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电路理论

电路理论考点1:电路基本概念和基本定律关联参考方向如果指定流过元件的电流和参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一段,即两者的参考方向一致。

A.非关联B.关联C.都可以D.不一定某一元件的电压的参考方向的选择是任意的,它与电流的参考方向选择无关。

电功率和能量当p>0,W>0,元件吸收功率与能量;反之元件释放电能或发出功率。

集总参数元件:在任何时刻,流入二端元件的一个端子的电流一定等于另一端子流出的电流,且两个端子之间的电压为单值量。

实验室有额定电压220V、额定功率100W的白炽灯12盏,另有额定电压220V、额定功率2kW的电炉5A.22 kWhB.10.4 kWhC.22.4 kWhD.20.4 kWhA.吸收功率B.发出功率C.不能确定含受控源的无源一端口输入电阻若为负值,表明一端口发出功率。

电阻的平均功率为正值,同样电感、电容的平均功率也为正值。

错误电阻元件在电路中总是消耗功率,电压源和电流源总是发出功率。

错误线性电阻元件电压和电流取关联参考方向时,任何时刻两端电压电流满足欧姆定律,u=Ri。

电阻器上除给出额定阻值外,还给出额定功率。

线性电阻是指遵循欧姆定律的电阻。

若某不为零的有限值电阻两端电压为零,则通过该电阻的电流也一定为零。

错误通常电灯开得越多,总负载电阻越大。

错误在端口电压一定情况下,串联的负载电阻愈多,则总电阻愈大,电路中总功率也就愈大。

错误用一个满刻度偏转电流为50、电阻为的表头制成2.5V量程的直流电压表,则附加电阻应为497 k。

错误用一个满刻度偏转电流为50、电阻为表头,并联分流电阻,制成量程为10mA的直流电流表,并联分流电阻应为10.05。

伏安特性电阻元件的特性,通过原点的直线,横坐标为u,纵坐标为i。

A. B. C. D.开路不论端电压为何值,电流为0,相当于电阻无穷大(电导为零),伏安特性与电压轴重合;短路不论电流值为多少,端电压恒为零,相当于电阻为零(电导无穷大),伏安特性曲线与电流轴重合。

短路的伏安特性在平面上与电流轴重合,它相当于R=零独立电压源/电流源与通过元件的电流/端电压无关,总保持给定的时间函数,短/开路没有意义。

功率方向取非关联方向,电源发出功率。

如图所示电路中,I=3A,若将电流源断开,则电流I为(A)。

A.1AB.2AC.-1AD.3AA.增加B.减少C.不变D.不确定如图所示电路中,当开关S闭合后,电流表的读数将(C)。

A.减少B.增大C.不变D.不定理想电压源和理想电流源之间不能等效变换。

与理想电压源并联的元件不影响电压源的电压。

电路中各点电位的高低是相对的,两点间的电压值是绝对的。

同一电路中,当电位参考点时,电路各结点间的电压也随之变化。

错误电阻元件在电路中总是消耗功率,电压源和电流源总是发出功率。

错误▲基尔霍夫电流定律KCL集总电路中,任何时刻任一结点所有流出的结点的支路电流代数和恒为零。

电荷守恒的体现,支路电流线性约束关系。

对于个结点,条支路的电路来说,可以列出 n-1个独立的方程。

KCL▲基尔霍夫电压定律KVL集总电路中,任何时刻沿任一回路所有支路电压的代数和恒为零。

KVL是电压与路径无关这一性质的反映,也是能量守恒和转换定律的反映,对支路电压施加线性约束关系。

仅与元件相互连接关系有关,与元件特性无关,是集总参数的两个公设。

A.时变电路B.非线性电路C.分布参数电路D.集总参数电路KVL电路的KVL独立方程数一定等于独立结点数。

错误一个电路的KVL独立方程数等于它的独立回路数。

所有电路中的支路电压都可以用结点电压表示。

基尔霍夫定律仅与元件的相互连接有关,而与元件的性质无关。

考点2:电阻电路等效变换▲等效电路对外等效,电压和电流保持不变的部分仅限于等效电路以外,是被替代部分的简化或结构变形,即内部不等效。

A.它们的外特性相同B.它们的内部特性相同C.它们的内部结构相同D.它们的内部电源相同有源二端网络的开路电压为30V,短路电流为10A,则等效电阻=(B)A.300B.3C.20D.–20电流源与电阻的并联可以等效变换为一个电压源与电阻的串联,则= 105V,=等效变换对被变换部分和未变换部分都等效。

错误只含受控源不含独立源的线性二端网络,其等效电路一定是一个电阻。

只含受控源不含独立源的线性二端网络其等效电路一定是一个正电阻。

错误任何一线性有源二端网络,对外电路而言,可用一电流源与电阻并联电路来等效。

电阻的连接方式:串联/并联/混联(规则略)、桥形电路。

图示电路的等效电阻=9.5 。

(电路中的电阻单位均为欧姆)。

电阻的Y形/△形等效流入对应端子的电流分别相等是变换的条件。

常用R Y=1/3R△Y形电阻=△形相邻电阻的乘积/△形电阻之和,△形电阻=Y形电阻两两乘积之和/Y形不相邻电阻。

输入电阻一端口内部除电阻外也含有受控源,但不独立电源,端口电压与端口电流成正比的比值。

通常为端口的等效电阻,可在端口加以电源Us/Is,测量电阻器的电阻可采用此法。

如图所示电路中,已知,,,,图中电流,(D)A.0.5AB.1AC.1.5AD.2A电路如图所示,等效电压源模型中的电压源电压=10V,串联电阻=4Ω。

▲考点3:线性电阻电路的一般分析设电路具有n个结点,b条支路,连支数(独立回路数)l=b-n+1:独立方程数:KCL=n-1、KVL=b-n+1对于个结点,条支路的电路,独立的方程的数目为 b-n+1。

支路电流法利用VCR将各支路电压以支路电流表示,带入KVL方程,即b个方程。

选取支路电流参考方向,对(n-1)独立结点列KCL,选(b-n+1)回路列KVL。

A.3B.7C.6D.4仅适用于平面电路,自动满足KCL,只需列出KVL方程,即(b-n+1)个方程。

自阻总是正的,互阻依据电流参考方向而定。

网孔都是回路,而回路则不一定是网孔。

网孔的数目恰好是b-n+1。

回路电流法适用于平面或非平面电路,自动满足KCL,只需列出KVL方程,即(b-n+1)个方程。

电路中不含电流源时,回路电流方程的系数矩阵是对称的。

结点电压法在具有n个结点的电路中写出其中(n-1)个独立结点的KCL方程,即(n-1)个方程。

自导总是正的,等于连结各结点的电导之和;互导总是负的,等于连结与两结点间电导负值。

A.KVLB.KCLC.欧姆定律D.欧姆定律和KVL▲考点4:电路理论叠加定理在线性电阻电路中,某处电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时,在该处分别产生的电压或电流的叠加。

包含可加性和齐次性。

功率不等于按分电路计算所得的功率叠加;受控源保留在各分电路中。

齐次性:所有激励(独立源)同时增加或减少K倍时,响应也同样增大或减小K倍。

线性电路中,当所有激励源同时扩大k倍。

叠加定理不仅适用于计算线性电路中的电流和电压,也适用于计算非线性电路中的电压和电流。

错误戴维宁定理一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换,此电压源的激励电压等于一端口的开路电压,电阻等于一端口内全部独立电源置零后的输入电阻。

一个含独立源、线性电阻和受控源的一端口对外电路来说,可以用一个电流源和电阻的并联组合等效置换,此电流源的激励电压等于一端口的短路电流,电阻等于一端口内全部独立电源置零后的输入电阻。

存在控制源时,可能不存在等效电路。

▲最大功率传输定理P Lmax=Uoc24R eq功率传输问题:(1)效率问题:大功率大容量时(如交直流电力传输网络)首要考虑损耗、传输效率;(2)功率大小问题:小功率时(如通信测量系统)首要考虑从激励取得尽可能大的信号功率。

匹配:当负载电阻与电源内阻或含有端口输入电阻相等时,负载可以获得最大功率。

共轭匹配:当负载阻抗与等值阻抗的共轭相等时,负载获得最大功率。

线性含源二端网络的开路电压为,等效电阻为,当外接负载电电阻,负载获得的功率最大,且最大功率为。

正弦交流电路中,含源一端口网络负载得到最大功率的条件是端口内外的阻抗相等。

考点5:一阶电路的时域分析一阶电路电路中仅含有一个动态元件,建立的方程是一阶线性常微分方程。

如果电路中仅含一个电容C,其他部分由多个电阻和独立源连接而成,它仍是一阶电路。

换路电路结构或参数变化引起的电路变化。

换路瞬间,电容可视为U0的电压源或短路(电容电压不突变);电感可视为I0的电流源或开路(电感电流不突变),实质是能量不能突变。

▲一阶电路的零输入响应动态电路中无外加激励源,仅由动态初始储能所产生的响应。

f(t)=f0e−tτ对于RC串联电路,f(t)=u C(t)、f0=U0;RL串联电路,f(t)=i L(t)、f0=I0。

时间常数:反映一阶电路过渡过程的进展速度。

一般认为过渡过程持续(3~5)τ即结束;当t=τ时,f(t)=0.368f0;当t=2τ时,f(t)=0.135f0切断电感电流时必须考虑磁场能量释放,一般电弧出现在开关处。

零输入响应经过一个时间常数后,衰减为原值的(B)A.20%B.36.8%C.63.2%D.100%工程上一般认为换路后,经过3-5时间过渡过程即告结束。

动态电路的一个特征是,在换路时可能要产生过渡过程。

动态电路的方程是以时间为变量的线性常微分方程。

RL电路中,电阻R越小,暂态过程持续时间越长。

求时间常数的几何方法是,曲线的斜率等于时间常数。

错误时间常数的大小反映了一阶电路过渡过程的进展速度。

同一个一阶电路的零状态响应、零输入响应和全响应都具有相同的时间常数。

RL电路接通正弦电源时,电路中有可能不发生过滤过程而立即进入稳定状态。

RC零状态响应的充电效率取决于R和C的数值大小。

错误▲一阶电路的零状态响应电路在零初始状态下(动态元件储能为零)由外施加激励时引起的响应,方程由非齐次性的特解和齐次的通解组成。

特解/强制分量/稳态分量:电路的稳态值,通常为外加激励的幅值;通解/自由分量/瞬态分量:变化规律取决于特征根与外加激励无关,按指数衰减为零,与开关闭合的时刻有关。

不论电路中RC数值多少,充电过程中,电源提供的能量只有一半储存在电容中,一半被电阻消耗,即充电效率仅50%。

时间常数很大时,自由分量衰减缓慢,大约经过半个周期的时间,分量值的最大瞬时值的绝对值接近稳态值幅值的两倍。

设一阶电路的全响应为,则零状态响应为RC▲一阶电路的全响应非零初始量的一阶电路收到激励时,电路的响应。

全响应=零输入相应+零状态响应=强制分量+自有分量=稳态分量+瞬态分量;三要素(初始值/特解/时间常数):f t=f∞+f0++f∞e−t设一阶电路的全响应为,则暂态分量为 A考点6:二阶电路的零输入响应(1)R>2LC,非振荡/过阻尼放电:电容整个过程中释放电能,电感吸收能量建立磁场在电感电压过零时释放的能量最后趋向消失;(2)R<2L,振荡/欠阻尼放电:储能元件周期性交换能量,最后趋于消失。

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