复杂直流电路
【知识结构】
【重、难点知识】
1、基尔霍夫定律的应用、叠加定理、戴维宁定理的应用。
2、电源等效变换应用。
【内容提要】
1、基尔霍夫定律
分析复杂电路的基本定律,它阐明了电路中各部分电流和各部分电压间的相互关系,其内容包
括:
(1)、节点电流定律(KCL):对电路中任意节点在任意时刻,ΣI=0。注意推广到“广义节点”的
应用。
(2)、回路电压定律(KVL):对电路中任意回路在任意时刻,ΣU=0。注意推广到“广义回路”的
应用。
2、支路电流法
是分析计算复杂电路最基本的方法,它以支路电流为未知量,依据基尔霍夫定律列出节点电流
方程和回路电压方程,然后联立方程解求出各支路电流。
如果复杂电路有b条支路n各节点,则可以列写出(n-1)个独立节点方程和b-(n-1)个独立
回路方程。
3、叠加定理
在线性电路中,各支路的电流(压)等于各个电源单独作用时,在该支路产生的电流(压)的
代数和。
电压源不作用时用“短路”处理,即用短接线代替电压源;
电流源不作用时用“开(断)路”处理。
4、戴维宁定理
任何一个有源二端网络总可以用一等效电压源替代,该电压源的电动势等于网络的开路电压,
电压源的内阻等于网络的输入(等效)电阻。
5、电源等效变换
①、实际电源的两种模型:
电压源:对负载提供一定电压的电源。它是恒压源与电阻串联的组合;
电流源:对负载提供一定电流的电源。它是恒流源与电阻并联的组合;
②、理想电源
恒压源:电压源内阻为零,电源对负载提供一恒定不变的电压;
恒流源:电流源内阻为无穷大,电源对负载提供一恒定不变的电流;
③、实际电源模型间等效变换
条件:r0=rs IS=E/r0=E/rs
(E:电压源电动势;r0:电压源内阻)
(IS:电流源电流;rs:电流源内阻)
④、说明:等效仅对电源外部电路而言,对电源内部并不等效;IS与E方向应当一致。
复
杂
直
流
电
路 两节点复杂电路 多节点复杂电路 支路电流法 分析、计算 基尔霍夫定律 叠加定理 电源等效变换 戴维宁定理
【练习题】
一、填空题
一.填空题
1.现有3只3KΩ电阻,将它们串联的等效电阻R串=_____Ω;若将它们并联,等效电阻R并=_____
Ω。
2.有两电阻,如果将它们串联则等效电阻为20Ω,如将它们并联则等效电阻为4.8Ω,两电阻阻
值分别为__________Ω和____________Ω。
3.如图电路中,R1=90Ω,通过R1上的电流是总电流的1/10,
则R2的阻值为______________Ω。
4.理想电压源的内阻r=__________;理想电流源的内阻r=__________。
5.电阻R1=8Ω、R2=12Ω,则将二者串联后接在直流电压源上,通过它们的电流之比I1 ∶
I2=_________;
它们消耗的功率之比P1 ∶P2=_________。若将二者并联后接在相同的直流电压源上,则通过它们的
电流之比I1 ∶I2=_________;它们消耗的功率之比P1 ∶P2=_________。
6.两阻值分别为R1、R2的电阻,将它们串联后接在电压为U的电压源两端,则它们两端的电压分
别为 U1=____________________;U2=__________________。若将它们并联后接在电流为I的电流
源两端,则它们通过的电流分别为I1=____________________;I 2=__________________。
7.有一灵敏电流计Ig=100uA,表头内阻rg=1KΩ。现将该表头改装为量程为0.1A的电流表则应_____
联一阻值为__________Ω的电阻;若将表头改装为量程为100V的电压表则应_____联一阻值为
__________Ω的电阻。
8.串联电路R1=100Ω、R2=200Ω、R3=300Ω,则分压比为U1:U2:U3=____________,它们所消耗
的功率之比为P1:P 2:P 3=____________;并联电路 R1=100Ω、R2=120Ω,则流过两电阻上电流之
比I1:I2=____________,它们所消耗的功率之比为P1:P 2:P 3=____________。
9.基尔霍夫节点电流定律的数学表达式为____________________;电压定律表达式为
_________________________。
10.电桥平衡的条件是__________________________________________。
11.有一电阻器当在其两端加15V电压时,测量得知流过电阻器上的电流为3A,则该电阻器的阻
值为______Ω;当在其两端所加电压为0V时,流过的电流也为0A,此时电阻器的阻值为 _________
Ω。
12.如图电路中,IS=2A、US=10V(内阻忽略不计)、R=10Ω,
则流过R上电流I=__________A;电流源输出功率
P=_________W;电压源输出功率P=_________W。
13.如图电路中,A点电位VA=________V。
14.如图,安培表读数为3A,则IS__________A。
(注:电阻标示值使用国际单位)
15.电路通常有三种状态,分别是_____________、______________和________________。
16.如图电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,R3最大值为30Ω,
则AC间的电阻值范围是从______Ω到___________Ω。
当R3取20Ω时,在AC两端加20V电压,则R1两端电压
U1=___________,R2上的电流I2与R1上的电流I1之比
I2∶I1=__________,R3上所消耗的功率P3=_______W。
二.选择题
1.测量电源开路电压的电路如图,其中US2›US1,调节RW使电流表的读数为零,则电压表的读数为
【 】
A.
US2的开路电压
B.
US1的开路电压
C.US2+US1
D.US2-U
S1
2.如图直流电路,负载R获得的最大功率是 【 】
A.2IS2R
1
B.IS2R
1
C.IS2R1/2
D.IS2R1/4
3.如图所示电路,下列表达式正确的是 【 】
A.UAB=0V;UCD=24V
B.UAB=24V;UCD=24V
C.UAB=0V;UCD=0V
D.UAB=24V;UCD=0V
2A 6Ω A B 12V 2A
6Ω
12V
C
D
4.如图所示电路中,各电流如图示,则I5多大? 【 】
A.I5=3A
B.I5=1A
C.I5=-3A
D.以上答案都不正确,原因是I3和I4不知道,不能计算I5。
5.如图电路中,a、b间等效电阻Rab为 【 】
A.7R
B.5R
C.R
D.0.75R
6.如图电路a可以等效电路b,则下列结论正确的是 【 】
(注:电阻标示值使用国际单位)
A.E=22V;r=4Ω
B.E=2V;r=6Ω
C.E=22V;r=10Ω
D.E=2V;r=12Ω
7.两个完全相同的表头,分别改装成一个电流表和一个电压表。现在误将这两个改装完的电表串
联起来接到电路中使用,则这两个改装表的指针可能出现的情况是 【 】
A.两个改装表的指针都不偏转
B.两个改装表的指针偏转角相等
C.改装成电流表的指针有偏转,改装成电压表的指针几乎不偏转
D.改装成电压表的指针有偏转,改装成电流表的指针几乎不偏转
8.如图电路中,R2=R4,电压表V1=5V,V2=10V,则UAB为 【 】
A.10V
B.5V
C.15V
D.不能确定
9.如图电路,电阻R上的电流为 【 】
A.rRE C.r2RE2
B.rRE2 D.rR2E2
10.如图电路中,E1=E2=E3=10V,R1=30KΩ,R2=27KΩ,R3=11KΩ,R4=20KΩ,则流过R4上的电流为
【 】
A.0.5mA
B.0.3mA
C.5mA
D.1.5mA
11.如图电路中电流I为多少?(电阻标示值使用国际单位) 【 】
A.1A
B.0.5A
C.0.25A
D.1.25A
三.分析计算题
1.如图电路中,US=5V,IS=1A,R1=R3=1Ω,R2=2Ω,R4=3Ω。
求:I;Uab
2.如图电路,元件参数如图所示,电阻阻值采用国际单位。
求:7Ω电阻上电流I。
3.利用电源等效变换的方法,将如图有源二端网络a、b等效为一电压源,并求出该等效电压源的
电动势E和内阻r。(注:电阻标示值使用国际单位)
4.如图电路,电路参数如图示。 求:各支路电流I1、I2、I3和电压U(方法不限)。 5.如图电路,UAB=5V,元件参数如图示。 求:US 6.如图电路中电压U1和U2为多伏? 7.电桥电路是电子测量技术中常用测量电路。
①.画出用电桥测量电阻的电路;简述实验原理;
②.回答电桥平衡的条件;
③.画出电桥平衡状态下的三种等效电路。