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电路分析复习资料1教材
电路复习资料
第一、二章
一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分)
1、凡是用电阻的串并联和欧姆定律可以求解的电路统称为简单电路,若用上述方法不能直接求解的电路,则称为复杂电路。
2、以客观存在的支路电流为未知量,直接应用KCL定律和KVL定律求解电路的方法,称为支路电流法。
3、当复杂电路的支路数较多、回路数较少时,应用回路电流法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以假想的回路电流为未知量,直接应用KVL定律求解电路的方法。
4、当复杂电路的支路数较多、结点数较少时,应用结点电压法可以适当减少方程式数目。
这种解题方法中,是以客观存在的结点电压为未知量,直接应用KCL定律和欧姆定律求解电路的方法。
5、当电路只有两个结点时,应用结点电压法只需对电路列写1个方程式,方程式的一般表达式为
,称作弥尔曼定理。
6、在多个电源共同作用的线性电路中,任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的叠加,称为叠加定理。
7、具有两个引出端钮的电路称为二端网络,其内部含有电源称为有源二端网络,内部不包含电源的称为无源二端网络。
8、“等效”是指对端口处等效以外的电路作用效果相同。
戴维南等效电路是指一个电阻和一个电压源的串联组合,其中电阻等于原有源二端网络除源后的入端电阻,电压源等于原有源二端网络的开路电压。
9、为了减少方程式数目,在电路分析方法中我们引入了回路电流法、结点电压法;叠加定理只适用线性电路的分析。
10、在进行戴维南定理化简电路的过程中,如果出现受控源,应注意除源后的二端网络等效化简的过程中,受控电压源应短路处理;受控电流源应开路处理。
在对有源二端网络求解开路电压的过程中,受控源处理应与独立源的分析方法相同。
11、通常我们把负载上的电压、电流方向称作关联方向;而把电源上的电压和电流方向称为非关联方向。
12、欧姆定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系,与电路的连接方式无关;基尔霍夫定律则是反映了电路的整体规律,其中KCL定律体现了电路中任意结点上汇集的所有支路电流的约束关系,KVL定律体现了电路中任意回路上所有元件上电压的约束关系,具有普遍性。
13、理想电压源输出的电压值恒定,输出的电流值由它本身和外电路共同决定;理想电流源输出的电流值恒定,输出的电压由它本身和外电路共同决定。
14、电阻均为9Ω的Δ形电阻网络,若等效为Y形网络,各电阻的阻值应为3Ω。
15、实际电压源模型“20V、1Ω”等效为电流源模型时,其电流源
20A,内阻
1Ω。
二、单项选择题(建议每小题2分)
1、叠加定理只适用于(C)
A、交流电路B、直流电路C、线性电路
2、自动满足基尔霍夫第一定律的电路求解法是(B)
A、支路电流法B、回路电流法C、结点电压法
3、自动满足基尔霍夫第二定律的电路求解法是(C)
A、支路电流法B、回路电流法C、结点电压法
4、必须设立电路参考点后才能求解电路的方法是(C)
A、支路电流法B、回路电流法C、结点电压法
5、只适应于线性电路求解的方法是(C)
A、弥尔曼定理B、戴维南定理C、叠加定理
6、当电路中电流的参考方向与电流的真实方向相反时,该电流(B)
A、一定为正值B、一定为负值C、不能肯定是正值或负值
7、已知空间有a、b两点,电压Uab=10V,a点电位为Va=4V,则b点电位Vb为(B)
A、6VB、-6VC、14V
8、当电阻R上的
、
参考方向为非关联时,欧姆定律的表达式应为(B)
A、
B、
C、
9、一电阻R上
、
参考方向不一致,令
=-10V,消耗功率为0.5W,则电阻R为(A)
A、200ΩB、-200ΩC、±200Ω
10、两个电阻串联,R1:
R2=1:
2,总电压为60V,则U1的大小为(B)
A、10VB、20VC、30V
11、已知接成Y形的三个电阻都是30Ω,则等效Δ形的三个电阻阻值为(C)
A、全是10ΩB、两个30Ω一个90ΩC、全是90Ω
12、电阻是(C)元件,电感是(B)的元件,电容是(A)的元件。
A、储存电场能量B、储存磁场能量C、耗能
13、一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指(C)
A、负载电阻增大B、负载电阻减小C、电源输出的电流增大
14、理想电压源和理想电流源间(B)
A、有等效变换关系B、没有等效变换关系C、有条件下的等效关系
15、当恒流源开路时,该恒流源内部(B)
A、有电流,有功率损耗B、无电流,无功率损耗C、有电流,无功率损耗
三、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围)
1、已知图2.5.1电路中电压U=4.5V,试应用已经学过的电路求解法求电阻R。
(18Ω)
2、求解图2.5.2所示电路的戴维南等效电路。
(Uab=0V,R0=8.8Ω)
3、试用叠加定理求解图2.5.3所示电路中的电流I。
(在电流源单独作用下U=1V,Iˊ=-1/3A,电压源单独作用时,I"=2A,所以电流I=5/3A)
4、列出图2.5.4所示电路的结点电压方程。
解:
画出图2.5.4等效电路图如下:
对结点A:
对结点B:
5、图1.5.1所示电路,已知U=3V,求R。
(2KΩ)
6、图1.5.2所示电路,已知US=3V,IS=2A,求UAB和I。
(3V、5A)
7、图1.5.3所示电路,负载电阻RL可以任意改变,问RL等于多大时其上可获得最大功率,并求出最大功率PLmax。
(2Ω)
8、图1.5.4所示电路中,求2A电流源之发出功率。
(-16/3W)
9、电路如图1.5.5所示,求10V电压源发出的功率。
(-35W)
10、分别计算S打开与闭合时图1.5.6电路中A、B两点的电位。
(S打开:
A-10.5V,B-7.5VS闭合:
A0V,B1.6V)
11、试求图1.5.7所示电路的入端电阻RAB。
(150Ω)
12、电路如图1.5.8所示,已知电源电动势E1=8V,E2=12V,电源内阻不计,电阻R1=4Ω,R2=1Ω,R3=3Ω。
试用叠加定理求通过各电阻中的电流。
(
向下,
向左,
向上)
图1.5.8
13、用戴维南定理求图1.5.9中流经1
电阻中的电流I。
图1.5.9
解:
电路简化为上图。
14、电路如图1.5.10所示,试用结点电压法求电压U,并计算理想电压源的功率。
(10分)
图1.5.10
解:
电路简化为:
44.8W
15、电路如图1.5.11所示,已知电源电动势E1=10V,E2=4V,电源内阻不计,电阻R1=R2=R6=2Ω,R3=1Ω,R4=10Ω,R5=8Ω。
试用戴维宁定理求通过电阻R3的电流。
(1A)
图1.5.11
第四章
一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分)
1、暂态是指从一种稳态过渡到另一种稳态所经历的过程。
2、换路定律指出:
在电路发生换路后的一瞬间,电感元件上通过的电流和电容元件上的端电压,都应保持换路前一瞬间的原有值不变。
3、换路前,动态元件中已经储有原始能量。
换路时,若外激励等于零,仅在动态元件原始能量作用下所引起的电路响应,称为零输入响应。
4、只含有一个动态元件的电路可以用一阶微分方程进行描述,因而称作一阶电路。
仅由外激励引起的电路响应称为一阶电路的零状态响应;只由元件本身的原始能量引起的响应称为一阶电路的零输入响应;既有外激励、又有元件原始能量的作用所引起的电路响应叫做一阶电路的全响应。
5、一阶RC电路的时间常数τ=RC;一阶RL电路的时间常数τ=L/R。
时间常数τ的取值决定于电路的结构和电路参数。
6、一阶电路全响应的三要素是指待求响应的初始值、稳态值和时间常数。
7、二阶电路过渡过程的性质取决于电路元件的参数。
当电路发生非振荡过程的“过阻
尼状态时,R>
;当电路出现振荡过程的“欠阻尼”状态时,R<
;当电路为临界非振荡过程的“临界阻尼”状态时,R=
;R=0时,电路出现
等幅振荡。
8、在电路中,电源的突然接通或断开,电源瞬时值的突然跳变,某一元件的突然接入或被移去等,统称为换路。
9、换路定律指出:
一阶电路发生的路时,状态变量不能发生跳变。
该定律用公式可表示为iL(0+)=iL(0-)和uC(0+)=uC(0-)。
10、由时间常数公式可知,RC一阶电路中,C一定时,R值越大过渡过程进行的时间就越长;RL一阶电路中,L一定时,R值越大过渡过程进行的时间就越短。
二、单项选择题(建议每小题2分)
1、动态元件的初始储能在电路中产生的零输入响应中(B)
A、仅有稳态分量B、仅有暂态分量C、既有稳态分量,又有暂态分量
2、在换路瞬间,下列说法中正确的是(A)
A、电感电流不能跃变B、电感电压必然跃变C、电容电流必然跃变
3、工程上认为R=25Ω、L=50mH的串联电路中发生暂态过程时将持续(C)
A、30~50msB、37.5~62.5msC、6~10ms
4、图3.4电路换路前已达稳态,在t=0时断开开关S,则该电路(C)
A、电路有储能元件L,要产生过渡过程
B、电路有储能元件且发生换路,要产生过渡过程
C、因为换路时元件L的电流储能不发生变化,所以该电路不产生过渡过程。
5、图3.5所示电路已达稳态,现增大R值,则该电路(B)
A、因为发生换路,要产生过渡过程
B、因为电容C的储能值没有变,所以不产生过渡过程
C、因为有储能元件且发生换路,要产生过渡过程
6、图3.6所示电路在开关S断开之前电路已达稳态,若在t=0时将开关S断开,则电路中L上通过的电流
为(A)
A、2A
B、0A
C、-2A
7、图3.6所示电路,在开关S断开时,电容C两端的电压为(A)
A、10VB、0VC、按指数规律增加
三、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围)
1、电路如图5.1所示。
开关S在t=0时闭合。
则
iL(0+)为多大?
解:
开关闭合前,iL(0-)=0,开关闭合电路发生换路时,根据换路定律可知,电感中通过的电流应保持换路前一瞬间的数值不变,即iL(0+)=iL(0-)=0
2、求图5.2所示电路中开关S在“1”和“2”位置时的时间常数。
解:
开关S在位置“1”时,τ1=0.2/2=0.1ms;开关在位置“2”时,τ2=0.2/(3+2)=0.04ms
3、图5.3所示电路换路前已达稳态,在t=0时将开关S断开,试求换路瞬间各支路电流及储能元件上的电压初始值。
解:
uC(0-)=4V,uC(0+)=uC(0-)=4V
i1(0+)=iC(0+)=(6-4)/2=1Ai2(0+)=0
4、求图5.3所示电路中电容支路电流的全响应。
解:
换路后的稳态值:
uC(∞)=6V,时间常数τ=RC=2×0.5=1μs
所以电路全响应:
uC(t)=uC(∞)+[uC(0+)-uC(∞)]e-t/τ=6-2e-1000000tV
5、如图5.4所示,开关合在1时电路已经稳定。
t=0时,开关由1合向2,用三要素法求t≥0时的i和uL。
(详解:
见P161例题4-5-3)
图5.4
6、如图5.5所示,已知Us=10V,R1=R2=4Ω,R3=2Ω,C=1F,uC(0-)=0。
t=0时,开关S闭合,用三要素法求t≥0时的电压uC。
(详解:
见P163例题4-5-5)
图5.5
第六章
一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分)
1、正弦交流电的三要素是指正弦量的最大值、角频率和初相。
2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的最大值;反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的频率;确定正弦量计时始位置的是它的初相。
3、已知一正弦量
,则该正弦电流的最大值是7.07A;有效值是5A;角频率是314rad/s;频率是50Hz;周期是0.02s;随时间的变化进程相位是314t-30°电角;初相是-30°;合-π/6弧度。
4、正弦量的有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的开方,所以有效值又称为方均根值。
也可以说,交流电的有效值等于与其热效应相同的直流电的数值。
5、两个同频率正弦量之间的相位之差称为相位差,不同频率的正弦量之间不存在相位差的概念。
6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值,都是交流电的有效值。
工程上所说的交流电压、交流电流的数值,通常也都是它们的有效值,此值与交流电最大值的数量关系为:
最大值是有效值的1.414倍。
7、电阻元件上的电压、电流在相位上是同相关系;电感元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压超前电流;电容元件上的电压、电流相位存在正交关系,且电压滞后电流。
8、同相的电压和电流构成的是有功功率,用P表示,单位为W;正交的电压和电流构成无功功率,用Q表示,单位为Var。
9、能量转换中过程不可逆的功率称有功功率,能量转换中过程可逆的功率称无功功率。
能量转换过程不可逆的功率意味着不但有交换,而且还有消耗;能量转换过程可逆的功率则意味着只交换不消耗。
10、正弦交流电路中,电阻元件上的阻抗
=R,与频率无关;电感元件上的阻抗
=XL,与频率成正比;电容元件上的阻抗
=XC,与频率成反比。
11、与正弦量具有一一对应关系的复数电压、复数电流称之为相量。
最大值相量的模对应于正弦量的最大值,有效值相量的模对应正弦量的有效值,它们的幅角对应正弦量的初相。
12、单一电阻元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=R;单一电感元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=jXL;单一电容元件的正弦交流电路中,复阻抗Z=-jXC;电阻电感相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R+jXL;电阻电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R-jXC;电阻电感电容相串联的正弦交流电路中,复阻抗Z=R+j(XL-XC)。
13、单一电阻元件的正弦交流电路中,复导纳Y=G;单一电感元件的正弦交流电路中,复导纳Y=-jBL;单一电容元件的正弦交流电路中,复导纳Y=jBC;电阻电感电容相并联的正弦交流电路中,复导纳Y=G+j(BC-BL)。
14、按照各个正弦量的大小和相位关系用初始位置的有向线段画出的若干个相量的图形,称为相量图。
15、相量分析法,就是把正弦交流电路用相量模型来表示,其中正弦量用相量代替,R、L、C电路参数用对应的复阻抗表示,则直流电阻性电路中所有的公式定律均适用于对相量模型的分析,只是计算形式以复数运算代替了代数运算。
16、有效值相量图中,各相量的线段长度对应了正弦量的有效值,各相量与正向实轴之间的夹角对应正弦量的初相。
相量图直观地反映了各正弦量之间的数量关系和相位关系。
17、电压三角形是相量图,因此可定性地反映各电压相量之间的数量关系及相位关系,阻抗三角形和功率三角形不是相量图,因此它们只能定性地反映各量之间的数量关系。
18、R、L、C串联电路中,电路复阻抗虚部大于零时,电路呈感性;若复阻抗虚部小于零时,电路呈容性;当电路复阻抗的虚部等于零时,电路呈阻性,此时电路中的总电压和电流相量在相位上呈同相关系,称电路发生串联谐振。
19、R、L、C并联电路中,电路复导纳虚部大于零时,电路呈容性;若复导纳虚部小于零时,电路呈感性;当电路复导纳的虚部等于零时,电路呈阻性,此时电路中的总电流、电压相量在相位上呈同相关系,称电路发生并联谐振。
20、R、L串联电路中,测得电阻两端电压为120V,电感两端电压为160V,则电路总电压是200V。
21、R、L、C并联电路中,测得电阻上通过的电流为3A,电感上通过的电流为8A,电容元件上通过的电流是4A,总电流是5A,电路呈感性。
22、在含有L、C的电路中,出现总电压、电流同相位,这种现象称为谐振。
这种现象若发生在串联电路中,则电路中阻抗最小,电压一定时电流最大,且在电感和电容两端将出现过电压;该现象若发生在并联电路中,电路阻抗将最大,电压一定时电流则最小,但在电感和电容支路中将出现过电流现象。
23、谐振发生时,电路中的角频率
,
。
24、串联谐振电路的特性阻抗
,品质因数Q=ω0L/R。
25、理想并联谐振电路谐振时的阻抗
∞,总电流等于0。
26、实际应用中,并联谐振电路在未接信号源时,电路的谐振阻抗为电阻R,接入信号源后,电路谐振时的阻抗变为R//RS,电路的品质因数也由
R/ω0L而变为
R//RS/ω0L,从而使并联谐振电路的选择性变差,通频带变宽。
27、交流多参数的电路中,负载获取最大功率的条件是
;负载上获取的最大功率
。
28、谐振电路的应用,主要体现在用于信号的选择,用于元器件的测量和用于提高功率的传输效率。
29、品质因数越大,电路的选择性越好,但不能无限制地加大品质因数,否则将造成通频带变窄,致使接收信号产生失真。
30、三相电源作Y接时,由各相首端向外引出的输电线俗称火线,由各相尾端公共点向外引出的输电线俗称零线,这种供电方式称为三相四线制。
31、火线与火线之间的电压称为线电压,火线与零线之间的电压称为相电压。
电源Y接时,数量上Ul
1.732Up;若电源作Δ接,则数量上Ul
1Up。
32、火线上通过的电流称为线电流,负载上通过的电流称为相电流。
当对称三相负载作Y接时,数量上Il
1Ip;当对称三相负载Δ接,Il
1.732Ip。
33、中线的作用是使不对称Y接负载的端电压继续保持对称。
34、对称三相电路中,三相总有功功率P=3UpIpcosφ;三相总无功功率Q=3UpIpsinφ;三相总视在功率S=3UpIp。
35、对称三相电路中,由于中线电流IN=0,所以各相电路的计算具有独立性,各相电流电压也是独立的,因此,三相电路的计算就可以归结为一相来计算。
36、若三角接的三相电源绕组有一相不慎接反,就会在发电机绕组回路中出现
,这将使发电机因过热而烧损。
37、我们把三个最大值相等、角频率相同,在相位上互差120度的正弦交流电称为对称三相交流电。
38、当三相电路对称时,三相瞬时功率之和是一个常量,其值等于三相电路的有功功率,由于这种性能,使三相电动机的稳定性高于单相电动机。
39、测量对称三相电路的有功功率,可采用二瓦计法,如果三相电路不对称,就不能用二瓦计法测量三相功率。
二、单项选择题(建议每小题2分)
1、在正弦交流电路中,电感元件的瞬时值伏安关系可表达为(C)
A、
B、u=jiωLC、
2、已知工频电压有效值和初始值均为380V,则该电压的瞬时值表达式为(B)
A、
VB、
V
C、
V
3、一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P。
把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2,则正弦交流电源电压的最大值为(C)
A、7.07VB、5VC、10V
4、已知
A,
)A,则(C)
A、i1超前i260°B、i1滞后i260°C、相位差无法判断
5、电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将(A)
A、增大B、减小C、不变
6、电感元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,当频率增大时,电路中电流将(B)
A、增大B、减小C、不变
7、实验室中的交流电压表和电流表,其读值是交流电的(B)。
A、最大值B、有效值C、瞬时值
8、314μF电容元件用在100Hz的正弦交流电路中,所呈现的容抗值为(C)
A、0.197ΩB、31.8ΩC、5.1Ω
9、在电阻元件的正弦交流电路中,伏安关系表示错误的是(B)
A、
B、U=IRC、
10、某电阻元件的额定数据为“1KΩ、2.5W”,正常使用时允许流过的最大电流为(A)
A、50mAB、2.5mAC、250mA
11、u=-100sin(6πt+10°)V超前i=5cos(6πt-15°)A的相位差是(C)
A、25°B、95°C、115°
12、周期T=1S、频率f=1Hz的正弦波是(C)
A、4cos314tB、6sin(5t+17°)C、4cos2πt
13、标有额定值为“220V、100W”和“220V、25W”白炽灯两盏,将其串联后接入220V工频交流电源上,其亮度情况是(B)
A、100W的灯泡较亮B、25W的灯泡较亮C、两只灯泡一样亮
14、在RL串联的交流电路中,R上端电压为16V,L上端电压为12V,则总电压为(B)
A、28VB、20VC、4V
15、R、L串联的正弦交流电路中,复阻抗为(C)
A、
B、
C、
16、已知电路复阻抗Z=(3-j4)Ω,则该电路一定呈(B)
A、感性B、容性C、阻性
17、电感、电容相串联的正弦交流电路,消耗的有功功率为(C)
A、UIB、I2XC、0
18、在右图所示电路中,R=XL=XC,并已知安培表A1的读数为3A,则安培表A2、A3的读数应为(C)
A、1A、1AB、3A、0AC、4.24A、3A
19、每只日光灯的功率因数为0.5,当N只日光灯相并联时,总的功率因数(C);若再与M只白炽灯并联,则总功率因数(A)
A、大于0.5B、小于0.5C、等于0.5
20、日光灯电路的灯管电压与镇流器两端电压和电路总电压的关系为(B)
A、两电压之和等于总电压B、两电压的相量和等于总电压
21、RLC并联电路在f0时发生谐振,当频率增加到2f0时,电路性质呈(B)
A、电阻性B、电感性C、电容性
22、处于谐振状态的RLC串联电路,当电源频率升高时,电路将呈现出(B)
A、电阻性B、电感性C、电容性
23、下列说法中,(A)是正确的。
A、串谐时阻抗最小B、并谐时阻抗最小C、电路谐振时阻抗最小
24、下列说法中,(B)是不正确的。
A、并谐时电流最大B、并谐时电流最小C、理想并谐时总电流为零
25、发生串联谐振的电路条件是(C)
A、
B、
C、
26、正弦交流电路中,负载上获得最大功率的条件是(C)
A、
B、
C、
27、某三相四线制供电电路中,相电压为220V,则火线与火线之间的电压为(C)
A、220VB、311VC、380V
28、在电
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