮的是 _。 7 图 1_1 所示电
2、路中，已知 Uab=6V, U=2V, 则 R=_。 8 图 1_2 所示电路中， R=_。 9 图 1_3 所示电路中，由 Y 联结变换为 联结时，电阻 R12=_、 R23=_ 、 R31=_。 10图 1_4 所示电路中，由 Y 联结变换为 联结时，电阻 R12=_、 R23=_ 、 R31=_。 11图 1_5 所示电路中，由 Y 联结变换为 联结时，电阻 R12=_、 R23=_ 、 R31=_。 12图 1_6 所示电路中，由 联结变换为 Y 联结时，电阻 R1=_、 R2=_ 、 R3=_。 13图 1_7 所示电路中，由 联结变换为 Y 联结时，电阻 R1=_、 R2=_ 、
3、R3=_。 14图 1_8 所示电路中，由 联结变换为 Y 联结时，电阻 R1=_、 R2=_ 、 R3=_。 15图 1_9 所示电路中，有 _个 联结，有 _个 Y 联结。 16图 1_10 所 示电路中， R 中电流为 _。 （ 二 ） 、选择题 1图 1_11 所示电路，下面的表达式中正确的是 _。 a) U1=-R1U/(R1+R2) b) U2=R2U/(R1+R2) c) U1=R2U/(R1+R2) 2图 1_12 所示电路，下面的表达式中正确的是 _。 a) U1=-R1U/(R1+R2) b) U2=R2U/(R1+R2) c) U2=-R2U/(R1+R2) 图 1 3
4、图 1 4 图 1 5 3如图 1_13 所示电路，下面的表达式中正确的是 _。 a) I1=-R1I/(R1+R2) B) I2=R2I/(R1+R2) c) I1=-R2I/(R1+R2) 4如图 1_14 所示电路，下面的表达式中正确的是 _。 a) I1=R2I/(R1+R2) B) I2=-R2I/(R1+R2) c) I1=-R2I/(R1+R2) （ 三 ） 、判断题 1图 1_15 所示电路中， Rab 为 4 。 （ ） 2图 1_16 所示电路中， Rab 为 3 。 （ ） 3图 2 17 所示电路中，当 R2 为增加时，安培表指示值增加。 （ ） 4图 2 18 所示电
5、路中， S 闭合后，电压 U 的数值增加。 （ ） 5在同一电路中，若流过两个电阻的电流相等，这两个电阻一定是串联。 （ ） 6在同一电路中，若两个电阻的端电压相等，这两个电阻一定是并联。 （ ） 7我们把那种不能用串并联方法进行简化求其总电阻的电路称为“复杂电路”。 （ ） 8将电路中的电阻进行 Y-变换，并不影响电路其余未经变换部分的电压和电流。 （ ） 9图 2 19 所示为复杂电路。 （ ） 10图 2 20 所示为复杂电路。 （ ） 第二部分 电路的功率 一、学习要点 ： 1、掌握关联 参考方向与非关联参考方向时电路功率的计算； 2、理解功率正负值班的意义。 二、知识点： 电路的作用
6、之一是将电能转换成其它形式的能量，描述能量的转换的物理量是电功率。一个电路元件（或一段电路）上的电功率等于该元件（或该段电路）两端的电压与流过该元件（或该段电路）的电流的乘积，即 P=IU（直流电路）或 P=ui( 交流电路 )。 （ 1） 当电压、电流取关联参考方向时，有 P=IU（直流电路）或 P=ui( 交流电路 )。 （ 2） 当电压、电流取非关联参考方向时，有 P=-IU（直流电路）或 P=-ui( 交流电路 )。 图 1 19 图 1 20 （ 3） 在此规定下，若计算结果 大于 0，表示元件（或该段电路）吸收功率，为负载元件；若计算结果小于 0，表示元件（或该段电路）发出功率 ,
7、为电源元件。 （ 4） 功率的单位为 W（瓦特）、 KW（千瓦）、 mW(毫瓦） 1W=10-3KW=103mW 说明：什么是关联方向？ 当一个元件或一段电路上的电流和电压参考方向一致时，则称它们为关联的参考方向（如图 a）。否则就是非关联参考方向 (如图 b)。 例 1 如：电路如图所示：已知 U1=14V， I1=2A， U2=10V， I2=1A， U3=-4V， I4=-1A，求：各方框电路中的功率，并说明是负载还是电源。 练习与思考： 1、 有一额定值 10W、 500 欧的绕线电阻，其额定电流为多少？在实用时电阻两端的电压最大为多少？ 2、 在图中，已知 U=220V， I=-1A
8、，试问哪些方框是电源，哪些是负载？ 3、 图 a 所示是一电池电路，当 U=3V， E=5V 时，该项电池是用 作电源（供电）还是负载（充电）？图 B 也是一电池电路，当 U=5V， E=3V 时，则又如何？ 4、一个电热器从 220V 的电源上取用的功率是 1000W，如果将它接到 110V 的电源上，则取用的功率是多少？ 第二部分：电阻获得最大功率的条件 知识要点：掌握电阻获得最大功率的条件与简单的计算 一、填空题 1电路的运行装态一般分为 、 、 。 2负载获得最大功率时称负载与电源相 。 3当负载被短路时，负载上电压为 ，电流为 ，功率为 。 4负载获得最大功率的条件是 。 二、判断题
9、 1当负载被断开时，负载上电流、电压、功率都是零。 （ ） 2我们所说的负载增加、减少，是指负载电阻值的增加、减少。 （ ） 3当负载取得最大功率时，电源的效率为 100%。 （ ） 4图 2 1 所示电路中，负载上取得的最大功率为 18W。 （ ） 四、计算题 1今有一台 12W 扩音机，要求匹配电阻 8 ，现只有一只 4 、 3W 的扬声器，采用串联电阻的方法来达到匹配目的。求此串联电阻值及其额定功率。 2图 2_2 所示电路，求各元件上的电压、电流及功率。 3上题电路，若将开关 S1 合上，求各元件上的电压、电流及功率。 4上题电路，若将开关 S1 及 S2 都合上，求各元件上的电压、电
10、流及功率。 图 2 1 图 2 2 第三部分：基尔霍夫定律 （一）、基础知识点 ： 无论一个电路有多复杂，它都是由一些结点、支路和闭合回路组成。基尔霍夫定律规定了电路中任一结点电流和任一闭合回路各段电压所必须服从的约束关系，是电路分析的基本理论依据。 基尔霍夫电流定律（ KCL） （ 1） 应用范围：用于确定电路中结点电流之间的关系。 （ 2） 文字描述及方程式 电路中任一瞬间，流出任一结点电流之和恒等于流入结点的电流之和。流入、流出 指参考方向是指向还是背向结点。指向为流入，背向为流出。 电路中任一瞬间，任意结点上电流代数和恒等于零。正负由参考方向决定，流入为正，流出为负。 （ 3）应用 K
11、CL 列方程式的步骤 选定结点。 标出各支路电流参考方向。 针对结点应用KCL 定律列方程。 列出 KCL 方程（对上图 a 点） 基尔霍夫电 压 定律（ KVL） （ 1） 应用范围：用于确定 任一闭合 电路中 各段电压 之间的关系。 （ 2） 文字描述及方程式 任一回路内各段支路电压的代数和为零。 （ 3） 用基尔霍夫方程组解题的步骤： 1任意地规定各支路电流的正方向。 2数出节点数 n，任取其中（ n-1）个写出（ n-1）个节点方程。 3数出支路数 p，选定 m=p-n+1个独立回路，任意指定每个回路的绕行方向，列出 m 个回路方程。 4对所列的（ n-1） + （ p-n+1） =p
12、 个方程联立求解。 5根据所得电流值的正负判断各电流的实际方向。 （二）、复习题 一、 填空题 1、如图电路，已知： I1=2A， I2=3A，则 I3=( )。 2、如图电路，已知 U1=5V， U2=3V，则 U=( ) 。 3、 基尔霍夫定律包含（）定律和（）定律。 4、 如图所示电阻电路中，电流 I=（）。 二、 选择题 + U1 + U2 U I1 I2 I3 1. 根据下图所示电路，选择正确的表达式。将它的编号填写在括号内（ ）（多项选择） （ a） 12( ) ( ) ( ) ( )a b su t u t u t u t （ b） 12 0ab sU U U U （ c） 21
13、 0ab sU U U U （ d） 12( ) ( ) ( ) ( )a b su t u t u t u t 2. 某节点 B 为三条支路得连接点，其电流分别为 I1=2A， I2=4A，则 I3 为（ ） （设电流参考方向都指向节点 A） -2A -4A -6A 3. 从回路中任意一节点出发，以顺时针方向或逆时针方向沿回路循环一周，则在这个方向上电动势代数和等于各电压降的代数和称为 ( )。 A)节点电流定律 B)回路电压定律 C)欧姆定律 D)楞次定律 三、判断题： 1. 基尔霍夫定律对于任一时刻的电压、电流来说都是成立。（ ） 2. 网孔一定是回路，而回路未必是网孔。（ ） 3. 电
14、路中任意一个回路都可以称为网孔。 （ ） 4. 基尔霍夫电压定律（ KVL）适用于闭合回路或假想的闭合回路。（） 四、计算题： 1、 用基尔霍夫定律求电路各支路电流 2、如图 4 所示电路中，已 知 1 2 3 2,R R R 124 , 8 .E V E V利用基尔霍夫定律求出各支路的电流。 I2 E1 E2 R2 R1 R3 I1 I3 图 4 3 、用 基 尔 霍 夫 定律 求图示电路中各支路电流 1I 、 2I 、 3I 。 已知：181R , 42R , 43R , VUS 151 , VUS 202 。 4、如图所示，已知 E1=E3=5V， E2=10V， R1=R2=5， R3
15、=15。利用去路电流法求各支路的电流及电压 U ab. 第四部分 电位 概念与 计算 1. 电位的概念 电位：电路中某点至参考点的电压，记为“ VX”或 X 。 通常设参考点的电位为零。 某点电位为正，说明该点电位比参考点高； 某点电位为负，说明该点电位比参考点低。 电位的计算步骤 : (1) 任选电路中某一点为 参考点，设其电位为零； (2) 标出各电流参考方向并计算； (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。 2. 举例说明电位与电压的区别： 求图示电路中各点的电位 :Va、 Vb、 Vc、 Vd 。 R 1 R 2R 3U S1 US2I1 I2I3解： 设 a 为参考点， 即
16、Va=0V Vb=Uba= 10 6= 60V Vc=Uca = 4 20 = 80 V Vd =Uda= 6 5 = 30 V Uab = 10 6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V 设 b 为参考点，即 Vb=0V Va = Uab=10 6 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V Vd = Udb =E2 = 90 V Uab = 10 6 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V 结论： (1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变； (2)电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。 3、借助电位的概念可以简化电路作图 例 2： 电路如下图所示， (1) 零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。 (2) 当电位器 RP的滑动触点向下滑动时， A、 B 两点的电位增高了还是降低了？ 例 3、分别求开关 S 断开和闭合时 A 点的电位 VA。 解：当 S 断开时，等效电路如下图： 当 S 闭合时，等效电路如下图：
