《电路原理》复习要点.doc

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资源描述

1、1 知识点 复习 : 第一章 电路模型和电路定理 1、电流、电压的参考方向与其真实方向的关系 ; 2、 直流功率的计算 ; 3、 理想电路元件 ; 无源元件: 电阻元件 R: 消耗电能 电感元件 L: 存储磁场能量 电容元件 C: 存储电场能量 有源元件: 独立电源 : 电压源、电流源 受控电源 : 四种 线性 受控源( VCVS;VCCS;CCVS;CCCS) 4、 基尔霍夫定律。 ( 1)、 支路、回路、结点的概念 ( 2)、 基尔霍夫定律的内容 : 集总电路中基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律 ( KCL )和基尔霍夫电压定律 ( KVL )。 基尔霍夫电流定律 (KCL): 任意 时刻,

2、流入电路中任一节点的电流代数和恒为零。 约定:流入取负,流出取正; 物理实质:电荷的连续性原理; 推广:节点封闭面(广义节点); 基尔霍夫电压定律 (KVL): 任意 时刻,沿任一闭合回路电压降代数和恒为零。 约定:与回路绕行方向一致取正,与回路绕行方向不一致取负; 物理实质:电位单值性原理; 推广:闭合路径假想回路; ( 3)、 基尔霍夫定律表示形式 : 基尔霍夫电流定律 (KCL) 基尔霍夫电压定律 (KVL) 熟练掌握 : 基尔霍夫电流定律 ( KCL ):在集总参数电路中,任意时刻,对任意结点,流出或流入该结点电流的代数和等于零。 KCL 是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结点处的

3、反映; KCL 是对结点电流的约束,与支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还是非线性无关; KCL 方程是按电流参考方向列写,流出结点的电流取 “ +”,流入结点的0 i or i i 入 出1 ( ) 0mk it 1 ( ) 0mk ut 2 电流取“ ”, 与电流实际方向无关。 基尔霍夫电压定律 (KVL):在集总参数电路中,任意时刻,沿任一闭合路径(回路)绕行,各支路电压的代数和等于零。 KVL 是能量守恒的具体体现 (电压与路径无关 ); KVL 是对 回路电压加的约束,与回路各支路上接的是什么元件无关,与电路是线性还是非线性无关; KVL 方程是按电压参考方向列写,任意选定回路绕

4、行方向(顺时针或逆时针),支路电压的参考方向与回路绕行方向一致,该电压取 “ +”,反之“ ”, 与电压实际方向无关。 示 例 1、 试 求 图中 电压源、电流源的功率 (必须注明是吸收还是发出)。 P3V=( ) W( ); P2A=( ) W( )。 答案: P3V= 6 W (发出 ); P2A= 10 W (发出 )。 2、 试求图中电压源、电流源的功率(必须注明是吸收还是发出)。 P15V= ( ) W( ); P2A=( ) W( )。 答案: P15V= 75 W (发出 ); P2A= 30 W (吸收 )。 3、 已知下 图所示电路中的 E=2V,Ik=2A。电阻 R1和 R

5、2消耗的总功率为( ) W。 答案: 8 W 4、下 图所示电路电压源功率为( ) W;电流 源功率为( ) W。 0 u or u u 降 升3 答案: P4V= 28 W (发出 ); P3A= 6 W (发出 )。 5、 某直流电源开路时的端电压为 9V,短路时电流为 3A,外接 负载是 一只阻值为 6的电阻时,回路电流则为( ) A,负载的端电压为 ( ) V。 答案: 回路电流则为 ( 1 ) A,负载的端电压为 ( 6 ) V。 6、下 图所示电路中 I =( ) A。 答案: -1.5 A 7、 电流与电压为关联参考方向是指( D )。 A.电流实际方向与电压升实际方向一致 B.

6、电流实际方 向与电压降实际方向一致 C.电流参考方向与电压升参考方向一致 D.电流参考方向与电压降参考方向一致 8、 在电源内部,电动势的正方向是:( A ) A从负极指向正极 B从正极指向负极 C没有方向 D无法判断 9、 如 下 图所示电路中电流 i 等于:( B ) A. 1 A B. 2 A C. 3 A D. 4 A 10、教材 P27-31 1-7 、 1-8 、 1-9 (每题熟悉 1 种) 1-17 、 1-20 (简单计算题) 第二章 电阻电路的等效变换 1、等效变换的概念; 对外等效,内部无效;端口的电压、电流不变。 2、 Y 互换; 由 型 Y 型 : 由 Y 型 型:

7、3、实际电压源与电流源的等效变换; 注意:理想电压源与理想电流源不能等效变换 7 A 2 14i形不相邻电阻形电阻两两乘积之和形电阻 YY形电阻之和形相邻电阻的乘积形电阻 Y4 4、 输入电阻的计算 。 示例 1、如图所示电路中, R1=R2=R3=R4=R5=12,求 S 断开 时 AB 间等效电阻 RAB=( ) ; S 闭合时 AB 间等效 电阻 RAB=( ) 。 答案: S 断开时 AB 间等效电阻 RAB=( 6 ) ; S 闭合时 AB 间等效电阻 RAB=( 6 ) 。 当 S 断开时,等效电阻: RAB( R1 R2)( R3 R4) R5( 12 12)( 12 12) 1

8、2 6; 当 S 闭合时,等效电阻: RAB( R1 R3 R2 R4) R5( 12 12 12 12) 12 6。 2、 如图所示电路,已知 R2的功率为 2W,则 R1 ( ), R3 ( )。 答案: R1 ( 3 ), R3 ( 1 )。 3、 额定值为“ 220V 40W”的白炽灯,灯丝热态电阻的阻值为 ( ) ; 如果把它接到 110V 的电源上,实际消耗的功率为 ( )W 。 答案: 阻值为 ( 1210 ),功率为 ( 10 )W 。 4、有两个电阻,把它们串联起来的总电阻为 10,把它们并联起来的总电阻为 2.1,这两个电阻的阻值分别为( ) 和 ( ) 。 答案: R1

9、( 3 ), R3 ( 7 )。 5、 三个 3K的电阻星形连接,当转换成三角形连接时其 每个等值电阻为 ( ) K。 答案: ( 9 ) K。 6、 电路如右图所示, Rab 为( )。 答案: ( 100 ) 。 7、 电路如右图所示,电压 U 和电流 I 的关系式为( C )。 5 A. IU 25 B. IU 25 C. IU 25 D. 25IU 8、 将 下 图所示各电路简化为一个电压源 -电阻串联 组合 。 答案: 9、 求各电路的入端电阻 Ri。 答案: ( a) Ri= 6 ; ( b) Ri= 15/2=7.5 。 10、 求 下 图所示电路中的电流 I 及电压 U1。 答

10、案: ( a) U1= 4400/23 V; I=800/23 A. ( b) U1= _100/3 V; I=1/4=0.25 A. 11、有一个桥 T 型衰减器如右图所示。图中 R1 R3 100, R2 50, R4 200, RL 100,恒流源 Ig 30mA, Rg 100。试求网路的输入电流 I1和负载 RL上的电压 U2。 6 答案:根据 Y 电阻等效变换,或惠斯通电桥平衡分析计算 。 电流I1=15mA;电压 U2=0.5V。 第三章 电阻电路的一般分析 1、 理解 KCL 和 KVL 的独立方程数 ; 2、熟练掌握 支路电流法的使用步骤 ; 3、 熟悉 回路电流法的应用 ;

11、 (难点是含有无伴电流源支路时、含有受控源电路的回路电流法的应用) 4、 掌握结点电压法的应用。 (难点是 含有无伴电压源支路电路 、含有受控源电路的结点电压法的应用 ) 示例 1、对于具有 n 个结点 b 个支路的电路,可列出( )个独立的 KCL 方程,可列出( )个独立的 KVL方程。 答案:( n-1)个独立的 KCL 方程 , 可列出( b-n+1)个独立的 KVL 方程。 2、 求 下 图所示电路中 50 k电阻中的电流 IAB。 答案: 设结点 A、 B 的电压为 UA、 UB;假定每个电阻上电流的参考方向。 (如上右图) ( 注意:电阻两端的电压降的方向要与电流 参考方向关联)

12、 I1=(100-UA)/10 mA ; I2=(UA+100)/5 mA ; IAB=(UA- UB)/50 mA ; I3=(100-UB)/5 mA ; I4=(UB+100)/10 mA ; I5=(UB-0)/5 mA 。 结点 A: I1= I2+ IAB ; 结点 B: I3+ IAB= I4+I5 解以上联立方程得: UA= 14500/479 V ; UB=7500/479 V; 则: IAB=(UA- UB)/50 mA= 440/479 mA 。 7 3、所做的习题: P76-80 3-7、 3-9、 3-10、 3-11、 3-19、 3-20、 3-21。 第四章 电

13、路定理 1、 熟悉线性电路齐次性和叠加性概念 ; 2、 掌握叠加定理的应用 ; 什么是叠加定理?指出应用叠加定理时的注意事项。 答:在线性 电阻电路中,任一支路的电流 (或电压 )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 )的叠加(代数和)。 应用叠加定理时应注意以下几点: ( 1)叠加定理只适用于线性电路,不适用于非线性电路。 ( 2)在叠加的各分电路中,不作用的电源置零,电压源处短路,电流源处开路,电路的连接关系以及电路中所有的电阻、受控源保留不动。 ( 3)叠加时各分电路中 u, i 参考方向可以取与原电路中的相同。 ( 4)功率不能叠加 (为电源的二

14、次函数 ,p = u i )。 3、 了解替代定理的概念 ; 4、 掌握戴维宁定 理和诺顿定理的应用 ; 什么是戴维宁定理?指出含受控源的一端口等效电阻 Req的计算方法。 答:任何一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口网络,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置换;此电压源的电压等于该含源一端口的开路电压 uoc,而电阻 Req等于该含源一端口内全部独立源置零后的输入电阻。 当一端口网络内部含受控源时,可采用开路电压 /短路电流法求等效电阻 Req,此时一端口网络不除去独立源,oceqscUR I;或采用外加源法求等效电阻 Req,此时一端口网络 内独立源置零, eq u

15、R i 。 5、学会利用 戴维宁定理 分析计算向负载传输最大功率 。 示例 1、 电路如图 所 示,当开关 S 在位置“ 1”时,毫安表读数为 40 mA;当开关 S 在位置“ 2”时,毫安表读数为 60 mA。问:开关 S 在位置“ 3”时,毫安表的读数 ( ) mA。 答案: 毫安表的读数 ( 190 ) mA。 2、如 图所示线性网络 N,只含电阻。若 IS1=8 A, IS2=12 A, Ux为 80 V;若 IS1= 8 A, IS2=4 A, Ux为 0 V。 当 IS1=IS2=20 A 时 Ux为 ( ) V。 8 答案: Ux为 ( 150 ) V。 3、 叠加定理仅适用于线

16、性电路,在叠加的各分电路中,不作用的电压源用 ( ) 代替,不作用的电流源用( ) 代替,受控源不能单独作用;原电路的 功率 不能使用叠加定理来计算。 答案: 不作用的电压源用 (短路 ) 代替,不作用的电流源用 ( 开路 ) 代替 4、求解下 图所示含源端口网络的戴维宁 等效电路。并计算该端口网络外接多大的负载时负载可获得最大功率,最大功率是多少。 答案: 上图根据 戴维宁 定理,可 等效 为 UOC=10 V, Req=5的电压源;当负载 RL=Req=5 时,可获得最大功率 5、 电阻的对偶是电导,阻抗的对偶是导纳,那么 感抗 的对偶是 容 纳 ; 容抗 的对偶是 感 纳 。 附 电路的

17、对偶特性是电路的一个普遍性质,电路中存在大量对偶元素。 以下是一些常用的互为对偶的元素: 电压 电流 磁链 电荷 电阻 电导 电感 电容 电压源 电流源 开路 短路 CCVS VCCS VCVS CCCS 串联 并联 网孔 节点 回路 割集 树支 连支 KVL KCL 电阻 R 电导 G 电感 L 电容 C 感抗 L 容纳 C 容抗 1/ C 感纳 1/ L 复数阻抗 Z 复数导纳 Y 6、 电路如 右 图示,当 2 A 电流源未接入时, 3 A 电流源向网络提供的功率为 54 W, u2 12 V;当 3 A 电流源未接入时, 2 A 电流源向网络提供的功率为 28 W, u3 8 V。求两

18、电源同时接入时,各电流源的功率。 2 2m a x10 54 4 * 5ocequPwR 9 答案: 应用 叠加定理 3 A 电流源 单独作用时: ( u2) 1 12 V;( u3) 1 54/3=18 V; 2 A 电流源 单独作用时: ( u2) 2 28/2=14 V;( u3) 2 8 V; 两电源同时接入时 : u2( u2) 1+( u2) 2=26 V; u3=( u3) 1+( u3) 2=26 V 3 A电流源的功率 为 26*3=78W; 2 A 电流源的功率为 26*2=52W。 7、 电路如 下 图 所 示,问: Rx为何值时, Rx可获得最大功率 ?此最大功率为何值

19、 ? 答案: 上图去除 Rx所在 的支路,根据 戴维宁 定理, UOC=3 V (关键是 短路 Rx所在的支路 ,同样方法求 ISC=3i=3A;得 Req=Uoc/ISC=1 . 当 Rx= Req=1 时, Rx可获得最大功率 P= UOC2/4 Req=9/4W。 8、 电路如右图所示,各元件参数已给定,其中受控源中 4r。计算负载电阻 RL?时获得的最大功率,其端电压 u 是多少? ri21 216V8AuL答案:根据戴维宁定理计算开路电压 Uoc=32V;短路电流 Isc=16/3A; 等效电阻 Req=Uoc/Isc=6;并画出 戴维宁等效电路 。 根据最大功率传输定理,负载电阻

20、RL Req=6 时获得的最大功率; ( 4 )*1 3 * 1 34 1 ; OCi A V UViA i 对 于 4V 独 立 电 压 源 与 1 电 阻 形 成 的 回 路 ,有 : , 得10 其端电压 u=16V; 9、下 图所示电路中电流 I 等于:( C ) A. -2 A B. 2 A C. -6 A D. 6 A 10、下 图所示电路中负载电阻 获得的最大功率等于:( A ) A. 4 W B. 8 W C. 12 W D. 16 W 11、 描述线性电路中多个独立源共同作用时所产生的响应的规律的定理是:( C ) A. 戴维宁定理 B. 诺顿定理 C. 叠加定理 D. 互易定理 12、重点复习所做的习题: P107-111 4-2、 4-3、 4-4、 4-12、 4-16。 第 5 章 含有运算 放大器的电阻电路 1、分析 含有 理想运算放大器的电路时 ,重点 理解理想运算放大器虚断、虚短的含义 ,在输入、输出端的表现形式; 2、 掌握 节点法分析含理想运算放大器的电阻电路 。 示例 1、如 图所示含理想运算放大器电路中,已知 Ui=10 mV, R1=1 k, R2=19 k, 则 输出电压 Uo=( ) 。 V21A2 LR

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