第一章:直流电路及其分析方法复习要点基本概念:电路的组成和作用;理解和掌握电路中电流、电压和电动势、电功率和电能的物理意义;理解电压和电动势、电流参考方向的意义;理解和掌握基本电路元件电阻、电感、电容的伏-安特性,以及电压源(包括恒压源)、电流源(包括恒流源)的外特性;理解电路(电源)的三种工作状态和特点;理解电器设备(元件)额定值的概念和三种工作状态;理解电位的概念,理解电位与电压的关系。
基本定律和定理:熟练掌握基尔霍夫电流、电压定律和欧姆定理及其应用,特别强调Σ I=0和Σ U=0时两套正负号的意义,以及欧姆定理中正负号的意义。
分析依据和方法:理解电阻的串、并联,掌握混联电阻电路等效电阻的求解方法,以及分流、分压公式的熟练应用;掌握电路中电路元件的负载、电源的判断方法,掌握电路的功率平衡分析;掌握用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理和电源等效变换等方法分析、计算电路;掌握电路中各点的电位的计算。
基本公式:欧姆定理和全欧姆定理Rr E I R U I +==0, 电阻的串、并联等效电阻212121,R R R R R R R R +=+=并串KCL、KVL 定律0)(,0)(=∑=∑u U i I分流、分压公式U R R R U U R R R U I R R R I I R R R I 2122211121122121,;,+=+=+=+=一段电路的电功率b a ab I U P ×=电阻上的电功率RU R I I U P 22=×=×=电能t P W ×=难点:一段电路电压的计算和负载开路(空载)电压计算,注意两者的区别。
一、填空题1.电路的基本组成有电源、负载、中间环节三个部分。
2.20Ω的电阻与80Ω电阻相串联时的等效电阻为 100 Ω,相并联时的等效电阻 为 16 Ω。
3.戴维南定理指出:任何一个有源二端线性网络都可以用一个等效的 电压 源来表示。
4.一个实际的电源可以用 电压源 来表示,也可用 电流源 来表示。
5.电感元件不消耗能量,它是储存 磁场 能量的元件。
6.电容元件不消耗能量,它是储存 电场 能量的元件。
7.通常所说负载的增加是指负载的 功率 增加。
8.电源就是将其它形式的能量转换成 电能 的装置。
9.如果电流的 大小 和 方向 均不随时间变化,就称为直流。
10.负载就是所有用电设备,即是把 电能 转换成其它形式能量的设备。
11.电路就是电流流过的 闭合 路径。
12.把单位时间内通过某一导体横截面的电荷量定义为电流强度....(简称电流),用I来表示。
13.电压源,其等效电压源的电动势就是有源二端网络的 开路电压 。
14.叠加原理只适用于 线性 电路,而不适用于 非线性 电路。
15.某点的电位就是该点到 参考点 的电压。
16.任意两点间的电压就是 这两点 的电位差。
17.电气设备工作时高于额定电压称为 过载 。
18.电气设备工作时低于额定电压称为 欠载 。
19.电气设备工作时等于额定电压称为 满载 。
20.为防止电源出现短路故障,通常在电路中安装 熔断器 。
21.电源开路时,电源两端的电压就等于电源的 电动势 。
二、计算题:1、△ 试用戴维南定理求图所示电路中,9Ω上的电流I。
解: (1)用戴维南定理可求得 UOC=6/(1+1)-9-4/(1+1)=-8(V);(2)RO=0.5+0.5=1(Ω);(3)I=-8/(9+1)=-0.8(A);2.△试用戴维南定理求如图所示电路中的电流I。
解:用戴维南定理可求得:(1)求开路电压UOC=2(V);(2)求等效电阻 RO =1(Ω); (3)求电流 I=2/(1+1)=1(A) 3、△ 求图示电路中的I 、U 值。
解: 由KVL, 12 = 4 ×(I - 3 ) + 1 ×I 解出: I = 4.8 (A)U = - 4 ×( 4.8 - 3 ) = - 7.2(V)4、△求如图所示电路中4Ω电阻的电流I。
解:由于没有要求采用的方法,因此,此题有多种解法。
但结果正确即可。
用电源等效变换求:把电压源转换成电流源; 合并电流源;则39422=×+=I (A) 或用支路电流法求解:设3Ω电流方向向上为I 1,6Ω电流方向向下I 2。
由KCL 和KVL 得:214I I I +=+;15431=+I I ;156321=+I I解得:3=I5、计算图示电路中的电流I。
(用戴维南定理求解)解:用戴维南定理求解(1)将1.2Ω电阻断开,求开路电压UOC ,21064620644=×+−×+=OC U V(2)等效电阻为 RO = 4∥6+4∥6=4.8Ω(3)用等效电路求电流I=UOC /(RO +R)=2/(4.8+1.2)=1/3A6.用戴维宁定理计算图示电路中支路电流I 。
解:用戴维南定理求解(1)将1.2Ω电阻断开,求开路电压UOC ,12664424646=×+−×+=OC U V (2)等效电阻为 RO = 4∥6+4∥6=4.8Ω(3)用等效电路求电流I=UOC /(RO +R)=12/(4.8+1.2)=2A7、△求如图所示电路中A、B 之间的电压U 和通过1Ω电阻的电流I 。
解: 由KVL 得:U=10-7-2=1VI=(1+2)/1=3A8.求图示电路中电流I 。
解:I=4/2+5-3=4A 9.求图示电路中电流I 。
解:I=4/2-5-3=-6A10.△求图示电路中的Ux、Ix。
解: 根据KCL,Ix+3+4=2; Ix=-5A根据KVL,可求得: U x=+10-5×1=5V11.△求图示电路中的Ux、Ix。
解: 根据KCL,Ix+3+4=2; Ix=-5A根据KVL,可求得: U x=-10-5×1=-15V12.图示电路中,求:(1)当开关K闭合时,UAB=?、UCD=?(2)当开关K断开时,UAB=?、UCD=?解: (1) 当开关K闭合时,UAB =?、UCD =?K 合上,显然U AB =0。
电路中的电流I =(4+1)/(3+2)=1A(顺时针方向)UCD =4-3×1=1V(2)当开关K断开时,UAB =?、UCD =? 当K断开时,电路中无电流,U AB =1+4=5V∴ U CD =4V13.△图示电路中,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=8Ω,R4=12Ω,E1=8V,要使R2中的电流I1为0,求E2解:若使R1中的电流I1为0,则有R1、R2、E1构成回路,且R3的电压降为E1=8V,24331E R R R E ×+=故 208812833432=×+=×+=E R R R E (V) 此题还可用支路电流法求解。
14.图示电路中,U 1=10V,E1=4V,E2=2V,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,当1、2两点处于断开状态时,试求电路的开路电压U 2。
解: 设通过R1的电流I1的正方向如图所示,则 12441021111=+−=+−=R R E U I (A) 由于1、2两点间开路,所以I 3=0根据基尔霍夫定律 U2=E1+I 1R 1+I3R3-E2=4+1×4+0×5-2=6(V)15.图示电路中,U 1=10V,E1=4V,E2=2V,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,当1、2两点处于断开状态时,试求电路的开路电压U 2。
解: 设通过R1的电流I1的正方向如图所示,则 12441021111=+−=+−=R R E U I (A) 由于1、2两点间开路,所以I 3=0根据基尔霍夫定律 U2=E1+I 1R 1+I3R3+E2=4+1×4+0×5+2=10(V)16.△ 如图所示,一个电源的电动势E1=110V,内阻R 1=10Ω, 另一个电动势E2=110V,内阻R 2=5Ω,负载两端电压表读数为90V,求:⑴ 电流I1,I2。
⑵ 负载电阻R3。
(设电压表内阻为无穷大)解:⑴求电流I1和I2:I1=(E1-90)/R 1=2A , I2=(E2-90)/R 2=4A ⑵负载电阻R3=90/(I1+I2)=15Ω 。
17.※ 图示R从4Ω变至 0 时,电流I的变化范围是多少?(用戴维南定理计算)解: R为负载,其它部分等效为:UOC=60-6×(48+60)/(12+6)=24VR0=12//6=4Ω∴ I=24/(4+R)当R由4Ω─→0Ω时 Imax=6A Imin=3A 18.※ 试求图示电路中的电流IAB和电压UAB。
解:设3Ω电阻电流方向向下,则由KVL得2I AB-3(10-I AB)=15所以I AB=9AU AB=2I AB=18V19.※ 试求图示电路中的电流IAB和电压UAB。
解:设3Ω电阻电流方向向下,则由KVL得2I AB-3(-10-I AB)=15所以I AB=-3AU AB=2I AB=-6V20.电路如图所示,试计算电流I1和I2。
解:由KCL得:I1+1=I2由KVL得2I2=6所以:I2=3(A)I1=I2-1=3-1=2(A)21.电路如图所示,试计算电流I1和I2。
解:由KCL得:I1=I2+1由KVL得2I2=6所以:I2=3(A)I1=I2+1=3+1=4(A)22.试用戴维南定理计算图示电路中的电流I。
解:(1)先计算开路电压U abU ab=6-9=-3(V)(2)计算等效内阻R abR ab=0 (3)计算待求电流II=-3/1=-3(A) 23.试用戴维南定理计算图示电路中的电流I。
解:(1)先计算开路电压U abU ab=6+9=15(V)(2)计算等效内阻R abR ab=0(3)计算待求电流II=15/1=15(A) 24.试用戴维南定理计算图示电路中的电流I。
解:(1)先计算开路电压U abU ab=-6-9=-15(V)(2)计算等效内阻R abR ab=0(3)计算待求电流II=-15/1=-15(A) 25.试用戴维南定理计算图示电路中的电流I。
解:(1)先计算开路电压U abU ab =-6+9=3(V)(2)计算等效内阻R abR ab =0(3)计算待求电流II =3/1=3(A)26.已知图中电流I =2A,试求图中的电压U ab 。
解:(a)4628=×+−=ab U (V) (b) 20628=×++=ab U (V)27.已知图中电流I =2A,试求图中的电压U ab 。
解:(a)20628−=×−−=ab U (V) (b) 4628−=×−+=ab U (V)28.已知电路如图所示,试计算a、b 两端的电阻。