电路基础思考题开放性题.docx

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电路基础思考题开放性题

思考题

1.电路的基本作用是什么？

答：

作用是电能的传输、转换与分配，信号的传递与处理

2.什么是理想电路元件？

电路模型能完全表示实际电路吗？

或者说，能否对一个实际电路建立多套电路模型？

试举例说明。

答：

理想元件是实际器件理想化、抽象化的模型；不能，电路模型只能表示实际电路的主要电磁特性；可以，例如一个线状电阻在低频时主要表现为电阻特性，高频时会显示出电感特性

3.什么是集总参数电路？

为什么工作在很高频率的集成电路或电子系统，通常也有很高的集成度或较小的体积？

答：

由集总参数元件构成的电路称为集总参数电路；集总电路的假设是：

电路或元件的尺寸远小于电路工作信号的波长。

由c=λv知，当v很大时，λ就会很小，这是较小体积的电路元件也可以满足集总假设，构成集总参数电路

4.如果一段通信电缆（结构如下图所示）的长度大于信号波长，则电缆导线上各处的电流及1-1、2-2、…、n-n处的电压是否相等？

若不等，你能否对该电缆建立一个较有说服力的等效电路模型？

答:

电流电压均相等（若不满足集总假设则电压处处都不相等）

5.你怎样理解电路的“正常工作”与“非正常工作”？

如果一个电路不能正常工作，可能是哪几方面的问题（对不同原因归纳出3种以上类别）？

答：

当电路满足正常工作的条件时可以正常工作，比如说，电流不能超过电流表的额定电流值，当部分电路元件不能正常工作时电路即“非正常工作”；一个电路不能正常工作的原因是多方面的，如下面三种类型：

①结构变化：

断路，开路，元件烧坏②环境因素：

环境过于潮湿，灰尘多③内部因素：

电源没电了

6.举例说明什么是电压、电流的实际方向、参考方向、关联参考方向。

实际电压与电流有正负之分吗？

电功率正负的意义是什么？

答：

电压的实际方向是元件两端的电流的实际方向；电流的实际方向是支路中的电子定向移动的反方向；实际的电压和电流没有正负之分；电功率的正负表示的是电能的吸收或释放。

7.举例说明怎样将一个实际电源或信号源抽象为“理想电压源”或“理想电流源”？

答：

要将一个实际电源等效为一个理想电流源或理想电压源要根据实际电源里的内阻与外电路中的电阻相比较，如果外电路中的电阻远大于实际电源中的电阻，那么可以将其等效为理想电压源或理想电流源，反之则不行。

而是将电源等效为理想电压源还是理想电流源就看自己的需要了。

8.

右图是一个含受控源的双口网络。

（1）给出其输入输出平均功率表达式（用有效值）。

答：

输入端：

输出端：

（2）分析该网络的输出功率能否大于输入功率，若大于，如何解释能量守恒？

答：

能；若大于，因为其输出电路中存在放大器。

9.试解释二端网络等效概念。

实际应用中，一个复杂二端网络能否用其简单的等效网络替代，为什么？

答：

不能用简单的等效网络替代，因为一个复杂二端网络用其简单的等效网络替代只是端口的伏安特性的等效，而复杂二端网络的其他功能是是不能被等效的。

10.KVL、KCL是否对所有电路都适用，为什么？

答：

不是，KVL只适用于平面的集总电路中；KCL适用于任何集总电路中。

11.网孔分析法中的网孔电流是网孔回路中的真实电流吗？

举例说明网孔电流、支路参考电流（组成网孔回路的支路）和支路实际电流的方向关系？

答：

网孔分析法中的电流不是网孔回路中的真实电流；支路上实际的电流是所有包含这一支路的网孔回路的电流之和。

12.对具有4个节点和三个回路的电路，可建立多少个独立的电压、电流方程，能求多少个未知量？

以此原则，自己出一道合理的练习题。

13.按置换定理所做的电路置换与电路等效有何不同，两者的适用条件一样吗？

答：

置换定理适用于任何网络，而电路的等效适用于二端特性网络，二者的适用条件不同。

等效的是伏安关系，而置换的是电压或电流

14.

叠加定理的适用对象是什么？

答：

叠加定理的适用对象是线性时不变的网络

15.求戴维南等效电路的方法有那些？

并回答：

（1）实际当中，若端口短路、开路均不允许，用什么方法获知开路电压和等效内阻？

（2）右图是某电源的伏安特性曲线，其短路电流和开路电压是多少？

若bc端可看成直线，试建立相应的戴维南等效电路模型。

答：

计算开路电压可用等效变化法、节点分析法、网孔分析法、回路分析法

计算等效电阻：

1、简单电路用电阻串、并联2、外加电源法求等效电阻（电路中含有受控源）3、用开路电压和短路电流求等效电阻

（1）用半压法

如图

（1）用万用表处处电路端口电压Uoc

如图标入可变电阻R，测端口电压U

调节R，使得万用表的示数等于Uoc的一半,记下此时的R值，R=Ro

（2）根据此电源的伏安特性曲线可知，此电源为理想电流源。

短路电流为30mA,开路电压为0.5V,设I=RU+b,由30=0,25R+b,0=0.5R+b可得，I=-120U+60

16.对某个有源线性二端网络，能否同时建立其戴维南等效电压源模型和诺顿等效电流源模型？

答：

二端网络不一定同时有戴维南和诺顿等效电路。

当Req=0时只有戴维南等效电路，当Req=∞时，只有诺顿等效电路

17.根据换路定律，电容、电感上的什么量不能发生跃变？

电感两端电压为零或电容上的电流为零时电感或电容上有储能吗，为什么？

答：

（1）当电路换路时,根据换路定律,Uc（0_）=Uc（0+）电容上的电压不变,同理电感上的电流Il不变。

（2）不一定为零，由电感电容的储能公式知：

，

，知

，

仅仅和通过电感的电流和电容两端的电压有关，当电感两端电压为零和通过电容电流为零时由公式

和

可知通过电感的电流和电容两端的电压不一定为零。

18.什么是一阶电路、二阶电路？

三要素法适用于什么电路？

答：

（1）一阶电路：

在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。

二阶电路：

含有两个独立的动态元件的线性电路，要用线性，常系数二阶微分方程来描述，故称为二阶电路。

（2）激励：

阶跃或有始周期信号

电路：

一阶动态电路（或系统）

19.什么是电路的自由响应和强迫响应？

什么是电路的零状态响应和零输入响应？

什么是电路的暂态过程（即过渡过程）和稳态过程？

一阶电路的时间常数与激励信号有关吗？

两个RC电路的时间常数相同，则两电路中电容上的电压及电压变化率也一定相同吗？

答：

自由响应

动态电路的完全响应中，已由初始条件确定待定系数k的微分方程通解部分，称为电路系统的自由响应

强迫响应

动态电路微分方程的特解形式，仅仅由激励决定，称为强迫响应；

暂态响应

动态电路全响应中，当t→∞时，趋于0的部分，称为暂态响应；

零输入响应

换路后，电路中无独立的激励电源，仅由储能元件的初始储能维持的响应·

也可以表述为，由储能元件的初始储能的作用在电路中产生的响应称为零输入响（Zero-inputresponse）

零状态响应：

电路的储能元器件（电容、电感类元件）无初始储能，仅由外部激励作用而产生的响应

暂态过程

在阶跃电压作用下从开始发生变化到逐渐趋于稳态的过程叫做暂态过程。

稳态过程

稳态就是电路里的所有电路参数都固定不会再变.

暂态过程就是电路由一个稳态向另一个新的稳态转变的过程.

全响应

全响应=自由响应+强迫响应，等号右端第一项的变化规律与外加激励的变化规律无关，称为自由响应分量；等号右端第二项的变化规律与外加激励的变化规律相同，称为强迫响应分量。

即全响应可分解为自由响应与强迫响应之和。

同时全响应也可以分解为暂态响应和稳态响应，即全响应=暂态响应+稳态响应。

全响应还可以分解为零输入响应和零状态响应，既全响应还=零输入响应+零状态响应。

它们仅仅是从不同的角度进行分类。

（2）一阶电路的时间常数与激励信号无关

不一定相同有一阶电路的三要素求电路公式

可知电感的电流和电容两端的电压的变化率就是该公式求导后的值即：

即也与

有关

通常称时间常数，响应的初始值和稳态值为一阶电路的三要素，确定出三要素并求得响应的方法称为三要素法

20.电路在有始周期信号激励下有没有可能不存在暂态过程？

答：

由上式可以看出当U0和Us相等时便可得到器暂态响应为零

即不存在暂态过程

21.利用方波脉冲对几个电路进行测试，各自的输入（虚线波形）、输出波形被如图（a）~（c）。

若用一阶电路对被测电路进行近似等效，试画出相应的等效电路，并估计时间常数大小。

22.定性画出阶跃信号作用下二阶电路在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼情况下的响应波形，并指出改变阻尼应主要调整什么元件的参数，如何调整？

23.什么是正弦稳态电路，为什么其中的电压、电流可用相量表示，之前的各种定律、定理和分析方法对相量适用吗？

KCL、KVL对正弦电压、电流的幅值是否适用？

24.一个电路的频率特性包括哪两部分？

一个二端网络谐振时的阻抗有何特性？

什么是RLC串联电路的特性阻抗，谐振时特性阻抗为零吗？

25.RLC串联谐振电路的品质因素Q与其频率选择性和通频带有何关系，你认为提高Q最根本的办法是什么？

答：

不是，近似等效计算

26.什么是最大功率传输的“共轭匹配”？

当负载的电阻与电抗部分不能单阻抗、电压和功率三角形对所有电路均适用吗？

若不是，则市电网中的各种电器千差万别，还能否用阻抗、电压和功率三角形进行相关计算？

某家用电器的有功功率为1000W，额定功率1300W，则应为其选用多大电流的保险丝？

（保险丝规格：

5A、10A、20A）

27.独调节时，如何获得最大功率传输？

若负载是纯电阻时，相应的最大功率传输条件是什么？

答：

①

或者

②使

③

28.画出三相四线制低压配原理电路图，回答其中线电压与相电压的相位关系和大小关系。

画出多台单相220V家用电器或用电设备接入三相四线制电网的电路图！

若有一台380V三相交流电动机，其用电线路如何接？

29.耦合电感的耦合系数M与什么因素有关，什么情况下可以等于1？

当理想变压器的n>1时，次级输出电压大于初级输入电压，能用其实现信号放大吗？

答：

①

，与两自感有关

②一个线圈中的电流产生的磁通量全部通过另一个线圈时，互感达到最大

③可以实现信号放大

30.对给定的电压源和负载，若不满足最大功率传输条件，可用什么办法实现功率匹配，这时负载上得到的功率是否最大？

答：

加个变压器；是最大功率